Petróleo -Petroleum

Uma amostra de petróleo.
Pumpjack bombeando um poço de petróleo perto de Lubbock, Texas .
Uma refinaria de petróleo em Mina Al Ahmadi , Kuwait .

O petróleo , também conhecido como petróleo bruto , ou simplesmente petróleo , é uma mistura líquida preta amarelada de ocorrência natural, principalmente de hidrocarbonetos , e é encontrado em formações geológicas . O nome petróleo abrange tanto o petróleo bruto não processado que ocorre naturalmente quanto os produtos petrolíferos que consistem em petróleo bruto refinado. Um combustível fóssil , o petróleo é formado quando grandes quantidades de organismos mortos, principalmente zooplâncton e algas , são enterrados sob rochas sedimentares e submetidos a calor e pressão prolongados.

O petróleo foi recuperado principalmente pela perfuração de petróleo . A perfuração é realizada após estudos de geologia estrutural, análise de bacias sedimentares e caracterização de reservatórios. Desenvolvimentos recentes em tecnologias também levaram à exploração de outras reservas não convencionais, como areias betuminosas e xisto betuminoso . Uma vez extraído, o óleo é refinado e separado, mais facilmente por destilação , em vários produtos para uso direto ou uso na fabricação. Os produtos incluem combustíveis como gasolina (gasolina), diesel e querosene ; asfalto ; e reagentes químicos usados ​​para fazer plásticos , pesticidas e produtos farmacêuticos . O petróleo é usado na fabricação de uma grande variedade de materiais, e estima-se que o mundo consuma cerca de 100 milhões de barris (16 milhões de metros cúbicos ) por dia. A produção de petróleo pode ser extremamente lucrativa e foi importante para o desenvolvimento econômico no século 20, com alguns países, os chamados " estados petrolíferos ", ganhando poder econômico e internacional significativo por causa de seu controle da produção de petróleo.

A exploração de petróleo tem consequências ambientais e sociais negativas significativas. Mais significativamente, a extração , o refino e a queima de combustíveis derivados do petróleo liberam grandes quantidades de gases de efeito estufa , de modo que o petróleo é um dos principais contribuintes para as mudanças climáticas . Além disso, partes da indústria do petróleo suprimiram ativamente a ciência e a política que visavam evitar a crise climática . Outros efeitos ambientais negativos incluem os impactos ambientais da exploração e exploração de reservas de petróleo, como derramamentos de óleo e poluição do ar e da água nos locais de utilização. Todos esses impactos ambientais têm consequências diretas para a saúde humana. Além disso, o petróleo também tem sido uma fonte de conflito, levando a guerras lideradas por estados e outros tipos de conflitos (por exemplo, a receita do petróleo financiou o Estado Islâmico ). Espera-se que a produção de petróleo atinja o pico do petróleo antes de 2035, à medida que as economias globais diminuem a dependência do petróleo como parte da mitigação das mudanças climáticas e uma transição para energia renovável e eletrificação . Espera-se que isso tenha impactos econômicos significativos que as partes interessadas argumentam que precisam ser antecipados por uma transição justa e abordando os ativos ociosos da indústria petrolífera.

Etimologia

Aparelhos de destilação fracionada.

A palavra petróleo vem do latim medieval petróleo (literalmente 'óleo de rocha'), que vem do latim petra 'rocha' (do grego pétra πέτρα ) e oleum 'óleo' (do grego élaion ἔλαιον ).

O termo foi usado no tratado De Natura Fossilium , publicado em 1546 pelo mineralogista alemão Georg Bauer , também conhecido como Georgius Agricola. No século 19, o termo petróleo era frequentemente usado para se referir a óleos minerais produzidos por destilação de sólidos orgânicos extraídos, como carvão de canel (e mais tarde xisto betuminoso ) e óleos refinados produzidos a partir deles; no Reino Unido, o armazenamento (e posterior transporte) desses óleos foi regulamentado por uma série de Leis do Petróleo, a partir da Lei do Petróleo de 1863 .

História

Cedo

Torre de petróleo em Okemah, Oklahoma , 1922.

O petróleo, de uma forma ou de outra, tem sido usado desde os tempos antigos e agora é importante em toda a sociedade, inclusive na economia, política e tecnologia. O aumento de importância deveu-se à invenção do motor de combustão interna , à ascensão da aviação comercial e à importância do petróleo para a química orgânica industrial, particularmente a síntese de plásticos, fertilizantes, solventes, adesivos e pesticidas.

Há mais de 4.300 anos, o betume era mencionado quando os sumérios o usavam para fazer barcos. Epístola da lenda do nascimento de Sargão de Akkad, mencionava uma cesta fechada com palha e betume. Há mais de 4.000 anos, segundo Heródoto e Diodoro Sículo , o asfalto era usado na construção das muralhas e torres da Babilônia ; havia poços de petróleo perto de Ardericca (perto de Babilônia), e uma fonte de piche em Zacynthus . Grandes quantidades foram encontradas nas margens do rio Issus , um dos afluentes do Eufrates . Tabuletas persas antigas indicam os usos medicinais e de iluminação do petróleo nos níveis superiores de sua sociedade.

O uso de petróleo na China antiga remonta a mais de 2.000 anos atrás. O I Ching , um dos primeiros escritos chineses, cita que o óleo em seu estado bruto, sem refino, foi descoberto, extraído e usado na China no primeiro século aC. Além disso, os chineses foram os primeiros a registrar o uso de petróleo como combustível já no século IV aC. Em 347 EC, o petróleo era produzido a partir de poços perfurados em bambu na China.

O petróleo bruto era frequentemente destilado por químicos persas , com descrições claras dadas em manuais árabes, como os de Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (Rhazes). As ruas de Bagdá foram pavimentadas com alcatrão , derivado do petróleo que se tornou acessível a partir de campos naturais da região. No século IX, campos de petróleo foram explorados na área ao redor da moderna Baku , Azerbaijão . Esses campos foram descritos pelo geógrafo árabe Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī no século 10, e por Marco Polo no século 13, que descreveu a saída desses poços como centenas de carregamentos de navios. Químicos árabes e persas também destilavam petróleo bruto para produzir produtos inflamáveis ​​para fins militares. Através da Espanha islâmica , a destilação tornou-se disponível na Europa Ocidental no século XII. Também está presente na Romênia desde o século 13, sendo registrado como păcură.

Poços de petróleo sofisticados, de 4,5 a 6 metros (15 a 20 pés) de profundidade, foram cavados pelo Povo Seneca e outros iroqueses no oeste da Pensilvânia já em 1415-1450. O general francês Louis-Joseph de Montcalm encontrou Sêneca usando petróleo para fogos cerimoniais e como loção curativa durante uma visita a Fort Duquesne em 1750.

Os primeiros exploradores britânicos de Mianmar documentaram uma florescente indústria de extração de petróleo com sede em Yenangyaung que, em 1795, tinha centenas de poços cavados à mão em produção.

Pechelbronn (fonte Pitch) é considerado o primeiro local europeu onde o petróleo foi explorado e usado. A ainda ativa Erdpechquelle, uma fonte onde o petróleo aparece misturado com água, é usada desde 1498, principalmente para fins médicos. As areias betuminosas são extraídas desde o século XVIII.

Em Wietze , na Baixa Saxônia, o asfalto/betume natural tem sido explorado desde o século XVIII. Tanto em Pechelbronn como em Wietze, a indústria do carvão dominava as tecnologias do petróleo.

Moderno

O químico James Young notou uma infiltração de petróleo natural na mina Riddings em Alfreton , Derbyshire , da qual ele destilou um óleo leve e fino adequado para uso como óleo de lâmpada, ao mesmo tempo em que obteve um óleo mais viscoso adequado para lubrificação de máquinas. Em 1848, Young montou uma pequena empresa de refinação do petróleo bruto.

Young finalmente conseguiu, ao destilar carvão de cano em fogo baixo, criar um fluido semelhante ao petróleo, que, quando tratado da mesma maneira que o óleo de infiltração, dava produtos semelhantes. Young descobriu que, por destilação lenta, ele poderia obter vários líquidos úteis, um dos quais ele chamou de "óleo de parafina" porque em baixas temperaturas ele congelava em uma substância semelhante à cera de parafina.

A produção desses óleos e cera de parafina sólida a partir de carvão formou o assunto de sua patente datada de 17 de outubro de 1850. Em 1850 Young & Meldrum e Edward William Binney entraram em parceria sob o título de EW Binney & Co. em Bathgate em West Lothian e E .Meldrum & Co. em Glasgow; suas obras em Bathgate foram concluídas em 1851 e se tornaram as primeiras fábricas de petróleo verdadeiramente comerciais do mundo com a primeira refinaria de petróleo moderna.

Bings de xisto perto de Broxburn , 3 de um total de 19 em West Lothian .

A primeira refinaria de petróleo do mundo foi construída em 1856 por Ignacy Łukasiewicz . Suas realizações também incluíram a descoberta de como destilar querosene de óleo de infiltração, a invenção da moderna lâmpada de querosene (1853), a introdução da primeira lâmpada de rua moderna na Europa (1853) e a construção do primeiro poço de petróleo moderno do mundo. (1854).

