Il petrolio: ricerca di scienze

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IL PETROLIO

Il petrolio è un liquido denso e oleoso , che in alcune località affiora spontaneamente in superficie, ma generalmente si trova in profondità della terra .
Talvolta scaturisce direttamente dalla pietra , infatti petrolio o meglio petroleum deriva dal latino e significa olio di pietra.
Il petrolio al naturale (greggio) può essere più o meno denso vischioso e scuro.
È costituito da un insieme di sostanze diverse in prevalenza liquide, chiamate idrocarburi . Se contiene anche idrocarburi solidi, il petrolio è più scuro, se invece ce ne sono gassosi è molto più chiaro; salvo poche eccezioni questo è più leggero dell’acqua .

• GLI IDROCARBURI

Sono composti chimici formati da idrogeno e carbonio, ai quali si possono aggiungere ossigeno, azoto e zolfo. Sappiamo dalla chimica che ogni sostanza è formata da particelle piccolissime chiamate atomi. Gli atomi dell’idrogeno e del carbonio sono uniti, grazie a una forza detta affinità chimica, in raggruppamenti ben precisi dette molecole. Siccome nel petrolio gli idrocarburi che lo compongono variano secondo del tipo di esso, non possiamo dire la formula precisa che lo compone

• L’ORIGINE DEL PETROLIO

Un tempo si credeva che la formazione del petrolio fosse legata esclusivamente alla presenza di sostanze inorganiche. Questa ipotesi è stata abbandonata , infatti si ritiene che esso deriva da una particolare trasformazione di organismi vegetali e animali.
Fin dai tempi più lontani gli organismi vegetali e animali hanno popolato il mare in gran numero non erano rari gli animali di grandi dimensioni, ma erano infinitamente più numerosi gli organismi microscopici, che appunto per le ridottissime dimensioni vengono oggi indicati con il nome complessivo di microflora e di microfauna. Miriadi di organismi, ricche di sostanze grasse via via che morivano si depositavano sul fondo e si mescolavano con la fanghiglia portata dai fiumi. Questi depositi, insieme a considerevole quantità di acqua salata, si sono venuti a trovare in strati profondi in seguito a sconvolgimenti della terra, oppure sono stati ricoperti da una coltre di terreno argilloso, impermeabile e quindi isolate dall’aria. Qui, in condizioni particolari di temperatura e di pressione e per opera di batteri anaerobi ( che vivono in assenza di ossigeno) , si sono trasformati in una melma oleosa, densa e putrida, chiamata sapropelite o sapropell ( fango putrido). Da questa melma si sono separate a poco a poco goccioline oleose e bollicine di gas, che accumulandosi hanno dato origine al petrolio e ai gas naturali. Poiché acqua salata sostanze oleose e gas hanno un peso molto diverso, nella parte più bassa è rimasta l’acqua salata, più pesante, e su di essa si è accumulata la parte oleosa; ancora al di sopra si sono addensati i gas, che a seconda delle condizioni in cui si trovavano potevano sfuggire dal terreno oppure restare imprigionati . Raramente il petrolio rimane dove si è formato. Anzi essendo più leggero dell’acqua che sempre imbibisce gli strati del sottosuolo, tende a salire verso l’alto; e poi, dato che si tratta di una sostanza liquida, può filtrare attraverso le rocce permeabili e migrare in zone alquanto lontane. Quando incontra strati di roccia impermeabile, che ne impediscono lo scorrimento, o condizioni particolari, si arresta e si accumula in sacche dette trappole petrolifere.

• GIACIMENTI DI PETROLIO
Il petrolio non forma grandi laghi sotterranei, ma imbeve le rocce e si accumula in giacimenti che sono determinati dalla natura e dalla posizione degli strati: quelli formati in arenaria e quelli calcarei sono permeabili; quelli argillosi, invece, sono impermeabili.
Gli strati raramente si presentano paralleli e regolari.

