Ruolie

Petroleum (vanuit Latyn petrus – rots en oleum – olie), minerale olie of ruolie is 'n dik, donkerbruin of groenerige vlambare vloeistof wat in die boonste strata van die aarde se kors voorkom. Dit bestaan uit 'n komplekse mengsel van verskeie koolwaterstowwe, hoofsaaklik uit die metaanreeks, maar mag verskil in voorkoms, samestelling en suiwerheid.

'n Perdekoppomp wat olie uit 'n boorgat naby Sarnia, Ontario pomp, 2001

Geskiedenis

Die eerste oliebronne is in die 4de eeu of dalk vroeër in China ontgin. Die olie is verbrand om soutwater te laat verdamp ten einde sout te vervaardig. Teen die 10de eeu is op groot skaal van bamboespyplyne gebruik gemaak om boorgate met die soutbronne te verbind.

Olieveld in Kalifornië, 1938

Die vader van die moderne petroleumbedryf was 'n afgetrede Amerikaanse spoorwegkondukteur met die naam Edwin Drake. Hy het in die 1850's naby Titusville, Pennsilvanië, onverwags 'n oliebron raakgeboor toe hy eintlik op soek was na onderaardse soutwater om sout te maak. Binne 'n ommesientjie het fortuinsoekende prospekteerders van heinde en ver hul verskyning gemaak. Desondanks het die bedryf in die 1800's stadig gegroei en eers vroeg in 20ste eeu van internasionale belang geword. Die bekendstelling van die binnebrandenjin het die vraag na olie geskep wat die bedryf tot vandag toe onderhou. Vroeë vondste soos dié in Pennsilvanië en Ontario is vinnig uitgeput wat tot die "oliestormlope" in Texas, Oklahoma en Kalifornië gelei het. Ander lande het oliereserwes besit as deel van hul koloniale besittings en het dit tot 'n industriële vlak begin ontwikkel.

Steenkool was selfs tot in 1955 die primêre bron van brandstof, waarna olie begin oorneem het. Vandag voorsien olie in 90% van die wêreld se brandstofbehoefte. Ná die energiekrisis van 1973 en 1979 was daar beduidende mediadekking oor die vlakke van ruolie-voorsiening. Kommer oor die feit dat olie 'n beperkte hulpbron is en uiteindelik sal opraak (as ekonomies lewensvatbare bron) is op die spits gedryf. Die vooruitskattings van oorblywende voorrade was destyds baie droewig. Toe die voorspellings onwaar blyk te wees, is die debat hieroor in baie kringe met veel minder angsvalligheid voortgesit. Die toekoms van petroleumbrandstowwe bly egter steeds 'n omstrede onderwerp. Baie mense meen die swartgallige voorspellings oor die petroleumvoorraad nog waar sal word en dat die datum slegs uitgestel is. Ander reken egter dat tegnologiese vooruitgang sal verseker dat goedkoop koolwaterstowwe beskikbaar gemaak kan word en dat die aarde nog ontsaglike onkonvensionele petroleumbronne bevat in die vorm van teersand, bitumenvelde, olieskaal en metielhidraat, wat sal meebring dat petroleum nog tot ver in die toekoms gebruik sal kan word.

Petroleum is van onskatbare waarde as 'n vervoerbare, hoë-energiedigtheid-bron. Die meeste voertuie gebruik petroleumbrandstof en petroleum vorm die basis van baie industriële chemikalieë. Dit maak petroleum een van die wêreld se belangrikste kommoditeite. Toegang tot die hulpbron het 'n belangrike rol gespeel in verskeie militêre konflikte, insluitende die Tweede Wêreldoorlog en die Golfoorlog. Die wêreld se grootste reserwes is in die Midde-Ooste, 'n polities onstabiele gebied, geleë.