A demanda por petróleo como combustível para iluminação na América do Norte e em todo o mundo cresceu rapidamente. O poço de 1859 de Edwin Drake , perto de Titusville, Pensilvânia, é popularmente considerado o primeiro poço moderno. Já em 1858 Georg Christian Konrad Hunäus havia encontrado uma quantidade significativa de petróleo durante a perfuração de linhita 1858 em Wietze , Alemanha. Wietze mais tarde forneceu cerca de 80% do consumo alemão na Era Wilhelminian. A produção parou em 1963, mas Wietze hospeda um Museu do Petróleo desde 1970.

O poço de Drake provavelmente é destacado porque foi perfurado, não cavado; porque usava uma máquina a vapor; porque havia uma empresa associada a ele; e porque desencadeou um grande boom. No entanto, houve atividade considerável antes de Drake em várias partes do mundo em meados do século XIX. Um grupo dirigido pelo Major Alexeyev do Corpo de Engenheiros de Mineração Bakinskii perfurou manualmente um poço na região de Bibi-Heybat de Baku em 1846. Havia poços perfurados a motor na Virgínia Ocidental no mesmo ano que o poço de Drake. Um poço comercial inicial foi cavado à mão na Polônia em 1853, e outro na vizinha Romênia em 1857. Na mesma época, a primeira refinaria de petróleo pequena do mundo foi aberta em Jasło , na Polônia, com uma maior aberta em Ploiești , na Romênia, em breve. depois. A Romênia é o primeiro país do mundo a ter sua produção anual de petróleo bruto oficialmente registrada nas estatísticas internacionais: 275 toneladas para 1857.

O primeiro poço de petróleo comercial no Canadá tornou-se operacional em 1858 em Oil Springs, Ontário (então Canada West ). O empresário James Miller Williams cavou vários poços entre 1855 e 1858 antes de descobrir uma rica reserva de petróleo quatro metros abaixo do solo. Williams extraiu 1,5 milhão de litros de petróleo bruto em 1860, refinando grande parte dele em óleo de lamparina de querosene. O poço de Williams tornou-se comercialmente viável um ano antes da operação de Drake na Pensilvânia e pode ser considerado o primeiro poço de petróleo comercial na América do Norte. A descoberta em Oil Springs desencadeou um boom do petróleo que trouxe centenas de especuladores e trabalhadores para a área. Os avanços na perfuração continuaram em 1862, quando o perfurador local Shaw atingiu uma profundidade de 62 metros usando o método de perfuração com haste de mola. Em 16 de janeiro de 1862, após uma explosão de gás natural , o primeiro gusher de petróleo do Canadá entrou em produção, disparando no ar a uma taxa registrada de 480 metros cúbicos (3.000 bbl) por dia. No final do século 19, o Império Russo, particularmente a empresa Branobel no Azerbaijão , assumiu a liderança na produção.

Este cartaz de propaganda de guerra promoveu a carona como forma de racionar a gasolina vital durante a Segunda Guerra Mundial .

O acesso ao petróleo foi e ainda é um fator importante em vários conflitos militares do século XX, incluindo a Segunda Guerra Mundial , durante a qual as instalações petrolíferas foram um importante ativo estratégico e foram amplamente bombardeadas . A invasão alemã da União Soviética incluiu o objetivo de capturar os campos petrolíferos de Baku , pois forneceria suprimentos de petróleo muito necessários para os militares alemães que sofriam com bloqueios. A exploração de petróleo na América do Norte durante o início do século 20 levou os EUA a se tornarem o principal produtor em meados do século. Como a produção de petróleo nos EUA atingiu o pico durante a década de 1960, no entanto, os Estados Unidos foram superados pela Arábia Saudita e pela União Soviética.

Em 1973 , a Arábia Saudita e outras nações árabes impuseram um embargo de petróleo contra os Estados Unidos, Reino Unido, Japão e outras nações ocidentais que apoiaram Israel na Guerra do Yom Kippur de outubro de 1973. O embargo causou uma crise do petróleo . Isto foi seguido pela crise do petróleo de 1979 , que foi causada por uma queda na produção de petróleo na esteira da Revolução Iraniana e fez com que os preços do petróleo mais que dobrassem. Os dois choques do preço do petróleo tiveram muitos efeitos de curto e longo prazo na política global e na economia global. Em particular, levaram a reduções sustentadas na demanda como resultado da substituição por outros combustíveis (especialmente carvão e nuclear) e melhorias na eficiência energética, facilitadas por políticas governamentais. Os altos preços do petróleo também induziram o investimento na produção de petróleo por países não pertencentes à OPEP, incluindo a Baía de Prudhoe no Alasca, os campos offshore do Mar do Norte no Reino Unido e na Noruega, o campo offshore de Cantarell no México e as areias betuminosas no Canadá.

Hoje, cerca de 90% das necessidades de combustível veicular são atendidas pelo petróleo. O petróleo também representa 40% do consumo total de energia nos Estados Unidos, mas é responsável por apenas 1% da geração de eletricidade. O valor do petróleo como uma fonte de energia portátil e densa que alimenta a grande maioria dos veículos e como a base de muitos produtos químicos industriais o torna uma das commodities mais importantes do mundo .

Os três principais países produtores de petróleo são Rússia , Arábia Saudita e Estados Unidos . Em 2018, devido em parte aos desenvolvimentos em fraturamento hidráulico e perfuração horizontal , os Estados Unidos se tornaram o maior produtor mundial. Cerca de 80% das reservas de fácil acesso do mundo estão localizadas no Oriente Médio, com 62,5% provenientes dos 5 árabes: Arábia Saudita , Emirados Árabes Unidos , Iraque , Catar e Kuwait . Uma grande parte do petróleo total do mundo existe como fontes não convencionais, como betume nas areias betuminosas de Athabasca e petróleo extrapesado no Cinturão do Orinoco . Embora volumes significativos de petróleo sejam extraídos de areias betuminosas, particularmente no Canadá, obstáculos logísticos e técnicos permanecem, pois a extração de petróleo requer grandes quantidades de calor e água, tornando seu conteúdo energético líquido bastante baixo em relação ao petróleo bruto convencional. Assim, não se espera que as areias betuminosas do Canadá forneçam mais do que alguns milhões de barris por dia no futuro previsível.

Composição

O petróleo inclui não apenas o petróleo bruto, mas todos os hidrocarbonetos líquidos, gasosos e sólidos . Sob condições de pressão e temperatura de superfície , os hidrocarbonetos mais leves metano , etano , propano e butano existem como gases, enquanto o pentano e os hidrocarbonetos mais pesados ​​estão na forma de líquidos ou sólidos. No entanto, em um reservatório subterrâneo de petróleo, as proporções de gás, líquido e sólido dependem das condições do subsolo e do diagrama de fases da mistura de petróleo.

Um poço de petróleo produz predominantemente petróleo bruto, com algum gás natural dissolvido nele. Como a pressão é menor na superfície do que no subsolo, parte do gás sairá da solução e será recuperado (ou queimado) como gás associado ou gás de solução . Um poço de gás produz predominantemente gás natural . No entanto, como a temperatura subterrânea é mais alta do que na superfície, o gás pode conter hidrocarbonetos mais pesados, como pentano, hexano e heptano no estado gasoso . Em condições de superfície, estes condensarão para fora do gás para formar " condensado de gás natural ", muitas vezes abreviado para condensado. O condensado se assemelha à gasolina na aparência e é semelhante em composição a alguns óleos brutos leves voláteis .

A proporção de hidrocarbonetos leves na mistura de petróleo varia muito entre os diferentes campos de petróleo , variando de 97% em peso nos óleos mais leves a apenas 50% nos óleos e betumes mais pesados .

Os hidrocarbonetos no petróleo bruto são principalmente alcanos , cicloalcanos e vários hidrocarbonetos aromáticos , enquanto os outros compostos orgânicos contêm nitrogênio , oxigênio e enxofre , e vestígios de metais como ferro, níquel, cobre e vanádio . Muitos reservatórios de óleo contêm bactérias vivas. A composição molecular exata do petróleo bruto varia muito de formação para formação, mas a proporção de elementos químicos varia em limites bastante estreitos, como segue:

Composição por peso
Elemento Intervalo percentual
Carbono 83 a 85%
Hidrogênio 10 a 14%
Azoto 0,1 a 2%
Oxigênio 0,05 a 1,5%
Enxofre 0,05 a 6,0%
Metais < 0,1%

Quatro tipos diferentes de moléculas de hidrocarbonetos aparecem no petróleo bruto. A porcentagem relativa de cada um varia de óleo para óleo, determinando as propriedades de cada óleo.

Composição por peso
Hidrocarbonetos Média Variar
Alcanos (parafinas) 30% 15 a 60%
Naftenos 49% 30 a 60%
Aromatico 15% 3 a 30%
Asfálticos 6% restante
Os recursos não convencionais são muito maiores do que os convencionais.

