A kőolaj (más néven ásványolaj) a Föld szilárd kérgében található természetes eredetű, elhalt szervezetek bomlásával, átalakulásával keletkező ásványi termék. Fő összetevői folyékony halmazállapotú szénhidrogének, de lelőhelyén, annak földrajzi helyzetétől függően oldatban, nyomás alatt gáznemű, valamint szilárd halmazállapotú szénhidrogéneket is tartalmazhat kisebb-nagyobb mennyiségben.
Mivel a kőolaj ezeknek a vegyületeknek a komplex elegye, alkotórészei közé kell sorolnunk a szénhidrogéneknek (a kőolajban kisebb mennyiségben található) számos kénnel, nitrogénnel, oxigénnel (és egyéb kémiai elemekkel) képzett vegyületeit is. Ezeken kívül vizet, fémeket (többek közt nikkel, vanádium) és szilárd, ásványi szennyezőanyagokat is tartalmazhat.
A kőolaj viszonylag magas fajlagos energiatartalma, könnyű kitermelése, szállítása, tárolása és alkalmazhatósága miatt az egyik legfontosabb, legszélesebb körben alkalmazott fosszilis energiaforrásunkká vált.
Felfedezése bélyegkép|jobbra|Görögtűz A kőolaj ismerete az ókorba vezethető vissza, de csak vagy a föld színén való természetes előfordulása, vagy véletlenség (például vízkút fúrása) következtében bukkantak rá. Mezopotámiában gyógyszerként, kozmetikai anyagként és olajlámpa égőanyagaként, Egyiptomban pedig balzsamozásra használták. A középkorban a bizánciak és a velenceiek használták tengeri csatákban.
A kőolaj összetételét Magyarországon először Winterl József Jakab, a Budai Egyetem vegytantanára vizsgálta 1788-ban: a muraközi kőolajat bontotta párlatokra.
A természetes előfordulásokból gyűjtögetett kőolajat kenőzsírként, gyógyszerként és világításra használták egészen a 19. századig.
Eredete
A kőolaj szerves eredetű ásvány: elhalt tengeri (növényi és állati) egysejtű élőlények, plankton anaerob (levegőtől elzárt) bomlásterméke.
Egy eredetileg Lomonoszov orosz tudós által javasolt és később Mengyelejev és a francia Marcellin Berthelot által kifejtett, és 1951 óta Nyikolaj Kudrjavcev geológus, majd az utóbbi években Thomas Gold osztrák származású brit asztronómus és számos orosz és ukrán geológus által támogatott vélemény szerint a kőolaj jó része nem biológiai folyamatok eredménye, hanem még a Föld keletkezése idején képződött mélyen fekvő lerakódásokból szivárog a felszín felé.
A nem biogénAz angol elnevezés abiogenic, amit biogenikus szóval is fordíthatnánk elmélet modern megfogalmazása Kudrjavcevtől ered, aki a kanadai athabaszkai kátrányhomok (angol: tarsand) fenomenálisan terjedelmes olajlerakódásait megvizsgálva arra a következtetésre jutott, hogy elképzelhetetlen, hogy ilyen óriási olajlerakódás biológiai folyamatok következménye lehessen; különben is, szénhidrogéneket Naprendszerünkben bárhol találhatunk, még üstökösökben is.
Mindezek ellenére a mai tudományos közösség túlnyomó része azon a véleményen van, hogy a nem biogén úton keletkezett kőolaj mennyisége a biogén forrásból keletkezettnél lényegesen kisebb.
A biogén eredet elméletét a következő tények támasztják alá:
A kőolaj ugyanazokat az elemeket tartalmazza (például szén, hidrogén, oxigén, nitrogén, kén, foszfor), mint amiket a szerves vegyületek és élőlények. Viszont ezeket az elemeket más-más arányban tartalmazzák a szerves anyagok és a kőolaj. Azonos a nyomelemek, illetve a szén izotópjainak koncentrációja. A kőolajban elhalt élőlények maradványait találhatjuk meg.
Geológiai és földrajzi lelőhelye A kőolajcsapda right|bélyegkép|150px|Kőolajcsapda vázlata: zöld: záróréteg; piros:kőolajcsapda; sárga: porózus anyag
A képződött kőolaj keletkezési helyéről általában elvándorol. Gazdaságosan azok a geológiai készletek hasznosíthatók, amelyekben az olaj nagy koncentrációban van jelen. A kőolaj felhalmozódásához egy megfelelő geológiai alakzat szükséges, amelyben egy nagy permeabilitású (áteresztőképességű) kőzetet felette egy nem áteresztő réteg határol, melynek, hogy az olaj ne vándorolhasson tovább valamelyest dóm alakúnak (antiklinárisnak) kell lennie. Az ilyen megfelelő geológiai alakzatot kőolajcsapdának nevezik. A nagy permeábilitású, porózus, likacsos és repedezett kőzet lehet homok, szemcsés mészkő, vagy dolomit, és a kőzet annál alkalmasabb a kőolaj tárolására, minél repedezettebb, lukacsosabb. A gyakorlatban az üres tér az össztérfogatnak kb. 25–40%-a.