Olienywerhede se teenwoordigheid het 'n betekenisvolle impak op die samelewing en die omgewing, wat strek van ongelukke en besoedeling as gevolg van aktiwiteite wat seismiese eksplorasie, boor en raffinering insluit. Olie-ontginning is duur en dikwels skadelik vir die omgewing. Ontginning kan aktiwiteite insluit soos baggerwerk wat die seebodem omdolwe en die plantlewe daar vernietig waarop baie seediere staatmaak vir oorlewing. Ruolie en geraffineerde brandstof lek uit olietenkskepe na ongelukke en was al verantwoordelik vir grootskaalse skade aan ekostelsels in Alaska, die Galapagos-eilande, Spanje, en vele ander plekke. Alternatiewe hernubare energiebronne bestaan wel, maar die mate waartoe hulle petroleum kan vervang en die moontlike omgewingskade wat hulle kan veroorsaak, is 'n omstrede kwessie.

Oorsprong

Biogeniese teorie

Die meeste geoloë beskou ruolie, asook steenkool en aardgas, as die produk van die samepersing van antieke plantmateriaal oor verskeie geologiese tydperke. Volgens die teorie is dit gevorm vanuit die verrottende oorblyfsels van prehistoriese see- en landdiere. Oor baie eeue heen is die organiese materie, gemeng met modder, onder dik sedimentêre lae begrawe. Die gevolglike hoë vlakke van hitte en druk het veroorsaak dat die oorblyfsels 'n metamorfose ondergaan het, eers tot 'n wasagtige materiaal bekend as kerogeen, en dan na vloeibare en gasagtige koolwaterstowwe. Die stowwe het dan self gemigreer deur die omliggende rotslae totdat hulle vasgevang is in poreuse rotslae (bekend as reservoirs) om sodoende 'n olieveld te vorm, waaruit die vloeistof verwyder kan word deur met masjienerie te boor en te pomp.

Alternatiewe teorieë

'n Paar wetenskaplikes, waarvan die vernaamste Thomas Gold, het ander teorieë voorgestel, nl. die abiogeniese teorieë vir die oorsprong van ruolie. Die teorie stel voor dat groot hoeveelhede koolstof natuurlik in die planeet voorkom, sommige in die vorm van koolwaterstowwe. Koolwaterstowwe is ligter as rotse, dus is hulle geneig om boontoe te dryf. Diep mikrobiese lewe skakel hulle dan om na die verskillende tipes koolwaterstof neerslae.

Daar bestaan ook 'n nuwe teorie wat in die Scientific American in 2003 gepubliseer is, wat voorstel dat die koolwaterstowwe ontstaan as gevolg van aktiewe kernaktiwiteit in die aardkors.

Daar bestaan baie teorieë oor die vorming van aardolie, wat wissel van 'n suiwer anorganiese oorsprong tot 'n ontstaan uit land­plante of seediere. Omdat aardolie 'n vloeistof is en dus maklik verplaas kan word, word dit gewoonlik in 'n ander soort gesteente aangetref as dié waarin dit ontstaan het. Dit lewer natuurlik probleme met onder­soek na die omgewing waarin die olie gevorm is. Ook die chemiese samestelling van ru-olie, wat baie kan varieer, gee geen duidelike inligting oor die oorspronklike materiaal waaruit dit bestaan het nie.

Daar is wel 'n aanduiding dat olie byna uitsluitlik voorkom in sedi­mentêre gesteentes in die see of waar die see vroeër, miljoene jare gelede, was. Op ondersoekplekke waar slegs een moontlike bron­ gesteente in aanmerking kom, blyk dit altyd slik of kalk te wees, met 'n oorvloed van oorblyfsels van see­-lewende organismes.

Samestelling

Die chemikalieë wat die komponente van petroleum uitmaak word geskei deur distillasie. Produkte gebaseer op geraffineerde ruolie sluit in: keroseen, benseen, petrol, paraffienwas, asfalt ens.

Streng gesproke bestaan petroleum geheel en al uit koolwaterstowwe wat verbindings van waterstof en koolstof is.

Die vier ligste koolwaterstowwe — CH₄ (metaan), C₂H₆ (etaan), C₃H₈ (propaan) en C₄H₁₀ (butaan) — is almal gasse, met kookpunte van -107 °C, -67 °C, -43 °C, en -18 °C onderskeidelik.