O petróleo bruto varia muito em aparência, dependendo de sua composição. Geralmente é preto ou marrom escuro (embora possa ser amarelado, avermelhado ou mesmo esverdeado). No reservatório geralmente é encontrado em associação com o gás natural, que por ser mais leve forma uma "tampa de gás" sobre o petróleo, e a água salina que, sendo mais pesada que a maioria das formas de petróleo bruto, geralmente afunda abaixo dele. O petróleo bruto também pode ser encontrado em uma forma semi-sólida misturada com areia e água, como nas areias betuminosas de Athabasca, no Canadá, onde geralmente é chamado de betume bruto . No Canadá, o betume é considerado uma forma pegajosa, preta e parecida com alcatrão de petróleo bruto, tão espesso e pesado que deve ser aquecido ou diluído antes de fluir. A Venezuela também tem grandes quantidades de petróleo nas areias betuminosas do Orinoco , embora os hidrocarbonetos aprisionados nelas sejam mais fluidos do que no Canadá e geralmente sejam chamados de óleo extrapesado . Esses recursos de areias betuminosas são chamados de petróleo não convencional para distingui-los do petróleo que pode ser extraído usando métodos tradicionais de poços de petróleo. Entre eles, Canadá e Venezuela contêm cerca de 3,6 trilhões de barris (570 × 10 9  m 3 ) de betume e petróleo extrapesado, cerca de duas vezes o volume das reservas mundiais de petróleo convencional. ^

O petróleo é usado principalmente, em volume, para refino em óleo combustível e gasolina, ambas importantes fontes de " energia primária " . 84% em volume dos hidrocarbonetos presentes no petróleo são convertidos em combustíveis ricos em energia (combustíveis à base de petróleo), incluindo gasolina, diesel, jato, aquecimento e outros óleos combustíveis e gás liquefeito de petróleo . Os graus mais leves de petróleo bruto produzem os melhores rendimentos desses produtos, mas à medida que as reservas mundiais de petróleo leve e médio se esgotam, as refinarias de petróleo precisam cada vez mais processar petróleo pesado e betume e usar métodos mais complexos e caros para produzir os produtos. requeridos. Como os óleos brutos mais pesados ​​têm muito carbono e pouco hidrogênio, esses processos geralmente envolvem a remoção de carbono ou a adição de hidrogênio às moléculas e o uso de craqueamento catalítico fluido para converter as moléculas mais longas e complexas do óleo em moléculas mais curtas e mais simples. os combustíveis.

Devido à sua alta densidade de energia , facilidade de transporte e abundância relativa , o petróleo tornou-se a fonte de energia mais importante do mundo desde meados da década de 1950. O petróleo também é a matéria-prima para muitos produtos químicos , incluindo produtos farmacêuticos , solventes , fertilizantes , pesticidas e plásticos; os 16 por cento não utilizados para a produção de energia são convertidos nesses outros materiais. O petróleo é encontrado em formações rochosas porosas nos estratos superiores de algumas áreas da crosta terrestre . Há também petróleo em areias betuminosas (areias betuminosas) . As reservas de petróleo conhecidas são tipicamente estimadas em 190 km 3 (1,2 trilhão de barris (escala curta) ) sem areias betuminosas, ou 595 km 3 (3,74 trilhões de barris) com areias betuminosas. O consumo é atualmente de cerca de 84 milhões de barris (13,4 × 10 6  m 3 ) por dia, ou 4,9 km 3 por ano, resultando em uma oferta de petróleo remanescente de apenas cerca de 120 anos, se a demanda atual permanecer estática. Estudos mais recentes, no entanto, colocam o número em torno de 50 anos. ^

Química

Octano , um hidrocarboneto encontrado no petróleo. As linhas representam ligações simples ; esferas pretas representam carbono ; esferas brancas representam hidrogênio .

O petróleo é principalmente uma mistura de hidrocarbonetos , ou seja, contendo apenas carbono e hidrogênio. Os componentes mais comuns são alcanos (parafinas), cicloalcanos ( naftenos ) e hidrocarbonetos aromáticos . Eles geralmente têm de 5 a 40 átomos de carbono por molécula, embora pequenas quantidades de moléculas mais curtas ou mais longas possam estar presentes na mistura.

Os alcanos de pentano (C 5 H 12 ) a octano (C 8 H 18 ) são refinados em gasolina, os de nonano (C 9 H 20 ) a hexadecano (C 16 H 34 ) em óleo diesel , querosene e querosene de aviação . Alcanos com mais de 16 átomos de carbono podem ser refinados em óleo combustível e óleo lubrificante . Na extremidade mais pesada da faixa, a cera de parafina é um alcano com aproximadamente 25 átomos de carbono, enquanto o asfalto tem 35 ou mais, embora estes sejam geralmente quebrados pelas refinarias modernas em produtos mais valiosos. As moléculas mais curtas, aquelas com quatro ou menos átomos de carbono, estão em estado gasoso à temperatura ambiente. São os gases de petróleo. Dependendo da demanda e do custo de recuperação, esses gases são queimados , vendidos como gás liquefeito de petróleo sob pressão ou usados ​​para alimentar os próprios queimadores da refinaria. Durante o inverno, o butano (C 4 H 10 ) é misturado no tanque de gasolina em altas taxas, porque sua alta pressão de vapor auxilia nas partidas a frio. Liquidificado sob pressão ligeiramente acima da atmosférica, é mais conhecido por alimentar isqueiros, mas também é a principal fonte de combustível para muitos países em desenvolvimento. O propano pode ser liquefeito sob pressão modesta e é consumido para praticamente todas as aplicações que dependem do petróleo para obter energia, desde cozinhar até aquecimento e transporte.

Os hidrocarbonetos aromáticos são hidrocarbonetos insaturados que possuem um ou mais anéis planos de seis carbonos chamados anéis benzênicos , aos quais estão ligados átomos de hidrogênio com a fórmula C n H 2n-6 . Eles tendem a queimar com uma chama fuliginosa e muitos têm um aroma doce. Alguns são cancerígenos .

Essas diferentes moléculas são separadas por destilação fracionada em uma refinaria de petróleo para produzir gasolina, combustível de aviação, querosene e outros hidrocarbonetos. Por exemplo, o 2,2,4-trimetilpentano (isooctano), amplamente utilizado na gasolina , tem a fórmula química C 8 H 18 e reage com o oxigênio exotermicamente :

2C
8
H
18
( l )25O
2
( g ) → 16  CO
2
( g )18H
2
O
( g ) (ΔH = -5,51 MJ/mol de octano)

O número de várias moléculas em uma amostra de óleo pode ser determinado por análise laboratorial. As moléculas são normalmente extraídas em um solvente , depois separadas em um cromatógrafo a gás e, finalmente, determinadas com um detector adequado , como um detector de ionização de chama ou um espectrômetro de massa . Devido ao grande número de hidrocarbonetos co-eluídos no óleo, muitos não podem ser resolvidos por cromatografia gasosa tradicional e normalmente aparecem como uma saliência no cromatograma. Esta Mistura Complexa Não Resolvida (UCM) de hidrocarbonetos é particularmente aparente ao analisar óleos e extratos intemperizados de tecidos de organismos expostos ao óleo. Alguns dos componentes do óleo se misturam com a água: a fração do óleo associada à água.

A combustão incompleta de petróleo ou gasolina resulta na produção de subprodutos tóxicos. Muito pouco oxigênio durante a combustão resulta na formação de monóxido de carbono . Devido às altas temperaturas e altas pressões envolvidas, os gases de escape da combustão da gasolina em motores de automóveis geralmente incluem óxidos de nitrogênio que são responsáveis ​​​​pela criação de smog fotoquímico .

Formação

Petróleo fóssil

Estrutura de um composto de porfirina de vanádio (esquerda) extraído do petróleo por Alfred E. Treibs , pai da geoquímica orgânica . Treibs observou a estreita semelhança estrutural desta molécula e clorofila a (direita).

O petróleo é um combustível fóssil derivado de antigos materiais orgânicos fossilizados , como zooplâncton e algas . Grandes quantidades desses restos se estabeleceram no fundo do mar ou lago, onde foram cobertos por água estagnada (água sem oxigênio dissolvido ) ou sedimentos , como lama e lodo , mais rapidamente do que poderiam se decompor aerobicamente . Aproximadamente 1 m abaixo deste sedimento, a concentração de oxigênio na água era baixa, abaixo de 0,1 mg/L, e existiam condições anóxicas . As temperaturas também permaneceram constantes.

À medida que outras camadas se estabeleceram no mar ou no leito do lago, calor e pressão intensos se acumularam nas regiões mais baixas. Esse processo fez com que a matéria orgânica se transformasse, primeiro em um material ceroso conhecido como querogênio , encontrado em vários xistos betuminosos ao redor do mundo, e depois com mais calor em hidrocarbonetos líquidos e gasosos por meio de um processo conhecido como catagênese . A formação de petróleo ocorre a partir da pirólise de hidrocarbonetos em uma variedade de reações principalmente endotérmicas em alta temperatura ou pressão, ou ambas. Essas fases são descritas em detalhes a seguir.

