Procesy hledání a těžby ropy jsou v době hipsterských kaváren a youtuberů příjemným připomenutím toho, že těžká dřina má stále smysl. Za prachem a potem se však ukrývají i velmi sofistikovaná řešení a technické skvosty, jako jsou obří vrtné plošiny nebo gigantické tankery.
Aktivní seizmický průzkum se na pouštích dělá jednoduše, nemusíte totiž obcházet stromy či skály
Jedinými „nepřáteli“ tak zůstávají extrémní teploty a všudypřítomný prachNapadlo vás někdy při čerpání paliva, kde se vlastně tahle nepostradatelná kapalina vzala a jak složité bylo dostat ji až do válců vašeho vozu? Vzhledem k ceně za litr, i po brutálním zdanění státem srovnatelné s cenou lepších minerálek, byste možná tak složitý a komplexní proces nečekali.
Abyste dnes mohli dojet autem do práce, musela se před minimálně pěti miliony let na mořském dně nahromadit dostatečná vrstva mrtvého planktonu. Nejpříznivější podmínky pro výskyt těchto mikroorganismů byly v mělkých pobřežních vodách, ideálně ještě poblíž ústí velkých řek. Když potom pozůstatky planktonu přikryla vrstva písku a bahna a nastaly vhodné podmínky pro fosilizaci, začala se pomalu utvářet ropa. Opravdu hodně ropy: její celkový objem na Zemi je odhadován na zhruba 300 miliard tun, přičemž nevytěžena zůstává necelá polovina. V závislosti na teplotách přeměny organické hmoty na ropu a také hloubce pod zemí (tlaku) vznikal mimo ropy i zemní plyn.
Kde těžit?
K odhalení podzemních ložisek může vést například i ropné jezírko na povrchu (jedno je třeba v Kysucích na severním Slovensku), většinou je však třeba provést průzkum. Ten může být prováděn například relativně jednoduchými zařízeními, jako je gravimetr, měřící intenzitu gravitačního pole (běžně 9,81 m/s²) v daném místě s přesností na jednu miliontinu. Ropná či plynová ložiska se projeví snížením intenzity pole, problémem je, že citlivé gravimetry stojí řádově několik milionů korun a jejich velikost není menší než koš na prádlo. Musí tedy být připevněny na letadlo nebo automobil, kterým se zkoumaná oblast projíždí podle předem stanovených tras. A to je náročné na čas i personál.
V současnosti se už ale pracuje na nové generaci přístrojů o velikosti tenisového míčku, které by mohly být neseny drony. To by výzkum extrémně zefektivnilo. Podobně funguje i princip měření pomocí magnetometru, často se kvůli přesnosti tato měření kombinují. Nejdůležitějším pomocníkem při odhalování ložisek ropy jsou však metody seizmické, pasivní a aktivní.
Mise společnosti OMV v Abú Dhabí zaměstnala na téměř celý rok 350 lidí. Po průzkumu a vytipování vhodných lokalit přijde čas průzkumných vrtůU pasivních měření se na zkoumanou oblast rozmístí síť citlivých seizmometrů, které po delší dobu (klidně i několik týdnů) měří nízkofrekvenční signály. Využívá se zde toho, že vlny se odrážejí na rozhraní jednotlivých geologických vrstev. Takto se mimochodem zjišťovaly i geologické poměry na Měsíci. Přesnější, avšak náročnější je potom aktivní geologický průzkum. Jeden z největších v poslední době proběhl pod dohledem odborníků z OMV v Abú Dhabí, kde byla po dobu jedenácti měsíců mapována oblast o rozloze 1800 čtverečních kilometrů. U tohoto typu průzkumu jsou na souši používány mobilní buchary a síť senzorů, geofonů, kterou je při každém měření nutné přemístit a správně rozložit.
Podobně se provádí i průzkum na moři: Loď se soustavou podvodních „vzduchovek“, které pomocí malých výbuchů vyvolávají seizmické vlny, za sebou táhne několikakilometrovou síť senzorů. Podobně jako u pozemního výzkumu i zde je „vidět“ do hloubky klidně deseti kilometrů. Za pomoci složitých výpočtů a 3D vizualizace se pak určí předpokládaná výtěžnost naleziště i to, zda je zahájení těžby v dané chvíli rentabilní, či nikoliv. Následně už se začíná vrtat.
Dříve se při težbě ropy stavěly hluboké studny, například v Číně měly hloubku přes dvě stě metrů! Dnes se nejčastěji používají kozlíková hlubinná čerpadlaZatímco základním průzkumem na souši se celosvětově zabývají stovky společností, průzkumné vrty totiž mohou stát „jen“ několik milionů korun, jakmile se dostaneme na moře, veškeré náklady vzrostou minimálně o jeden, spíše dva řády. A to si mohou dovolit jen vlády nebo silní globální hráči. Vybudování „dospělého“ vrtu a související infrastruktury na souši přijde na stovky milionů korun, cena moderní vrtné plošiny se dnes počítá na miliardy. Poměrně zajímavé údaje, když se vrátíme k porovnání s minerálkou z úvodu článku, že?