Die C_5-7 koolstofkettingsreeks is almal ligte naftas wat maklik verdamp. Hulle word hoofsaaklik as oplosmiddels, droogskoonmaakmiddels en vir ander vinnig drogende produkte gebruik. Die C₆H₁₄ tot C₁₂H₂₆ koolwaterstowwe word vermeng om petrol vervaardig. Keroseen (paraffien) bestaan uit die C₁₀ tot C₁₅ koolstofkettings. Diesel en brandolies bestaan uit die C₁₀ tot C₂₀ reeks koolstofkettings terwyl swaarder brandolies (soos diè wat in skeepsenjins gebruik word) nog langer koolstofkettings kan bevat. Die petroleumprodukte is almal vloeibaar teen kamertemperatuur.

Smeerolies en ghries (insluitende Vaseline®) bestaan uit C₁₆ en langer koolstofkettings.

'n Koolstofketting bo C₂₀ vorm soliede materiale by kamertemperatuur soos onder andere paraffien, was, teer en bitumen.

Die kookpunt intervalle van atmosferiese petroleum distillasie fraksies in °C is as volg:

• petrol eter: 40 - 70 °C (gebruik as oplosmiddel)
• ligte petrol: 60 - 100 °C (voertuigbrandstof)
• swaar petrol: 100 - 150 °C (voertuigbrandstof)
• ligte keroseen: 120 - 150 °C (huishoudelike brandstof (paraffien) en oplosmiddel)
• keroseen: 150 - 300 °C (stralerenjinbrandstof)
• gasolie: 250 - 350 °C (Diesel brandstof/ verhitting)
• smeerolie: > 300 °C (enjinolie)
• oorblywende fraksies: teer, asfalt en residu brandstof

Ru-olie kan nie sommer net so ge­bruik word nie. Selfs in die Oudheid is dit al gekook en verhit om dit bruikbaar te maak. Die ru-olie van Pennsilvanië het aanvanklik 'n baie eenvoudige distillasieproses onder­gaan. Vuur is gemaak onder 'n ketel vol ru-olie en dan het die verskil­lende bestanddele van die olie afgekook ooreenkomstig hulle onder­skeie kookpunte. Heel eerste het daar 'n baie gevaarlike, ligte spiritus afgekook, wat later as petrol bekend sou staan, en daarna die gesogte lampolie en smeerolies.

Gedurende die eerste veertig jaar is die ligte spiritus as baie lastig beskou en is dit  gewoonlik na 'n dam gelei waar dit aan die brand ge­steek is om van ontslae te raak. Namate die aantal motors op die paaie toegeneem het en daar steeds meer binnebrandenjins in fabrieke en ny­werhede in gebruik geneem is, het die vraag na petrol en stookolie ge­styg. Om hieraan te kon voldoen, moes daar oral enorme raffinaderye opgerig word.

Die vroeë metodes van distillering het geleidelik verbeter en die olie­bedryf het die  fraksioneerkolom, wat al jare lank in die brandewynbe­dryf bekend was, in gebruik ge­neem. Hiermee kon die nyweraars die bestanddele van ru-olie beter van mekaar skei. Maar dit was ook al wat hulle aanvanklik kon doen: hulle het net geskei wat daar in die olie was, of hulle nou die verskillende produkte kon gebruik of nie, en vir baie van die produkte was daar destyds geen mark nie, of daar was geen aanvraag daarna nie.

Aardolie bestaan grotendeels uit koolwaterstowwe, dit wil sê ver­bindinge tussen die elemente kool­stof (C) en waterstof (H). Daar is 'n wye verskeidenheid koolstofverbin­dinge moontlik, omdat die ketting van koolstofatome op baie maniere gerangskik kan word. Die same­stelling van aardolie verskil ook van bron tot bron. Daar is dikwels 'n hoeveelheid suurstof aanwesig, as­ook stikstof en veral swawel. Hierdie laaste drie elemente word as onsui­werhede beskou.