Decadência anaeróbica

Na ausência de oxigênio abundante, as bactérias aeróbicas foram impedidas de decompor a matéria orgânica depois que ela foi enterrada sob uma camada de sedimentos ou água. No entanto, bactérias anaeróbicas foram capazes de reduzir sulfatos e nitratos entre a matéria para H 2 S e N 2 respectivamente, usando a matéria como fonte de outros reagentes. Devido a essas bactérias anaeróbicas, a princípio essa matéria começou a se separar principalmente por hidrólise : polissacarídeos e proteínas foram hidrolisados ​​em açúcares simples e aminoácidos, respectivamente. Estes foram ainda mais oxidados anaerobicamente a uma taxa acelerada pelas enzimas das bactérias: por exemplo, os aminoácidos passaram por desaminação oxidativa para iminoácidos , que por sua vez reagiram ainda mais com amônia e α-cetoácidos . Os monossacarídeos , por sua vez, decaíram em CO 2 e metano . Os produtos de decomposição anaeróbica de aminoácidos, monossacarídeos, fenóis e aldeídos combinados a ácidos fúlvicos . Gorduras e ceras não foram extensivamente hidrolisadas sob essas condições suaves.

Formação de querogênio

Alguns compostos fenólicos produzidos a partir de reações anteriores funcionaram como bactericidas e a ordem de bactérias actinomycetales também produziu compostos antibióticos (por exemplo, estreptomicina ). Assim, a ação das bactérias anaeróbicas cessou cerca de 10 m abaixo da água ou do sedimento. A mistura nesta profundidade continha ácidos fúlvicos, gorduras e ceras que não reagiram e parcialmente reagiram, lignina ligeiramente modificada , resinas e outros hidrocarbonetos. À medida que mais camadas de matéria orgânica se estabeleceram no mar ou no leito do lago, calor e pressão intensos se acumularam nas regiões mais baixas. Como consequência, os compostos dessa mistura começaram a se combinar de maneiras pouco conhecidas ao querogênio . A combinação ocorreu de forma semelhante, pois as moléculas de fenol e formaldeído reagem às resinas uréia-formaldeído , mas a formação do querogênio ocorreu de maneira mais complexa devido à maior variedade de reagentes. O processo total de formação do querogênio desde o início da decomposição anaeróbica é chamado de diagênese , palavra que significa transformação de materiais por dissolução e recombinação de seus constituintes.

Transformação de querogênio em combustíveis fósseis

A formação de querogênio continuou até a profundidade de cerca de 1 km da superfície da Terra, onde as temperaturas podem atingir cerca de 50 ° C. A formação do querogênio representa um ponto intermediário entre a matéria orgânica e os combustíveis fósseis: o querogênio pode ser exposto ao oxigênio, oxidar e, assim, ser perdido, ou pode ser enterrado mais profundamente na crosta terrestre e ser submetido a condições que permitem que ele se transforme lentamente em combustíveis fósseis como o petróleo. Este último aconteceu por meio de catagênese em que as reações foram principalmente rearranjos radicais do querogênio. Essas reações levaram milhares a milhões de anos e nenhum reagente externo estava envolvido. Devido à natureza radical dessas reações, o querogênio reagiu a duas classes de produtos: aqueles com baixa relação H/C ( antraceno ou produtos similares a ele) e aqueles com alta relação H/C ( metano ou produtos similares a ele); isto é, produtos ricos em carbono ou hidrogênio. Como a catagênese foi fechada de reagentes externos, a composição resultante da mistura de combustível foi dependente da composição do querogênio via estequiometria de reação . Existem três tipos de querogênio: tipo I (alga), II (liptínico) e III (húmico), que foram formados principalmente de algas , plâncton e plantas lenhosas (este termo inclui árvores , arbustos e lianas ), respectivamente.

A catagênese foi pirolítica apesar de ter ocorrido em temperaturas relativamente baixas (quando comparadas às plantas de pirólise comerciais) de 60 a várias centenas de °C. A pirólise foi possível devido aos longos tempos de reação envolvidos. O calor para a catagênese veio da decomposição de materiais radioativos da crosta, especialmente 40 K , 232 Th , 235 U e 238 U . O calor variou com o gradiente geotérmico e era tipicamente 10-30 ° C por km de profundidade da superfície da Terra. Intrusões incomuns de magma , no entanto, poderiam ter criado um maior aquecimento localizado.

Janela de óleo (faixa de temperatura)

Os geólogos costumam se referir à faixa de temperatura na qual o petróleo se forma como uma "janela de óleo" . Abaixo da temperatura mínima, o óleo permanece preso na forma de querogênio. Acima da temperatura máxima o óleo é convertido em gás natural através do processo de craqueamento térmico . Às vezes, o óleo formado em profundidades extremas pode migrar e ficar preso em um nível muito mais raso. As Areias Petrolíferas de Athabasca são um exemplo disso.

Petróleo abiogênico

Um mecanismo alternativo ao descrito acima foi proposto por cientistas russos em meados da década de 1850, a hipótese da origem abiogênica do petróleo (petróleo formado por meios inorgânicos), mas isso é contrariado por evidências geológicas e geoquímicas . Fontes abiogênicas de óleo foram encontradas, mas nunca em quantidades comercialmente rentáveis. "A controvérsia não é sobre a existência de reservas de petróleo abiogênico", disse Larry Nation, da Associação Americana de Geólogos de Petróleo. "A controvérsia é sobre o quanto eles contribuem para as reservas globais da Terra e quanto tempo e esforço os geólogos devem dedicar para procurá-los."

Reservatórios

Uma armadilha de hidrocarbonetos consiste em uma rocha reservatório (amarela) onde o óleo (vermelho) pode se acumular e uma rocha caprock (verde) que impede sua saída.

Três condições devem estar presentes para que os reservatórios de óleo se formem:

  • uma rocha geradora rica em material de hidrocarboneto enterrada profundamente o suficiente para que o calor subterrâneo a cozinhe em óleo,
  • uma rocha reservatório porosa e permeável onde pode se acumular,
  • um caprock (vedação) ou outro mecanismo para evitar que o óleo escape para a superfície. Dentro desses reservatórios, os fluidos normalmente se organizam como um bolo de três camadas com uma camada de água abaixo da camada de óleo e uma camada de gás acima dela, embora as diferentes camadas variem em tamanho entre os reservatórios. Como a maioria dos hidrocarbonetos é menos densa que a rocha ou a água , eles geralmente migram para cima através das camadas rochosas adjacentes até atingir a superfície ou ficar presos em rochas porosas (conhecidas como reservatórios ) por rochas impermeáveis ​​acima. No entanto, o processo é influenciado por fluxos de água subterrâneos, fazendo com que o óleo migre centenas de quilômetros horizontalmente ou mesmo curtas distâncias para baixo antes de ficar preso em um reservatório. Quando os hidrocarbonetos são concentrados em uma armadilha, forma-se um campo de petróleo , do qual o líquido pode ser extraído por perfuração e bombeamento .

As reações que produzem petróleo e gás natural são frequentemente modeladas como reações de ruptura de primeira ordem, onde os hidrocarbonetos são decompostos em óleo e gás natural por um conjunto de reações paralelas, e o óleo eventualmente se decompõe em gás natural por outro conjunto de reações. Este último conjunto é utilizado regularmente em plantas petroquímicas e refinarias de petróleo .

O petróleo foi recuperado principalmente por perfuração de petróleo (nascentes naturais de petróleo são raras). A perfuração é realizada após estudos de geologia estrutural (na escala de reservatórios), análise de bacias sedimentares e caracterização de reservatórios (principalmente em termos de porosidade e permeabilidade das estruturas geológicas dos reservatórios). Melhorias recentes nas tecnologias também levaram à exploração de outras reservas não convencionais, como areias betuminosas e xisto betuminoso . Os poços são perfurados em reservatórios de petróleo para extrair o petróleo bruto. Os métodos de produção de "elevação natural" que dependem da pressão natural do reservatório para forçar o óleo para a superfície geralmente são suficientes por um tempo depois que os reservatórios são explorados pela primeira vez. Em alguns reservatórios, como no Oriente Médio, a pressão natural é suficiente por muito tempo. A pressão natural na maioria dos reservatórios, no entanto, eventualmente se dissipa. Em seguida, o óleo deve ser extraído usando meios de " elevação artificial ". Com o tempo, esses métodos "primários" tornam-se menos eficazes e métodos de produção "secundários" podem ser usados. Um método secundário comum é "inundação de água" ou injeção de água no reservatório para aumentar a pressão e forçar o óleo para o poço perfurado ou "furo de poço". Eventualmente, métodos de recuperação de petróleo "terciários" ou "aprimorados" podem ser usados ​​para aumentar as características de fluxo do óleo injetando vapor, dióxido de carbono e outros gases ou produtos químicos no reservatório. Nos Estados Unidos, os métodos de produção primários representam menos de 40% do petróleo produzido diariamente, os métodos secundários representam cerca de metade e a recuperação terciária os 10% restantes. A extração de óleo (ou "betume") de depósitos de óleo/areia de alcatrão e xisto betuminoso requer a mineração da areia ou xisto e o aquecimento em um recipiente ou retorta, ou o uso de métodos "in-situ" de injeção de líquidos aquecidos no depósito e, em seguida, bombeamento o líquido volta saturado com óleo.

Reservatórios de petróleo não convencionais

Bactérias comedoras de óleo biodegradam o óleo que escapou para a superfície. As areias betuminosas são reservatórios de óleo parcialmente biodegradado ainda em processo de escapar e ser biodegradado, mas contêm tanto óleo migratório que, embora a maior parte tenha escapado, grandes quantidades ainda estão presentes – mais do que pode ser encontrado em reservatórios de petróleo convencionais. As frações mais leves do petróleo bruto são destruídas primeiro, resultando em reservatórios contendo uma forma extremamente pesada de petróleo bruto, chamado betume bruto no Canadá ou petróleo bruto extrapesado na Venezuela . Esses dois países têm os maiores depósitos de areias betuminosas do mundo.

