Origine del petrolio

Il petrolio si è formato in seguito a trasformazioni subite da materiali biologici (per esempio plancton e animali marini) che si sono depositati insieme a sedimenti minerali sul fondo di laghi e oceani. Le aree della superficie terrestre ove questo fenomeno si verifica con maggiore facilità sono quelle in prossimità delle coste marine, vale a dire grandi bacini sedimentari delle piattaforme continentali. Quando si forma, il petrolio viene “spremuto” al di fuori del materiale fangoso composto da sedimenti e materiale organico (roccia madre) che va via via compattandosi.

 

 

Principali tipi di trappole petrolifere:

A)  Anticlinale: è una piega delle rocce dove gli strati sono convessi verso l’alto. In questa struttura geologica si trova, dal basso verso l’alto, l’acqua che satura tutti i pori liberi, gli idrocarburi liquidi, il gas che si accumula all’apice della piega.

B)  Diapiro: una intrusione di sale permette l’accumulo di petrolio in uno strato permeabile, bloccandone la risalita.

C)  Faglia: una frattura in un pacco di rocce ha apportato uno strato petrolifero permeabile a contatto con uno strato impermeabile, permettendo l’accumulo degli idrocarburi.

D)  Piega ad angolo: uno strato permeabile termina al di sotto di uno impermeabile e permette quindi l’accumulo degli idrocarburi.

 

 

 

Il petrolio che si forma tende a “migrare” verso le rocce permeabili più vicine (in genere arenarie o calcari porosi), che diventano così le rocce magazzino. La densità relativamente bassa degli idrocarburi li porta, in questa fase di migrazione, a occupare le zone più elevate delle rocce magazzino, al di sopra dell’acqua in esse presenti. Si forma così una trappola petrolifera, in cui si instaurano pressioni che possono arrivare fino a 900 atmosfere e temperature dell’ordine dei 150° C. Se la trappola petrolifera permette l’estrazione del petrolio in essa contenuto tramite perforazioni, si ha un campo petrolifero coltivabile.

Perforazione petrolifera e coltivazione del GIACIMENTO

L’individuazione di un campo petrolifero avviene attraverso una serie di prospezioni geologiche e geofisiche. La perforazione avviene principalmente con il sistema rotary (uno scalpello avvitato all’estremità di una serie di aste ruota su se stesso) che ha quasi del tutto soppiantato il vecchio sistema a percussione (un martello pesante cadeva periodicamente sul fondo di un pozzo).

Schema di torre per la perforazione di un pozzo petrolifero: torre Derrick

Da valutare attentamente nella fase di perforazione è la forza di spinta del pozzo, per poter contrastare, mediante fango immesso con un’opportuna densità la risalita improvvisa degli idrocarburi quando si arriva agli strati petroliferi. Con il sistema a percussione, nel momento in cui si raggiungeva il GIACIMENTO si verificavano vere e proprie esplosioni, con notevoli perdite di materiale. 

Per trasformare un pozzo di perforazione petrolifero in pozzo estrattivo, si mette in opera un’incastellatura, che serve a regolare lo sfruttamento e si sostituisce la colonna all’interno del pozzo con un sifone munito di una particolare rete che permette il passaggio del liquido e del gas, ma non della sabbia. Il petrolio risale naturalmente grazie alle forze di spinta presenti nel greggio dovute a gas in soluzione, all’acqua fluidizzata dal gas, ecc. 

Successivamente si utilizzano particolari  sistemi per aiutare la risalita del petrolio (immissione di acqua o gas sotto pressione, stimolazione del greggio per farne diminuire la viscosità, ecc.). Al di sopra di un GIACIMENTO petrolifero possono essere aperti centinaia di pozzi, per sfruttare al meglio l’intero campo petrolifero.

Raffinazione del petrolio e industria petrolchimica

La raffinazione del petrolio è l’insieme dei processi aventi lo scopo di isolare dal greggio sostanze o miscele di sostanze adatte a vari impieghi, principalmente come carburanti (GAS DI PETROLIO LIQUEFATTI, benzina per autotrazione, cherosene, gasolio, olio combustibile), solventi, lubrificanti, bitumi oppure come intermedi di base per l’industria petrolchimica, sui quali si fonda la fabbricazione di numerosi prodotti di sintesi quali materie plastiche, fibre sintetiche, elastomeri, vernici, materie prime farmaceutiche, detergenti ecc. Fra gli intermedi di base dell’industria petrolchimica figurano le olefine (soprattutto etilene e propilene) e gli idrocarburi AROMATICI.La distillazione frazionata ha lo scopo di separare il greggio in alcune principali frazioni (o tagli) gassose, liquide e semisolide sfruttando i diversi intervalli nelle loro temperature di distillazione. Si effettua in colonne di distillazione a piatti, dove le varie frazioni si raccolgono a differenti altezze. Le frazioni sono poi sottoposte a ulteriori trattamenti, allo scopo di ottenere materiali più adatti agli impieghi finali. Il CRACKING (dall’inglese  to crack, spezzare) consiste nella trasformazione di idrocarburi a peso molecolare elevato in altri a peso molecolare inferiore sottoponendoli a elevate temperature, spesso in presenza di adatti catalizzatori. Il reforming (dall’inglese to reform, modificare) è un processo anch’esso di tipo catalitico, avente un duplice scopo: da un lato quello di aumentare la resa in idrocarburi AROMATICI, dall’altro quello di trasformare gli idrocarburi lineari in ramificati. Questi ultimi, come gli AROMATICI, risultano molto più efficienti quali carburanti dei moderni motori a combustione interna, perché hanno un maggior numero di ottano.