Voordat daar tot die eintlike ver­werking oorgegaan kan word, word die ru-olie eers gewas om skadelike bestanddele te verwyder. Dit is 'n ingewikkelde proses en water speel 'n belangrike rol in dié wasproses. Swaelsuur word ook in 'n stadium as wasmiddel gebruik, wat op sy beurt dan weer met water uit die olie gespoel word. In 'n laaste wassta­dium word die water en die olie deeglik van mekaar geskei. Hierna begin die distillasieproses.

Die koolstofverbindinge wat in hulle molekules net 'n paar koolstof­atome bevat, kook by 'n lae tem­peratuur en hulle is ligkleurige vloei­stowwe met 'n lae gewig. Die kool­stofverbindings met baie koolstof­atome kook by 'n hoër temperatuur af en is veel swaarder en donkerder van kleur. Op dié manier kan die be­standele van olie gerangskik word van lig tot swaar, met gas, propaan, butaan en petrol aan die ligte kant en smeerolies, stookolie en asfalt­ bitumen aan die swaar kant. In die fraksioneerkolom word die ru-olie verhit en die verskillende bestanddele van lig tot swaar afge­kook.

'n Baie belangrike verdere ontwik­keling in die raffinering van olie was die kraakproses. Wetenskaplikes het gevind dat as die olieproduk tot bo­kant sy normale kookpunt verhit word, terwyl dit onder druk gehou word sodat dit nie kan kook en be­gin verdamp nie, die koolwaterstof­molekules sal begin splyt en nuwe groepe molekules sal vorm.

Deur hiervan gebruik te maak, kon die nyweraars van die swaarder olies, waarvan hulle altyd te veel ge­had het, ligter olies maak.

Aanvanklik was die oorverhitte ketels vol olie onder druk 'n baie gevaarlike proses. Kwaai brande en ontploffings het in die eerste kraak­installasies voorgekom, maar met die ontwikkeling van die pypoond, waarin daar slegs 'n klein hoeveel­heid olie op 'n keer oorverhit word, is die gevaarprobleem opgelos. Elke raffinadery het nou kraakinstallasies en pypoonde.

Naas olieraffinering het die petrochemiese industrie, wat aard­olie as basiese bestanddeel gebruik vir hulle produkte soos plastiek, kunsrubber en chemikalieë, ont­staan, en saam vorm hulle reuse­ installasies, 'n netwerk van pype, ketels, oonde en skoorstene en opslagtenks, waarin die ver­skillende produkte geberg word.

'n Groot raffinadery verwerk jaarliks tussen 10 en 20 miljoen ton ru-olie .

Ontginning

Die eerste stadium van die ruolie produksieproses is om 'n boorgat te sink tot in 'n ondergrondse reservoir. Die eerste olievelde het bestaan waar die olie natuurlik tot die oppervlak deurgebreek het, maar die meeste van hierdie velde is al lankal uitgeput. Dikwels word meer as een boorgat in dieselfde reservoir gesink om te verseker dat die onttrekkingstempo ekonomies lewensvatbaar sal wees. Sommige van die boorgate word gebruik om water en verskeie gasmengsels in die reservoir in te pomp om die reservoir se druk te behou, of te vergroot om die tempo van onttrekking by ekonomiese hoeveelhede te hou.

Indien die ondergrondse druk in die oliereservoir voldoende is dan sal die olie na die oppervlak geforseer word, met hierdie druk as die dryfkrag. In sodanige situasie is dit voldoende om 'n komplekse rangskikking van kleppe op die boorgat se kop te gebruik om die boorgat aan die pyplynnetwerk vir stoor en prosseseringsdoeleindes te koppel.

Oor die leeftyd van die boorgat sal die druk val en by 'n sekere punt sal daar onvoldoende ondergrondse druk wees om die olie na die oppervlak te forseer en sal dit nodig wees om die olie uit die boorgat te pomp.