Por outro lado, os xistos betuminosos são rochas geradoras que não foram expostas ao calor ou à pressão por tempo suficiente para converter seus hidrocarbonetos aprisionados em petróleo bruto. Tecnicamente falando, os xistos betuminosos nem sempre são xistos e não contêm petróleo, mas são rochas sedimentares de grãos finos contendo um sólido orgânico insolúvel chamado querogênio . O querogênio na rocha pode ser convertido em petróleo bruto usando calor e pressão para simular processos naturais. O método é conhecido há séculos e foi patenteado em 1694 sob a patente da Coroa Britânica No. 330, cobrindo "Uma maneira de extrair e fazer grandes quantidades de piche, alcatrão e óleo de uma espécie de pedra". Embora os xistos betuminosos sejam encontrados em muitos países, os Estados Unidos têm os maiores depósitos do mundo.

Classificação

Alguns crudes marcadores com o seu teor de enxofre (horizontal) e gravidade API (vertical) e quantidade de produção relativa.

A indústria do petróleo geralmente classifica o petróleo bruto pela localização geográfica em que é produzido (por exemplo, West Texas Intermediate , Brent ou Oman ), sua gravidade API (uma medida de densidade da indústria petrolífera) e seu teor de enxofre. O petróleo bruto pode ser considerado leve se tiver baixa densidade, pesado se tiver alta densidade ou médio se tiver densidade entre a leve e a pesada . Além disso, pode ser referido como doce se contiver relativamente pouco enxofre ou azedo se contiver quantidades substanciais de enxofre.

A localização geográfica é importante porque afeta os custos de transporte para a refinaria. O petróleo bruto leve é ​​mais desejável do que o petróleo pesado , pois produz um rendimento maior de gasolina, enquanto o petróleo doce comanda um preço mais alto do que o petróleo azedo porque tem menos problemas ambientais e requer menos refino para atender aos padrões de enxofre impostos aos combustíveis nos países consumidores. Cada petróleo bruto possui características moleculares únicas que são reveladas pelo uso de análises de ensaio de petróleo bruto em laboratórios de petróleo.

Barris de uma área em que as características moleculares do petróleo bruto foram determinadas e o petróleo foi classificado são usados ​​como referência de preços em todo o mundo. Alguns dos petróleos brutos de referência comuns são:

  • West Texas Intermediate (WTI), um óleo leve, doce e de alta qualidade entregue em Cushing, Oklahoma para óleo norte-americano
  • Brent Blend , composto por 15 óleos de campos nos sistemas Brent e Ninian na Bacia das Shetland Leste do Mar do Norte . O petróleo é desembarcado no terminal Sullom Voe em Shetland . A produção de petróleo da Europa, África e Oriente Médio que flui para o Ocidente tende a ser precificada por esse petróleo, que constitui uma referência
  • Dubai-Omã , usado como referência para o petróleo azedo do Oriente Médio que flui para a região da Ásia-Pacífico
  • Tapis (da Malásia , usado como referência para o petróleo leve do Extremo Oriente)
  • Minas (da Indonésia , usado como referência para o petróleo pesado do Extremo Oriente)
  • A Cesta de Referência da OPEP , uma média ponderada de misturas de petróleo de vários países da OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo)
  • Midway Sunset Heavy, pelo qual o petróleo pesado na Califórnia é precificado
  • Western Canadian Selecione o petróleo bruto de referência para os petróleos brutos emergentes pesados ​​e com alto teor de TAN (ácidos).

Há quantidades decrescentes desses óleos de referência sendo produzidos a cada ano, então outros óleos são mais comumente o que é realmente entregue. Embora o preço de referência possa ser para West Texas Intermediate entregue em Cushing, o petróleo real sendo negociado pode ser um óleo pesado canadense com desconto - Western Canadian Select - entregue em Hardisty , Alberta , e para um Brent Blend entregue em Shetland, pode ser um Mistura de exportação russa com desconto entregue no porto de Primorsk .

Uma vez extraído, o petróleo é refinado e separado, mais facilmente por destilação , em inúmeros produtos para uso direto ou uso na fabricação, como gasolina (gasolina), diesel e querosene para asfalto e reagentes químicos ( etileno , propileno , buteno , ácido acrílico , para-xileno ) usado para fazer plásticos , pesticidas e produtos farmacêuticos .

Indústria

Reservas mundiais de petróleo , 2013.

A indústria do petróleo , também conhecida como indústria do petróleo ou mancha de óleo, inclui os processos globais de exploração , extração , refino , transporte (geralmente por petroleiros e oleodutos ) e comercialização de produtos petrolíferos . Os produtos de maior volume da indústria são o óleo combustível e a gasolina (gasolina). O petróleo também é matéria-prima para muitos produtos químicos , incluindo produtos farmacêuticos , solventes , fertilizantes , pesticidas , fragrâncias sintéticas e plásticos . A indústria é geralmente dividida em três componentes principais: upstream , midstream e downstream . Upstream diz respeito à exploração e extração de petróleo bruto, midstream engloba transporte e armazenamento de petróleo bruto e downstream diz respeito ao refino de petróleo bruto em vários produtos finais .

O petróleo é vital para muitas indústrias e é necessário para a manutenção da civilização industrial em sua configuração atual, tornando-se uma preocupação crítica para muitas nações. O petróleo é responsável por uma grande porcentagem do consumo mundial de energia , variando de uma baixa de 32% para a Europa e Ásia , a uma alta de 53% para o Oriente Médio .

Os padrões de consumo de outras regiões geográficas são os seguintes: América do Sul e Central (44%), África (41%) e América do Norte (40%). O mundo consome 36 bilhões de barris (5,8 km³) de petróleo por ano, sendo os países desenvolvidos os maiores consumidores. Os Estados Unidos consumiram 18% do petróleo produzido em 2015. A produção, distribuição, refino e comercialização de petróleo como um todo representa a maior indústria do mundo em termos de valor em dólares.

A indústria de petróleo e gás gasta apenas 0,4% de suas vendas líquidas em Pesquisa e Desenvolvimento, que é, em comparação com uma série de outras indústrias, a menor participação.

Governos como o governo dos Estados Unidos fornecem um forte subsídio público às empresas petrolíferas , com grandes incentivos fiscais em vários estágios de exploração e extração de petróleo, incluindo os custos de arrendamentos de campos de petróleo e equipamentos de perfuração.

Nos últimos anos, técnicas aprimoradas de recuperação de petróleo - principalmente perfuração em vários estágios e fraturamento hidráulico ("fracking") - passaram para a vanguarda da indústria, pois essa nova tecnologia desempenha um papel crucial e controverso em novos métodos de extração de petróleo.

Transporte

O transporte de petróleo é o transporte de petróleo e derivados, como gasolina ( gasolina ). Os produtos petrolíferos são transportados por vagões, caminhões, navios-tanque e redes de dutos. O método utilizado para movimentar os derivados de petróleo depende do volume que está sendo movimentado e seu destino. Mesmo os modos de transporte terrestre, como oleoduto ou ferroviário, têm seus próprios pontos fortes e fracos. Uma das principais diferenças são os custos associados ao transporte de petróleo por dutos ou ferrovias. Os maiores problemas com a movimentação de produtos petrolíferos estão relacionados à poluição e à chance de derramamento. O óleo de petróleo é muito difícil de limpar e é muito tóxico para os animais vivos e seus arredores.

Na década de 1950, os custos de transporte representavam 33% do preço do petróleo transportado do Golfo Pérsico para os Estados Unidos, mas devido ao desenvolvimento de superpetroleiros na década de 1970, o custo do transporte caiu para apenas 5% do preço do petróleo persa. petróleo nos EUA. Devido ao aumento do valor do petróleo bruto durante os últimos 30 anos, a participação do custo de transporte no custo final da mercadoria entregue foi inferior a 3% em 2010.

Preço

Preço nominal e ajustado pela inflação do petróleo bruto em dólares americanos, 1861–2015.
Preço do petróleo WTI
Comerciantes de petróleo, Houston, 2009
Preço nominal do petróleo de 1861 a 2020 de Our World in Data

O preço do petróleo , ou o preço do petróleo, geralmente se refere ao preço à vista de um barril (159 litros) de petróleo bruto de referência - um preço de referência para compradores e vendedores de petróleo bruto, como West Texas Intermediate (WTI), Brent Crude , Dubai Crude , OPEP Reference Basket , Tapis cru , Bonny Light , Urals oil , Isthmus e Western Canadian Select (WCS). Os preços do petróleo são determinados pela oferta e demanda global, e não pelo nível de produção doméstica de qualquer país.