A jde se těžit!
V cestě za ropou se rotující razící hrot pohybuje, v závislosti na tvrdosti horniny, rychlostmi od několika desítek centimetrů až po několik desítek metrů za hodinu. Jak postupuje, nasazují se na hrot další a další vrtné trubky, jejich celková délka tak odpovídá hloubce vrtu. Aby nedošlo k zavalení vrtu, je po obvodu zpevňován ocelovými trubkami – pažnicemi, jejichž průměr se postupně zmenšuje. Také je kvůli dalšímu zpevnění a nepropustnosti cementován. Na moři jsou dle podmínek používány jak klasické pevné plošiny, tak třeba i plovoucí vrtné plošiny, vrtné lodě nebo speciální zdvihací vrtné plošiny.
Velín moderní rafinerie Petrobrazi v Rumunsku připomíná jadernou elektrárnuTo, co nastane po navrtání ropného ložiska, dobře známe z filmů: Ropa za bujarého křepčení majitelů vytryskne vysoko do vzduchu. To je opravdu reálný obrázek, spolu s ropou je totiž v nalezišti i zemní plyn, který tímto způsobem dokáže na povrch vytlačit až patnáct procent přítomného černého zlata. Jeho tlak však postupně klesá, a tak je třeba přejít k dalšímu způsobu těžby.
Tím je použití dobře známých hlubinných vahadlových čerpadel. Ta se během let nejvíce osvědčila a jsou proto používána na drtivé většině ropných sond. Na povrchu je poznáme podle stále se kývajících hlav, v zemi pak pístové čerpadlo „vysává“ roponosnou horninu. Spolu s opětovnou kompresí zemního plynu nebo vody (tlak opět stoupne) se dá z ložiska vytěžit necelá polovina ropy. Potom už je třeba nasadit o něco komplikovanější metody, třeba tlakové vhánění páry nebo dusíku.
Obliba tankerů je logická: jeden uveze stejně ropy jako několik tisíc železničních cisterenCelková vytěžitelnost ložiska závisí na propustnosti horniny i hustotě ropy: Lehká ropa obsahuje více uhlovodíků s krátkými řetězci, což dovoluje až osmdesátiprocentní vytěžitelnost. Naopak extrémně náročná, nákladná a méně šetrná k přírodě je těžba z roponosných písků nebo břidlic, která však v posledních letech zažívá (zejména pak v Kanadě a Spojených státech) svou renesanci.
Trocha byznysu
Ropa se na světových trzích obchoduje v klasických těžařských jednotkách: barelech. Jeden barel má objem zhruba 159 litrů, velké obchody či zprávy o denní těžbě se proto pohybují spíše v milionech barelů, výčet zásob ropy jednotlivých států pak ve stovkách miliard barelů. Nejžádanějším druhem ropy je tzv. ropa sladká. Jedná se o ropu, jejíž obsah síry je pod 0,5 %, opakem jsou ropy kyselé. Ty mají obsah síry nad 1,5 % a jejich zpracování je nákladnější.
U nás nejznámější je lehká ropa typu Brent, obchodovaná na londýnské burze. V USA zase mají typ WTI, v Malajsii Tapis, v Saúdské Arábii Arab Light atd. Dnes se barel obchoduje za zhruba 1500 korun, před pár lety ale stál i méně než 1000 Kč, v roce 2012 zase přes 2000 Kč. Největším světovým dovozcem ropy je Čína.
Co s ropou dál?
Po vytěžení se surová ropa zbaví nečistot i vody a je přepravena do rafinerie, ideálně ropovodem či tankerem. Tam se odsolí a pomocí složitých destilačních kolon se z ropy odebírají jednotlivé frakce. Největší podíl, přibližně poloviční, mají benzin a nafta. Ty se dále upravují a aditivují.
Hotové produkty se před distribucí skladují ve velkých meziskladech, například v rakouském St. ValentinuZhruba 10 % připadá na těžký topný olej, další složky už jsou zastoupeny méně: Několik procent je petroleje (používaného třeba jako palivo pro letecké proudové motory), asfaltu, mazacího oleje nebo propan-butanu. I přes rozmach obnovitelných zdrojů předpokládá Mezinárodní agentura pro energii (IEA), že i za dvacet let bude většina globálního energetického mixu připadat na ropu a zemní plyn.
Foto: OMV, archiv