Verskeie tegnieke word ingespan om behulpsaam te wees met die herwinning van olie uit uitgediende laedruk reservoirs, insluitende perdekoppompe, elektriese dompelpompe en borrelpompe. Ander tegnieke sluit in waterinspuiting en gas herinspuiting wat help om die reservoir se druk hoog te hou, normaalweg ten koste van die verhouding waarteen die verskillende produkte voorkom in die olie.

Klassifikasie

Die olie-industrie klassifiseer ruolies volgens hul oorsprong (bv. "West Texas Intermediate, WTI" of "Brent") en dikwels volgens hulle relatiewe gewig of viskositeit ("lig", "intermediêr" of "swaar"); raffineerders mag ook verwys na die olie as "soet", wat beteken dat die olie 'n relatiewe lae swaelinhoud het, of as "suur", wat beteken dat die swaelinhoud hoog is en meer raffinering verg om aan dieselfde produkspesifikasies te voldoen.

Die wêreld se verwysingsvate is:

• Brent Blend, wat bestaan uit 15 olies uit velde in die Brent en Ninian velde in die Oos-Shetlandkompleks in die Noordsee. Die olie word by die Sullom Voe-terminaal in die Shetland Eilande aan land geneem. Olieproduksie van Europa, Afrika en die Midde-Ooste se prys word bepaal na aanleiding van die prys van hierdie olie as maatstaf.
• West Texas Intermediate (WTI) vir Noord-Amerikaanse olie.
• Dubai word gebruik as maatstaf vir die Asië-Stille Oseaan gebied vir Midde-Oosterse olie.
• Tapis (van Maleisië, as verwysing vir ligte verre-oosterse olie.
• Minas (van Indonesië, word gebruik as verwysing vir swaar verre-oosterse olie)
• Die OPUL-mandjie wat bestaan uit
  • Arab Light – Saoedi-Arabië
  • Bonny Light – Nigerië
  • Fateh – Dubai
  • Isthmus – Meksiko (nie-OPUL)
  • Minas – Indonesië
  • Saharan Blend – Algerië
  • Tia Juana Light – Venezuela

OPUL poog om die prys van die OPUL-mandjie tussen bo- en ondergrense te hou deur produksie te verlaag of te verhoog. Dit maak hierdie maatstaf belangrik vir markanaliste. Die OPUL-mandjie wat 'n mengsel van ligte en swaar ruolies insluit is swaarder as beide Brent en WTI olie.

Prysvasstelling

Olie pryse van 1860-1999 in 1999 dollars, bron: DOE

Die prys van olie skommel wyd na aanleiding van krisisse en resessies in groot ekonomieë, omdat enige ekonomiese verslapping die vraag na olie verminder. Aan die leweransierskant gebruik die OPEC kartel hulle invloed om die prys te stabiliseer of te laat styg. Die amptelike OPEC prysband vir ruolie is tussen VS$22 tot VS$28 per vat. Brent Crude se prys is egter tans (Oktober 2004) so hoog as VS$53 per vat.

'n Laagtepunt in die prys is onlangs in Januarie 1999 bereik na die verhoogde olie produksie vanuit Irak saamgeval het met die Asiese finansiële krisis, wat 'n skerp daling in vraag meegegaan het. Die pryse het daarna skerp gestyg en het meer as verdubbel in September 2000, het toe weer geval tot en met die einde van 2001 waarna dit voortdurend gestyg het tot die huidige prysvlakke van oor die VS$53. Die "Light Crude" termynmark op die NYMEX beurs vir lewering in November is al hoër as VS$53 per vat. Sien [1]

Die New York Mercantile Exchange (NYMEX) verhandel ruolie (insluitend termynkontrakte) en skep die basis vir die Verenigde State se olieprys vasstelling via die WTI (West Texas Intermediate). Ander beurse verhandel ook ruolie termynkontrakte, bv die International Petroleum Exchange (IPE) in London wat verhandel op 'n Brent ruolie basis. Nat olie word normalweg gekoop en verkoop tussen maatskappye volgens bilaterale ooreenkomste, tipies met verwysing na 'n baken ruolie graad (marker crude) wat tipies gekwoteer word deur die prysvasstellingsagentskap Platts. So word 'n sekere graad olie, gestel Fulmar, byvoorbeeld in Europa verkoop teen 'n prys van "Brent plus VS$0.25 per vat".