O preço global do petróleo bruto foi relativamente consistente no século XIX e início do século XX. Isso mudou na década de 1970, com um aumento significativo no preço do petróleo globalmente. Historicamente, houve uma série de fatores estruturais dos preços globais do petróleo, incluindo choques de oferta, demanda e armazenamento de petróleo, e choques no crescimento econômico global que afetam os preços do petróleo. Eventos notáveis ​​que levaram a flutuações significativas de preços incluem o embargo de petróleo da OPEP de 1973 contra nações que apoiaram Israel durante a Guerra do Yom Kippur, resultando na crise do petróleo de 1973 , a Revolução Iraniana na crise do petróleo de 1979 e a crise financeira de 2007-2008 , e a mais recente excesso de oferta de petróleo de 2013 que levou aos "maiores declínios de preços do petróleo na história moderna" em 2014 a 2016. O declínio de 70% nos preços globais do petróleo foi "um dos três maiores declínios desde a Segunda Guerra Mundial, e o mais duradouro desde o colapso impulsionado pela oferta de 1986." Em 2015, os Estados Unidos se tornaram o 3º maior produtor de petróleo – passando de importador a exportador.

A guerra de preços do petróleo Rússia-Arábia Saudita em 2020 resultou em um declínio de 65% nos preços globais do petróleo no início da pandemia de COVID-19 . Em 2021, os preços recordes de energia foram impulsionados por um aumento global na demanda à medida que o mundo se recuperava da recessão do COVID-19 . Em dezembro de 2021, uma recuperação inesperada na demanda por petróleo dos Estados Unidos, China e Índia, juntamente com as “exigências dos investidores da indústria de xisto dos EUA para manter a linha de gastos”, contribuiu para estoques de petróleo “apertados” globalmente. Em 18 de janeiro de 2022, quando o preço do petróleo Brent atingiu seu maior nível desde 2014 – US$ 88, surgiram preocupações sobre o aumento do custo da gasolina – que atingiu um recorde no Reino Unido.

Troca

O petróleo bruto é negociado como um futuro na bolsa Nymex. Os contratos futuros são acordos nos quais compradores e vendedores concordam em comprar e entregar quantidades específicas de petróleo bruto físico em uma determinada data no futuro. Cada contrato cobre 1.000 barris e pode ser adquirido em até nove anos no futuro. Abaixo estão as especificações do contrato para o petróleo bruto:

Especificações do contrato
Petróleo bruto (CLA)
Tamanho do contrato: 1000 barris
Intercâmbio: NYMEX
Setor: Energia
Tamanho do carrapato: 0,01
Valor do tick: 10 USD
BPV: 1000
Denominação: USD
Casa decimal: 2

Usos

A estrutura química do petróleo é heterogênea , composta por cadeias de hidrocarbonetos de diferentes comprimentos. Devido a isso, o petróleo pode ser levado para refinarias de petróleo e os hidrocarbonetos químicos separados por destilação e tratados por outros processos químicos , para serem utilizados para diversos fins. O custo total por planta é de cerca de 9 bilhões de dólares.

Combustíveis

As frações de destilação mais comuns do petróleo são os combustíveis . Os combustíveis incluem (aumentando a faixa de temperatura de ebulição):

Frações comuns de petróleo como combustíveis
Fração Faixa de ebulição °C
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) −40
Butano −12 a −1
Gasolina /Gasolina -1 a 110
Combustível de avião 150 a 205
Querosene 205 a 260
Óleo combustível 205 a 290
Combustível diesel 260 a 315

Classificação do petróleo de acordo com a composição química.

Classe de petróleo Composição da fração de 250–300 °C,
peso. %
Par. Napth Arom. Cera Asf.
parafínico 46–61 22-32 12–25 1,5–10 0–6
Parafínico-naftênico 42–45 38–39 16–20 1–6 0–6
Naftênico 15–26 61–76 8–13 Vestígio 0–6
Parafínico-naftênico-aromático 27-35 36–47 26–33 0,5–1 0–10
Aromático 0–8 57–78 20-25 0–0,5 0–20

Outros derivativos

Certos tipos de hidrocarbonetos resultantes podem ser misturados com outros não hidrocarbonetos, para criar outros produtos finais:

Uso por país

Estatísticas de consumo

Consumo

De acordo com a estimativa da US Energy Information Administration (EIA) para 2017, o mundo consome 98,8 milhões de barris de petróleo por dia.

Consumo de óleo per capita (cores mais escuras representam mais consumo, cinza representa ausência de dados) (fonte: ver descrição do arquivo) .
   > 0,07
  0,07–0,05
  0,05–0,035
  0,035–0,025
  0,025–0,02
  0,02–0,015
  0,015–0,01
  0,01–0,005
  0,005–0,0015
   < 0,0015

Esta tabela ordena a quantidade de petróleo consumida em 2011 em mil barris (1000 bbl) por dia e em mil metros cúbicos (1000 m 3 ) por dia:

nação consumidora 2011 (1000 bbl/
dia)
(1000 m 3 /
dia)
População
em milhões
barris/ano
per capita
m 3 /ano
per capita
Produção/
consumo nacional
Estados Unidos 1 18.835,5 2.994,6 314 21,8 3,47 0,51
China 9.790,0 1.556,5 1345 2.7 0,43 0,41
Japão 2 4.464,1 709,7 127 12,8 2.04 0,03
Índia 2 3.292,2 523,4 1198 1 0,16 0,26
Rússia 1 3.145,1 500,0 140 8.1 1,29 3,35
Arábia Saudita ( OPEP ) 2.817,5 447,9 27 40 6.4 3,64
Brasil 2.594,2 412,4 193 4.9 0,78 0,99
Alemanha 2 2.400,1 381,6 82 10,7 1,70 0,06
Canadá 2.259,1 359,2 33 24,6 3,91 1,54
Coreia do Sul 2 2.230,2 354,6 48 16,8 2,67 0,02
México 1 2.132,7 339,1 109 7.1 1.13 1,39
França 2 1.791,5 284,8 62 10,5 1,67 0,03
Irã ( OPEP ) 1.694,4 269,4 74 8.3 1,32 2,54
Reino Unido 1 1.607,9 255,6 61 9,5 1,51 0,93
Itália 2 1.453,6 231,1 60 8,9 1,41 0,10

Fonte: US Energy Information Administration

Dados da população:

1 pico de produção de petróleo já passou neste estado

2 Este país não é um grande produtor de petróleo

Produção

Principais países produtores de petróleo
Mapa-múndi com países por produção de petróleo (informações de 2006–2012).

Na linguagem da indústria do petróleo, a produção refere-se à quantidade de petróleo extraído das reservas, não à criação literal do produto.

País Produção de Petróleo
( bbl /dia, 2016)
1  Rússia 10.551.497
2  Arábia Saudita ( OPEP ) 10.460.710
3  Estados Unidos 8.875.817
4  Iraque ( OPEP ) 4.451.516
5  Irã ( OPEP ) 3.990.956
6  China, República Popular da 3.980.650
7  Canadá 3.662.694
8  Emirados Árabes Unidos ( OPEP ) 3.106.077
9  Kuwait ( OPEP ) 2.923.825
10  Brasil 2.515.459
11  Venezuela ( OPEP ) 2.276.967
12  México 2.186.877
13  Nigéria ( OPEP ) 1.999.885
14  Angola ( OPEP ) 1.769.615
15  Noruega 1.647.975
16  Cazaquistão 1.595.199
17  Catar ( OPEP ) 1.522.902
18  Argélia ( OPEP ) 1.348.361
19  Omã 1.006.841
20  Reino Unido 939.760

Exportação

Exportações de Petróleo por País (2014) do Harvard Atlas of Economic Complexity .
Exportações de petróleo por país (barris por dia, 2006).

Por ordem das exportações líquidas em 2011, 2009 e 2006 em milhares de bbl / d e milhares de m 3 /d:

# nação exportadora 10 3 bbl/d (2011) 10 3 m 3 /d (2011) 10 3 bbl/d (2009) 10 3 m 3 /d (2009) 10 3 bbl/d (2006) 10 3 m 3 /d (2006)
1 Arábia Saudita (OPEP) 8.336 1.325 7.322 1.164 8.651 1.376
2 Rússia 1 7.083 1.126 7.194 1.144 6.565 1.044
3 Irã (OPEP) 2.540 403 2.486 395 2.519 401
4 Emirados Árabes Unidos (OPEP) 2.524 401 2.303 366 2.515 400
5 Kuwait (OPEP) 2.343 373 2.124 338 2.150 342
6 Nigéria (OPEP) 2.257 359 1.939 308 2.146 341
7 Iraque (OPEP) 1.915 304 1.764 280 1.438 229
8 Angola (OPEP) 1.760 280 1.878 299 1.363 217
9 Noruega 1 1.752 279 2.132 339 2.542 404
10 Venezuela (OPEP) 1 1.715 273 1.748 278 2.203 350
11 Argélia (OPEP) 1 1.568 249 1.767 281 1.847 297
12 Catar (OPEP) 1.468 233 1.066 169
13 Canadá 2 1.405 223 1.168 187 1.071 170
14 Cazaquistão 1.396 222 1.299 207 1.114 177
15 Azerbaijão 1 836 133 912 145 532 85
16 Trinidad e Tobago 1 177 112 167 160 155 199

Fonte: US Energy Information Administration

1 pico de produção já passou neste estado

2 As estatísticas canadenses são complicadas pelo fato de ser importador e exportador de petróleo bruto e refinar grandes quantidades de petróleo para o mercado dos EUA. É a principal fonte de importações de petróleo e produtos dos EUA, com média de 2.500.000 bbl/d (400.000 m 3 /d) em agosto de 2007.

