Organický pôvod ropy

Organická teória je uznávaná väčšinou vedcov, predpokladá, že prvotným zdrojom uhľovodíkov v rope sú živočíšne a rastlinné zvyšky, ktoré podľahli rozkladu. Sú to zvyšky fytoplanktónu, žijúceho v povrchových morských vodách, ale aj telá planktónu a autotrofných organizmov mimo zóny prieniku svetla (pod 120 m). V prospech tejto teórie svedčia zistenia, že mladšia ropa sa veľkou relatívnou molárnou hmotnosťou, zvýšeným obsahom kyslíka, síry a dusíka a veľkým obsahom asfaltu približuje pôvodnému organickému materiálu. Čím je ropa staršia, tým je ľahšia, obsahuje menej asfaltu a viac uhľovodíkov.

Odumreté mikroorganizmy sa dlhodobo ukladali na dne morí alebo jazier. Za všeobecne najvhodnejšie miesto pre vznik ropy sa považuje kontinentálny šelf a pasívne okraje kontinentov. Časť organickej hmoty môže pochádzať priamo z kontinentu a najväčšie akumulácie tohto typu sa nachádzajú vo veľkých deltách riek. Odumreté organizmy klesajú na dno a sú prekryté ďalšími sedimentmi a stávajú sa súčasťou usadených hornín. Pôvodná usadená hornina, v ktorej prebiehajú premeny organickej hmoty na ropu sa nazývamaterská hornina. Dôležitým faktorom je anoxia vodného stĺpca, rýchlosť prínosu sedimentov a organických látok na morské dno. Jeden m² bahnitého dna produkuje ročne priemerne 150 g organickej hmoty. Táto sa ďalej rozkladá, najmä pod účinkom baktérií, takže nakoniec zostane v hornine iba stotina pôvodného množstva. Ale pri veľkých plochách podmorských priestorov vhodných pre ukladanie organickej hmoty môže byť objem zachovanej ropy vysoký. Obsahy organickej hmoty v ílovitých (bahnitých) sedimentoch sú oveľa vyššie ako v piesčitých, kde je ich rozklad oveľa dôkladnejší. Z toho vyplýva prvý dôležitý záver, že materskými horninami ropy sú často práve ílovité horniny. Ďalšími vhodnými materskými horninami sú čierne bridlice, vápnité íly (sliene), krieda a vápence. Obsah organického uhlíka v materskej hornine sa pohybuje od 1 – 10 %, priemerne 2,5 %.

Organické bahno, tzv. sapropel, je po uložení prekryté mladšími sedimentami a je čoraz hlbšie pochované. Najvýznamnejší podiel ropy tvoria ľahké, parafinické uhľovodíky, ktoré sú však zastúpené v organickej hmote bahien len celkom podradne. Je teda zrejmé, že po pochovaní musia organické látky prejsť fázou výrazných zmien, tvorby nových zlúčenín a preskupenia vzájomných podielov zložiek v prospech uhľovodíkov. Z organickej hmoty sú pre vznik ropy významné bitúmeny a to predovšetkým lipidy, látky príbuzné tukom. Predpokladá sa, že dôležitým katalyzátorom týchto procesov môžu byť ílové minerály..

Teplotný rozsah vzniku ropy je od 60 – 150 °C, čo zodpovedá hĺbke pochovania 2 až 5 km. Hĺbkový a teplotný interval, v ktorom je proces tvorby ropy (dozrievania) najefektívnejší sa nazýva ropné okno. Organická hmota sa vplyvom tepla a tlaku premieňa najskôr na kerogén, potom na živicu a nakoniec na ropu a zemný plyn. Tento proces trvajúci milióny rokov sa nazýva dozrievanie alebo maturácia ropy. Má 3 štádiá:

• diagenéza – prebieha v rozsahu 30 – 60 °C (bežne 50 – 60 °C) v hĺbke od prvých 100 od 2 km. Prebieha tu mikrobiálna aktivita, polykondenzácia a vnútorné rozpúšťanie.
• katagenéza – prebieha od 60 – 125 °C v hĺbke 2 – 4 km. Je hlavným štádiom vzniku ropy a väčšinou zodpovedá ropnému oknu.
• metagenéza – prebieha od teploty 125 °C a hĺbky viac ako 4 km. Je posledným štádiom vývoja organickej hmoty, pri ktorom už nedochádza k vzniku ropy ale iba suchého zemného plynu.

Niektoré organické zlúčeniny sa napriek tomu zachovávajú takmer bezo zmeny, napríklad porfyríny, ktoré sú derivátmi chlorofylu. Ropa je po dozretí v hornine veľmi rozptýlená. V dôsledku rozdielu hustôt a všesmerného tlaku však uhľovodíky z materskej horniny migrujú, väčšinou smerom k povrchu. Migráciu umožňujú okolité priepustné horniny. Veľmi vhodné sú hlavne pieskovce, ktoré majú vysokú pórovitosť. Migrácia uhľovodíkov pozdĺž priepustných vrstiev z materskej horniny cez kolektor do rezervoára v poréznych horninách sa nazýva primárna migrácia. Uhľovodíky môžu cez horninové prostredie prenikať až k povrchu, kde zoxidujú alebo iným spôsobom degradujú. Po dosiahnutí zemského povrchu sa prchavé (tekuté) zložky ropy odparia a na mieste zostanú pevné vosky a asfalt. Zachová sa iba tá ropa, ktorá sa zachytí do pascí. Takéto pasce môžu byť tvorené nepriepustným nadložím (tzv. litologická pasca), najmä íly alebo evapority; alebo v dôsledku vhodných tektonických podmienok (tzv. štruktúrna pasca), rôzne zlomy a vrásy, hlavne antiklinály. V pasci sa prchavé uhľovodíky oddeľujú v podobe zemného plynu a tvoria najvyššiu časť ropného ložiska.