Sien ook Geskiedenis en Analise van ruolie pryse

Top petroleumproduserende lande

OPEC-Lidlande

(In volgorde van hoeveelhede geproduseer in 2003):

• Saoedi-Arabië (OPUL)
• Verenigde State
• Rusland
• Iran (OPUL)
• Meksiko
• China
• Noorweë
• Kanada
• Verenigde Arabiese Emirate (U.A.E) (OPUL)
• Venezuela (OPUL)
• Verenigde Koninkryk (U.K)
• Koeweit (OPUL)
• Nigerië (OPUL)

(In volgorde van hoeveelheid uitgevoer in 2003):

• Saoedi-Arabië (OPUL)
• Rusland
• Noorweë
• Iran (OPUL)
• Verenigde Arabiese Emirate (U.A.E) (OPUL)
• Venezuela (OPUL)
• Koeweit (OPUL)
• Nigerië (OPUL)
• Mexiko
• Algerië (OPUL)
• Libië (OPUL)

Neem kennis dat die Verenigde State omtrent al sy eie produksie self verbruik.

Bron: Energie Statistieke van die VSA regering

Die petroleum-industrie in Suid-Afrika

Die belange van die Suid-Afrikaanse oliemaatskappye word verteenwoordig deur SAPIA. Suid-Afrika het geen plaaslike ruoliebronne nie en dus word ruolie ingevoer. Die stigting van Sasol, wat vloeibare brandstof uit steenkool vervaardig, het Suid-Afrika baie minder afhanklik gemaak van olie-invoere alhoewel daar nog noemenswaardige hoeveelhede ruolie ingevoer moet word om aan die land se brandstofvereistes te voldoen. Mossgas (tans PetroSA) maak ook 'n bydrae deur aardgas vanuit aflandige bronne om te skakel na vloeibare brandstowwe.

Die prys van brandstof (spesifiek petrol) word tans gereguleer in Suid-Afrika. Die prys word bereken volgens 'n brandstofprysformule wat hoofsaaklik daarop gemik is om 'n invoerpariteitsprys te bepaal en vasgestelde winsgrense vir die verspreidingsnetwerk daar te stel. Een van die omstrede kwessies in Suid-Afrika is die feit dat Sasol, wat nie afhanklik is van ruolie invoere nie, en wie se infrastruktuur aanvanklik met belastinggeld opgerig is, sy produkpryse volgens dieselfde formule bepaal.

Sien ook

• Lys van olieproduserende state
• Energiekrisis, 1973 en 1979
• Fossielbrandstof
• Olieraffinadery
• Hernubare energie
• Petroleumbedryf in Nigerië

Bronnelys

• Wêreldspektrum, 1982 Ensiklopedie Afrikana (Edms) Bpk, ISBN 0908409419

Eksterne skakels

• The Politics of Oil - 'n Verslag oor die olie-industrie se invloed op wetgewers en openbare beleid deur die Center for Public Integrity.
• American Petroleum Institute - Die webwerf van die Amerikaanse petrolium-instituut, 'n handelsorganisasie vir die Amerikaanse olie-industrie.
• US Energy Information Administration - Deel van 'n insiggewende werf deur die VSA-regering se departement vir energie-inligting.
• VSA ruolie pryse.
• The End of the Age of Oil Geargiveer 7 Februarie 2006 op Wayback Machine - artikel aangepas vanuit 'n praatjie deur Caltech se vise opsiener en professor in fisika David Goodstein
• OPEC basket Geargiveer 16 Oktober 2004 op Wayback Machine - OPUL se bladsy oor die OPUL-mandjie.
• Verduideliking oor hoe die brandstofprys in Suid-Afrika bereken word. Geargiveer 7 November 2004 op Wayback Machine
• Die Suid-Afrikaanse petroleum industrie assosiasie Geargiveer 26 April 2020 op Wayback Machine