A produção/consumo mundial total (a partir de 2005) é de aproximadamente 84 milhões de barris por dia (13.400.000 m 3 /d).

Importação

Importação de petróleo por país (barris por dia, 2006).

Em ordem de importações líquidas em 2011, 2009 e 2006 em mil bbl / d e mil m 3 /d:

# Nação importadora 10 3 barris/dia (2011) 10 3 m 3 /dia (2011) 10 3 barris/dia (2009) 10 3 m 3 /dia (2009) 10 3 barris/dia (2006) 10 3 m 3 /dia (2006)
1 Estados Unidos 1 8.728 1.388 9.631 1.531 12.220 1.943
2 China 5.487 872 4.328 688 3.438 547
3 Japão 4.329 688 4.235 673 5.097 810
4 Índia 2.349 373 2.233 355 1.687 268
5 Alemanha 2.235 355 2.323 369 2.483 395
6 Coreia do Sul 2.170 345 2.139 340 2.150 342
7 França 1.697 270 1.749 278 1.893 301
8 Espanha 1.346 214 1.439 229 1.555 247
9 Itália 1.292 205 1.381 220 1.558 248
10 Cingapura 1.172 186 916 146 787 125
11 República da China (Taiwan) 1.009 160 944 150 942 150
12 Holanda 948 151 973 155 936 149
13 Peru 650 103 650 103 576 92
14 Bélgica 634 101 597 95 546 87
15 Tailândia 592 94 538 86 606 96

Fonte: US Energy Information Administration

1 pico de produção de petróleo esperado em 2020

Consumidores não produtores

Países cuja produção de petróleo é 10% ou menos de seu consumo.

# nação consumidora (bbl/dia) (m 3 /dia)
1 Japão 5.578.000 886.831
2 Alemanha 2.677.000 425.609
3 Coreia do Sul 2.061.000 327.673
4 França 2.060.000 327.514
5 Itália 1.874.000 297.942
6 Espanha 1.537.000 244.363
7 Holanda 946.700 150.513
8 Peru 575.011 91.663

Fonte: CIA World Factbook

Efeitos ambientais

Derramamento de combustível diesel em uma estrada.

Das Alterações Climáticas

A partir de 2018, cerca de um quarto das emissões globais anuais de gases de efeito estufa é o dióxido de carbono da queima de petróleo (além de vazamentos de metano da indústria). Juntamente com a queima do carvão, a combustão do petróleo é a que mais contribui para o aumento do CO 2 atmosférico . O CO 2 atmosférico aumentou nos últimos 150 anos para níveis atuais de mais de 415  ppmv , dos 180-300 ppmv dos 800 mil anos anteriores . O aumento da temperatura do Ártico reduziu o bloco mínimo de gelo do Ártico para 4.320.000 km 2 (1.670.000 sq mi), uma perda de quase metade desde que as medições por satélite começaram em 1979.

Acidificação da água do mar.

A acidificação dos oceanos é o aumento da acidez dos oceanos da Terra causado pela absorção de dióxido de carbono (CO 2 ) da atmosfera . Este aumento na acidez inibe toda a vida marinha – tendo um impacto maior em organismos menores, bem como organismos com conchas (ver vieiras ).

Extração

A extração de óleo é simplesmente a remoção do óleo do reservatório (piscina de óleo). O óleo é frequentemente recuperado como uma emulsão de água em óleo, e produtos químicos especiais chamados desemulsificantes são usados ​​para separar o óleo da água. A extração de petróleo é cara e muitas vezes prejudicial ao meio ambiente. A exploração offshore e a extração de petróleo perturbam o ambiente marinho circundante.

Derramamentos de óleo

Kelp após um derramamento de óleo.
Mancha de óleo do derramamento de óleo de Montara no Mar de Timor, setembro de 2009.
Voluntários limpando as consequências do derramamento de óleo Prestige .

Derramamentos de petróleo bruto e combustível refinado de acidentes com navios-tanque danificaram ecossistemas naturais e meios de subsistência humanos no Alasca , Golfo do México , Ilhas Galápagos , França e muitos outros lugares .

A quantidade de óleo derramado durante os acidentes variou de algumas centenas de toneladas a várias centenas de milhares de toneladas (por exemplo, derramamento de óleo Deepwater Horizon , SS Atlantic Empress , Amoco Cadiz ). Derramamentos menores já provaram ter um grande impacto nos ecossistemas, como o derramamento de óleo do Exxon Valdez .

Derramamentos de óleo no mar são geralmente muito mais prejudiciais do que em terra, pois podem se espalhar por centenas de milhas náuticas em uma fina mancha de óleo que pode cobrir praias com uma fina camada de óleo. Isso pode matar aves marinhas, mamíferos, mariscos e outros organismos que reveste. Derramamentos de óleo em terra são mais facilmente contidos se uma barragem de terra improvisada puder ser rapidamente demolida ao redor do local do derramamento antes que a maior parte do óleo escape, e os animais terrestres podem evitar o óleo mais facilmente.

O controle de derramamentos de óleo é difícil, requer métodos ad hoc e muitas vezes uma grande quantidade de mão de obra. O lançamento de bombas e dispositivos incendiários de aeronaves no naufrágio do SS  Torrey Canyon produziu maus resultados; técnicas modernas incluiriam o bombeamento do óleo do naufrágio, como no derramamento de óleo Prestige ou no derramamento de óleo Erika .

Embora o petróleo bruto seja predominantemente composto por vários hidrocarbonetos, certos compostos heterocíclicos de nitrogênio, como piridina , picolina e quinolina , são relatados como contaminantes associados ao petróleo bruto, bem como às instalações de processamento de xisto betuminoso ou carvão, e também foram encontrados em madeira legada locais de tratamento . Esses compostos têm uma solubilidade em água muito alta e, portanto, tendem a se dissolver e se mover com a água. Certas bactérias que ocorrem naturalmente, como Micrococcus , Arthrobacter e Rhodococcus , demonstraram degradar esses contaminantes.

Como o petróleo é uma substância de ocorrência natural, sua presença no meio ambiente não precisa ser resultado de causas humanas, como acidentes e atividades rotineiras ( exploração sísmica , perfuração , extração, refino e combustão). Fenômenos como infiltrações e poços de alcatrão são exemplos de áreas que o petróleo afeta sem o envolvimento do homem.

Tarballs

Um tarball é uma gota de petróleo bruto (não deve ser confundida com alcatrão , que é um produto artificial derivado de pinheiros ou refinado de petróleo) que foi intemperizado depois de flutuar no oceano. Tarballs são um poluente aquático na maioria dos ambientes, embora possam ocorrer naturalmente, por exemplo, no Canal de Santa Bárbara da Califórnia ou no Golfo do México, no Texas. Sua concentração e características têm sido usadas para avaliar a extensão dos derramamentos de óleo . Sua composição pode ser usada para identificar suas fontes de origem, e os próprios tarballs podem ser dispersos por longas distâncias por correntes marítimas profundas. Eles são lentamente decompostos por bactérias, incluindo Chromobacterium violaceum , Cladosporium resinae , Bacillus submarinus , Micrococcus varians , Pseudomonas aeruginosa , Candida marina e Saccharomyces estuari .

Baleias

James S. Robbins argumentou que o advento do querosene refinado de petróleo salvou algumas espécies de grandes baleias da extinção , fornecendo um substituto barato para o óleo de baleia , eliminando assim o imperativo econômico da caça às baleias , mas outros dizem que os combustíveis fósseis aumentaram a caça às baleias. com a maioria das baleias sendo mortas no século 20.

Alternativas

Em 2018, o transporte rodoviário utilizou 49% do petróleo, a aviação 8% e outros usos que não a energia 17%. Os veículos elétricos são a principal alternativa para o transporte rodoviário e os biojatos para a aviação. Os plásticos descartáveis ​​têm uma alta pegada de carbono e podem poluir o mar, mas a partir de 2022 as melhores alternativas não são claras.

Relações Internacionais

O controle da produção de petróleo tem sido um importante motor das relações internacionais durante grande parte dos séculos 20 e 21. Organizações como a OPEP têm desempenhado um papel descomunal na política internacional. Alguns historiadores e comentaristas chamaram isso de " Era do Petróleo " Com a ascensão das energias renováveis ​​e a abordagem das mudanças climáticas , alguns comentaristas esperam um realinhamento do poder internacional para longe dos petroestados .

Corrupção

As rendas do petróleo são muitas vezes vistas como ligadas à corrupção na literatura política. Um estudo de 2011 descobriu que as rendas do petróleo aumentaram a corrupção em países com forte envolvimento do governo na produção de petróleo. O estudo descobriu que "um aumento nas rendas do petróleo aumenta significativamente a corrupção" e "deteriora significativamente os direitos políticos". Os pesquisadores observaram que a exploração de petróleo deu aos políticos "um incentivo para estender as liberdades civis, mas reduzir os direitos políticos na presença de lucros inesperados do petróleo para evitar redistribuição e conflito".

Conflito

A produção de petróleo está intimamente ligada ao conflito: seja por meio de agressão direta, como a invasão do Iraque pelos EUA, guerras comerciais, como a guerra de preços do petróleo Rússia-Arábia Saudita em 2020 , ou alimentando conflitos em regiões como o financiamento do Estado Islâmico do Iraque e do Levante na guerra civil síria .