Dôležitým faktorom zachovania ropy v pasciach sú tiež stabilné geologické podmienky. Po zachytení už nemôže dôjsť k zvyšovaniu teploty ani komplikovanejšej tektonickej aktivite, ktorá by mohla spôsobiť nárast teploty a metamorfózu, výzdvih, zvetrávanie alebo jednoducho dezintegrovať pascu tak, že z nej ropa začne unikať.

Anorganický pôvod ropy

Anorganický pôvod ropy predpokladal už Mendelejev. Samotnú ideu rozvíjali hlavne niektorí vedci v ZSSR (napr. Nikolaj Kudrjavtcev) no v súčasnosti nachádza priaznivcov aj inde napr. Thomas Gold. Podľa tejto teórie ropa vznikla pôsobením prehriatej pary na karbidy ťažkých kovov v časoch, keď sa vyskytovali blízko zemského povrchu. V prospech tejto teórie svedčí jednak laboratórna príprava pevných, kvapalných a plynných uhľovodíkov z karbidov uránu, lantánu aj céru, a jednak neustály únik metánu zo zemského plášťa v niektorých oblastiach.

• z plynných palív napr. propán, ktorý je skladovaný a transportovaný pod tlakom v kvapalnom stave
• kvapalné palivá (benzím, nafta, letecký benzín atď) ktoré sú dopravované v ropovodoch na ďalšie spracovanie alebo priamo do rôznych prevádzok ako napr. letiská atď
• oleje (motorový olej, vazelína, technický olej)
• parafín
• síra (vzniká odsírnatením ropy)
• mazut
• asfalt
• rôzne ropné chemikálie (používané v obrovskom množstve odvetví ako farmaceutika či plasty)

• alkoholové palivá (etanol,butanol, propanol)
• biopalivá (bionafta atď)
• vodík
• slnečná energia
• veterná energia
• elektromobily

Ťažba prebieha po celom svete, nič menej najvýznamnejšie ložiska sú koncentrované na území niekoľkých štátov:

• Saudská Arábia, ktorá je zodpovedná približne za 12 % celosvetovej produkcie,
• Rusko – tesne za Saudskou Arábiou,
• Spojené štáty s 8 %.

Veľmi významná je oblasť Blízkeho východu, ktorá sa podieľa na celkovej produkcií 30,8 % a súčasne disponuje najväčšími ropnými rezervami na svete vo výške 755 miliárd barelov. Celosvetové rezervy sú odhadované na 1 238 miliárd barelov.

Medzi najobchodovateľnejšie patrí West Texas Intermediate (WTI), ktorá obchoduje v USA a Brent, za ich cenu sa predáva ropa v Európe. Najdôležitejšími ropnými burzami súčasnosti sú americká NYMEX (New York Mercantile Exchange, nová súčasť CME Group) a európska ICE (Intercontinental Exchange, pôvodne IPE). Ropa je obchodovateľná v bareloch (159 litrov). Veľkosť kontraktu je 1 000 barelov a cena je vyjadrená v dolároch za barel.

Na Slovensku sa roponosné súvrstvia nachádzajú v Záhorskej nížine, kde sú viazané na chladnú Viedenskú panvu (pull apart typu). Prvým objaveným ložiskom boli Gbely. Najdôležitejším plyno a roponosným horizontom sú súvrstvia bádenu a sarmatu (miocén). Kolektormi sú piesky alebo slabo spevnené pieskovce a zlepence. Ďalšou oblasťou s náleziskami ropy je Panónska panva na východnom Slovensku s ložiskami v oblasti Senného, Stretavy a Ptrukše. Výskyty ropy sú ďalej známe i z rozhrania Centrálnokarpatskej paleogénnej panvy a bradlového pásma v Spišsko-šarišskom medzihorí, kde sa nachádza ložisko Lipany.

Ropa bola nájdená aj na viacerých miestach vo flyšovom pásme (potvrdené vrtmi) napr. Miková na východnom Slovensku, známy prirodzený výtok v Korni na Kysuciach. Známe sú aj výskyty viazané na výtoky jodobrómových soľaniek napr. Slaná Voda pri Oravskej Polhore a inde.

Ťažba ropy na Slovensku v roku 2003 pokrývala iba 1% domácej spotreby. Venuje sa jej spoločnosť Nafta, a.s. so sídlom v Gbeloch. Väčšinu ropy Slovensko dováža z Ruskej federácie ropovodom Družba.