• RICERCA DEI GIACIMENTI
La ricerca del petrolio non è legata a terreni di una determinata era geologica, perché, puo’ migrare da una parte all’altra. La ricerca è molto complessa, perché non si sa, quindi, dove si trova il petrolio.
Oltre che estremamente complessa la ricerca del petrolio è anche difficile e pericolosa, perché oggi la caccia ai giacimenti non ha limite, e si estende a tutte le aree della terra.
Oggi le ricerche vengono effettuate anche sui fondali marini, a profondità sempre maggiori. Sono favorevoli alla ricerca petrolifera i terreni ondulati, ricchi di strati permeabili e impermeabili, posti in prossimità di catene montuose di origine recente. Esistono giacimenti anche in zone di altopiani regolari. In passato si iniziavano le ricerche dove esistevano indizi della presenza di petrolio: emanazioni gassose, tracce di idrocarburi nelle acque sorgive, presenza di bitumi, ecc.; poi si passava a osservazioni sulla natura degli strati, sulla loro inclinazione, sui fossili in essi contenuti. I dati raccolti venivano riportati in particolari mappe, si facevano confronti con luoghi già conosciuti, si localizzavano le zone più promettenti. Ma oggi, si cerca sempre di più di avere esito positivo e oggi le ricerche petrolifere sono eseguite con tecniche altamente specializzate; come ricerche preliminari, si effettuano aerofotografie per stabilire la morfologia del territorio, seguite da una prospezione geofisica ; cioè una serie di indagini che permettono di conoscere la struttura del territorio. Si effettuano ricerche di vario genere: della gravità e del magnetismo che permettono di fare un quadro molto generale della posizione delle trappole petrolifere; mentre quelle delle onde sismiche sono molto più precise. Nelle zone di ricerca i tecnici provocano artificialmente piccoli terremoti facendo esplodere , a 20 / 30 metri di profondità lungo linee stabilite in precedenza, delle cariche di dinamite; le vibrazioni provocate dall’esplosione vengono registrate da speciali apparecchi ricevitori (geofoni ) , in seguito studiati attentamente, infatti le onde, quando attraversano terreni dello stesso tipo, si propagano in modo uniforme; se incontrano dei terreni di tipo diverso assumono velocità di propagazione e caratteristiche differenti. Da un esame delle onde sismiche si può quindi non solo rilevare la presenza di strati di tipo diverso, ma sapere anche a che profondità si trovano e che inclinazione hanno.

• PERFORAZIONE ED ESTRAZIONE DEL PETROLIO
Gli impianti a perforazione sono detti a ”percussione” o “al cavo”. Sono stati i primi ad essere stati utilizzati nella ricerca petrolifera; hanno ancora impiego anche se sono lenti e non possono andare oltre i 1200 1300 metri di profondità.
Il sistema a rotazione, più recente e molto più usato è assai complesso, ma presenta il vantaggio di raggiungere grandi profondità. L’attrezzo perforante, la trivella ha la forma di un manicotto, con dimensioni che variano a seconda del terreno d’attraversare ; il bordo inferiore (corona) può essere semplicemente dentato oppure dotato di rulli dentati rotanti e provvisti, di punte di diamante o di carborundum. Lo scalpello penetra nel terreno ruotando su se stesso come un trapano; al quale è collegato un motore che lo fa muovere, collegato a sua volta a un’asta tubolare; via via che lo scalpello giunge in profondità si aggiungono nuove aste. Accanto all’asta centrale che perfora passano due tubi secondari che fanno scorrere al loro interno acqua e fango. La fanghiglia serve a lubrificare e raffreddare lo scalpello , a far risalire campioni di terreni e soprattutto a trattenere i gas incontrati durante la perforazione, i quali uscendo con violenza, potrebbero determinare un’eruzione di acqua e petrolio. Questa eventualità è assai temuta perché i gas e petrolio fuoriescono violentemente e quindi potrebbero far saltare le attrezzature oppure far prendere fuoco Può anche verificarsi il caso che lo scalpello si distacchi dall’asta e rimanga incastrato nel fondo della perforazione; se non si riesce a recuperarlo, bisogna sospendere i lavori e iniziare nelle vicinanze una nuova perforazione. Per evitare il pericolo di frane, via via che si approfondisce, viene tappezzato di tubi di acciaio, detti tubi di rivestimento, che tengono fermo il terreno scavato. Se con la prima trivellazione non si trova il petrolio, si provvede ad altre esplorazioni e si rinnovano i tentativi; in caso positivo prima di passare allo sfruttamento sono necessarie ulteriori indagini , si fa una stima della quantità di petrolio estraibile e si fanno analisi chimiche sui campioni prelevati per conoscerne le caratteristiche: Se risulta che dal punto di vista economico l’estrazione è conveniente si stabilisce un piano di coltivazione cioè mediante calcoli piuttosto complessi si stabilisce il ritmo di sfruttamento più idoneo. I pozzi esplorativi vengono sistemati a pozzi di produzione: si toglie lo scalpello e si aggiunge un tubo di diametro piuttosto piccolo, detto tubazione di pompaggio, che raggiunge lo strato produttivo e attraverso il quale il petrolio sale alla superficie. All’estremità superiore del tubo viene fissato un complesso di valvole, detto croce di eruzione o albero di natale che regola e può interrompere il flusso.
Nell’estrazione bisogna tenere conto anche della pressione alla quale si trovano il petrolio e i gas. All’inizio questo è piuttosto forte, ed è necessario regolarlo opportunamente, poiché l’acqua e i gas, che si muovono più facilmente del petrolio potrebbero limitare la fuori uscita. Per fare uscire il petrolio alla superficie si deve provvedere all’impianto di pompe; oppure si fa risalire il petrolio spingendolo con aria compressa .