OPEP

A Organização dos Países Exportadores de Petróleo ( OPEP , / p ɛ k / OH -pek ) é uma organização intergovernamental de 13 países. Fundado em 14 de setembro de 1960 em Bagdá pelos cinco primeiros membros ( Irã , Iraque , Kuwait , Arábia Saudita e Venezuela ), desde 1965 está sediado em Viena , Áustria, embora a Áustria não seja um estado membro da OPEP. Em setembro de 2018, os 13 países membros representavam cerca de 44% da produção global de petróleo e 81,5% das reservas provadas de petróleo do mundo , dando à OPEP uma grande influência nos preços globais do petróleo anteriormente determinados pelas chamadas " Sete Irmãs ". " agrupamento de empresas petrolíferas multinacionais.

A formação da OPEP marcou um ponto de virada em direção à soberania nacional sobre os recursos naturais , e as decisões da OPEP passaram a desempenhar um papel proeminente no mercado global de petróleo e nas relações internacionais . O efeito pode ser particularmente forte quando guerras ou distúrbios civis levam a interrupções prolongadas no fornecimento. Na década de 1970, as restrições à produção de petróleo levaram a um aumento dramático nos preços do petróleo e nas receitas e riqueza da OPEP, com consequências duradouras e de longo alcance para a economia global . Na década de 1980, a OPEP começou a estabelecer metas de produção para seus países membros; geralmente, quando as metas são reduzidas, os preços do petróleo aumentam. Isso ocorreu mais recentemente a partir das decisões da organização em 2008 e 2016 para reduzir o excesso de oferta.

Economistas caracterizaram a OPEP como um exemplo clássico de cartel que coopera para reduzir a concorrência de mercado , mas cujas consultas são protegidas pela doutrina da imunidade do Estado sob o direito internacional . Nas décadas de 1960 e 1970, a OPEP reestruturou com sucesso o sistema global de produção de petróleo, de modo que a autoridade decisória e a grande maioria dos lucros estivessem nas mãos dos países produtores de petróleo. Desde a década de 1980, a OPEP teve um impacto limitado na oferta mundial de petróleo e na estabilidade de preços, pois há fraudes frequentes dos membros em seus compromissos uns com os outros e os compromissos dos membros refletem o que eles fariam mesmo na ausência da OPEP.

Os atuais membros da OPEP são Argélia , Angola , Guiné Equatorial , Gabão , Irã , Iraque , Kuwait , Líbia , Nigéria , República do Congo , Arábia Saudita , Emirados Árabes Unidos e Venezuela . Equador , Indonésia e Catar são ex-membros da OPEP. Um grupo maior chamado OPEP + foi formado no final de 2016 para ter mais controle sobre o mercado global de petróleo bruto.

Produção futura

Produção mundial de petróleo 2011-2022 média de barris por dia

O consumo nos séculos XX e XXI foi amplamente impulsionado pelo crescimento do setor automobilístico. O excesso de petróleo de 1985-2003 alimentou até mesmo as vendas de veículos de baixo consumo de combustível nos países da OCDE . A crise econômica de 2008 parece ter tido algum impacto nas vendas desses veículos; ainda assim, em 2008 o consumo de petróleo apresentou um pequeno aumento.

Em 2016, o Goldman Sachs previu menor demanda por petróleo devido a preocupações das economias emergentes, especialmente a China. Os países BRICS (Brasil, Rússia, Índia, China, África do Sul) também podem entrar em ação, já que a China teve brevemente o maior mercado automobilístico em dezembro de 2009. No longo prazo, as incertezas permanecem; a OPEP acredita que os países da OCDE impulsionarão políticas de baixo consumo em algum momento no futuro; quando isso acontecer, definitivamente reduzirá as vendas de petróleo, e tanto a OPEP quanto a Energy Information Administration (EIA) continuaram diminuindo suas estimativas de consumo para 2020 nos últimos cinco anos. Uma análise detalhada das projeções de petróleo da Agência Internacional de Energia revelou que as revisões da produção mundial de petróleo, preço e investimentos foram motivadas por uma combinação de fatores de demanda e oferta. Ao todo, as projeções convencionais não-OPEP têm sido bastante estáveis ​​nos últimos 15 anos, enquanto as revisões em baixa foram alocadas principalmente à OPEP. As revisões ascendentes recentes são principalmente resultado do petróleo apertado dos EUA .

A produção também enfrentará uma situação cada vez mais complexa; enquanto os países da OPEP ainda têm grandes reservas a preços de produção baixos, reservatórios recém-descobertos geralmente levam a preços mais altos; gigantes offshore como Tupi , Guara e Tiber exigem altos investimentos e habilidades tecnológicas cada vez maiores. Reservatórios do pré-sal como Tupi eram desconhecidos no século XX, principalmente porque a indústria não conseguiu sondar. As técnicas de Recuperação Avançada de Petróleo (EOR) (exemplo: DaQing , China) continuarão a desempenhar um papel importante no aumento do petróleo recuperável do mundo.

A disponibilidade esperada de recursos petrolíferos sempre foi em torno de 35 anos ou até menos desde o início da exploração moderna. A constante do óleo , um trocadilho interno na indústria alemã, refere-se a esse efeito.

Um número crescente de campanhas de desinvestimento de grandes fundos impulsionados pelas novas gerações que questionam a sustentabilidade do petróleo pode dificultar o financiamento da futura prospecção e produção de petróleo.

Pico do petróleo

Pico do petróleo é um termo aplicado à projeção de que a produção futura de petróleo (seja para poços de petróleo individuais, campos de petróleo inteiros, países inteiros ou produção mundial) eventualmente atingirá o pico e depois diminuirá a uma taxa semelhante à taxa de aumento antes do pico como estas reservas estão esgotadas. O pico das descobertas de petróleo foi em 1965, e a produção de petróleo por ano superou as descobertas de petróleo todos os anos desde 1980. No entanto, isso não significa que a produção potencial de petróleo tenha superado a demanda de petróleo.

É difícil prever o pico do petróleo em qualquer região, devido à falta de conhecimento e/ou transparência na contabilização das reservas globais de petróleo. Com base nos dados de produção disponíveis, os proponentes previram anteriormente que o pico mundial seria nos anos de 1989, 1995 ou 1995-2000. Algumas dessas previsões datam de antes da recessão do início da década de 1980 e da conseqüente redução do consumo global, cujo efeito foi atrasar a data de qualquer pico em vários anos. Assim como o pico de produção de petróleo dos EUA em 1971 só foi claramente reconhecido após o fato, um pico na produção mundial será difícil de discernir até que a produção caia claramente.

Em 2020, de acordo com o Energy Outlook 2020 da BP , o pico do petróleo foi atingido, devido à mudança no cenário energético, juntamente com o custo econômico da pandemia do COVID-19 .

Embora historicamente tenha havido muito foco no pico de oferta de petróleo, o foco está mudando cada vez mais para o pico de demanda à medida que mais países procuram fazer a transição para energia renovável. O índice GeGaLo de ganhos e perdas geopolíticas avalia como a posição geopolítica de 156 países pode mudar se o mundo fizer uma transição completa para recursos de energia renovável. Espera-se que os ex-exportadores de petróleo percam poder, enquanto as posições dos ex-importadores de petróleo e países ricos em recursos de energia renovável devem se fortalecer.

Óleo não convencional

O petróleo não convencional é o petróleo produzido ou extraído usando técnicas diferentes dos métodos convencionais. O cálculo para o pico do petróleo mudou com a introdução de métodos de produção não convencionais. Em particular, a combinação de perfuração horizontal e fraturamento hidráulico resultou em um aumento significativo na produção de peças anteriormente antieconômicas. Os analistas esperavam que US$ 150 bilhões seriam gastos no desenvolvimento de campos de petróleo apertado na América do Norte em 2015. O grande aumento na produção de petróleo é uma das razões por trás da queda de preço no final de 2014. Certos estratos de rocha contêm hidrocarbonetos, mas têm baixa permeabilidade e são não espesso de uma perspectiva vertical. Poços verticais convencionais seriam incapazes de recuperar economicamente esses hidrocarbonetos. A perfuração horizontal, estendendo-se horizontalmente através dos estratos, permite que o poço acesse um volume muito maior dos estratos. O fraturamento hidráulico cria maior permeabilidade e aumenta o fluxo de hidrocarbonetos para o poço.

Hidrocarbonetos em outros mundos

Na maior lua de Saturno, Titã , ocorrem naturalmente lagos de hidrocarbonetos líquidos compreendendo metano, etano, propano e outros constituintes. Os dados coletados pela sonda espacial Cassini-Huygens fornecem uma estimativa de que os lagos e mares visíveis de Titã contêm cerca de 300 vezes o volume das reservas comprovadas de petróleo da Terra. Amostras perfuradas da superfície de Marte tiradas em 2015 pelo Mars Science Laboratory do rover Curiosity encontraram moléculas orgânicas de benzeno e propano em amostras de rochas de 3 bilhões de anos na Cratera Gale .

Em ficção

Petrofiction ou oil fiction, é um gênero de ficção focado no papel do petróleo na sociedade.

Veja também

Notas

Notas de rodapé

Referências

Leitura adicional

links externos