A csapdában általában az olajtartalmú réteg alatt egy vizet, felette pedig egy gázt tartalmazó réteget is találunk, úgyhogy sokszor a fúrás helyének megválasztásától függ, hogy az eredmény víz, olaj, vagy gáz.
Földrajzi előfordulása right|bélyegkép|200px|Olajexportáló országok. Minél vörösebb, annál nagyobb mennyiségben
Egy szénhidrogénmező kialakulásának ideje 1–2 millió év. Az üledékréteg vastagságának el kell érnie a 600–700 métert. Nagy szénhidrogéntelepek csak olyan helyen találhatók, ahol csekély a kéregmozgás, ami a kőolajcsapdáknak hosszú változatlan élettartamot enged meg. Ilyen helyeket a szárazföldi táblák mozdulatlan, nagy kiterjedésű üledékrétegeiben, hegységrendszerek üledékes előtereiben találhatunk.
Az üledékképződés a Földön rendkívül egyenlőtlenül oszlott meg, így a legszélesebb körben a mai földrészek kialakulása idején fellépő lemeztektonikai mozgások alkalmával a földtörténeti középidőben az egykori Tethys-óceán területén folyt le. Ez a terület magában foglalta a mai Texas, Venezuela, Karib-tenger, Közel-Kelet, Kaszpi-tenger, Közép-Ázsia, Dél-Kína, Indokína és Indonézia vidékeit. Ezeken a területeken lelhető föl a Föld kőolajkészleteinek 70%-a.
Legnagyobb előfordulási mélység 15 km.
Típusai A kőolaj fizikai tulajdonságait az határozza meg, hogy milyen szénhidrogén-típus annak fő alkotórésze. Eszerint a kőolajat négy fő csoportba oszthatjuk:
paraffinos (paraffinbázisú) nafténes (nafténbázisú) aszfalténes (aszfaltbázisú) intermediát (átmeneti bázisú)
Megkülönböztetünk Ural, Brent, Dubai Light, Bonny Light, West Texas Intermediate (WTI) típusú kőolajat származási helyre való utalás szerint (ami utal a minőség jellegére is). Kéntartalma szerint megkülönböztetnek kis kéntartalmú („édes”), és nagy kéntartalmú („savanyú”) kőolajokat.Magyar Ásványolaj Szövetség honlapja Olajipari értelmező szótár , petroleum.hu
A kőolaj mint tőzsdeáru 300px|right|bélyegkép| Kőolajfelhasználás országonként. A sötétebb színek a nagyobb fogyasztást jelölik Ár és világpiac A legdrágábban kitermelhető olaj ára jelenti azt a legmagasabb árat, amelyet még valaki hajlandó fizetni a kőolajért. 1974 és 2000 között az Északi-tengerből kitermelt Brent-féle olaj kitermelése volt a legköltségesebb. Ez ekkor hordónként 12–14 dollár körül ingadozott. A kőolaj ára nemzetközi ár, tehát a világpiaci ár és kereslet függvényében alakul. Az egyes belföldi árakat ebből származtatják.
A kőolaj-készletek globális alakulása éves szinten meghatározott mintázatot vesz fel. Év elején, az első félévben általában túlkínálat, míg az év végén a második félévben általában hiány alakul ki.
Az OPEC 2008-2009 során egy 75 dolláros hordónkénti árat határozott meg célárnak, amelyet 2011-re több, mint 50 dollárral lépett túl a kőolaj világpiaci ára. Akkor a kitermelés visszafogásával érték el az áremelkedést. Egyúttal saját célárukat túllépve elősegítették az amerikai palaolaj kitermelés felívelését, amely később, 2014-2016 közt az olajárak esését vonta maga után a globális kőolaj-többlet kialakulásával. 2016 végén az OPEC tagállamok megállapodtak a kitermelés csökkentéséről az olajárak emelése érdekében, amely 2017 második félévétől indult el látványosan. Eközben a határidős árak 2018 elején már csökkenést mutatnak. Ez az úgy nevezett "backwardation" állapot, ami akkor lép fel, amikor a piaci túlkínálatból átlépnek a készletek a kínálati hiány állapotába. Ez a folyamat a múltban előre tudta jelezni a piac várható alakulását.
A volt szovjet olajpiac A társaságoktól alacsonyabb áron vették át a kőolajat, mint amennyi a nemzetközi ár volt (rubelben számolva). Ez pazarláshoz vezetett. Nem történtek meg a szükséges beruházások sem az olajiparban. A Szovjetunió felbomlása után Kuba kőolajellátása erőteljesen csökkent, ez időlegesen radikálisan átrendezte az ország társadalmi, gazdasági berendezkedését.A közösség ereje
Az amerikai olajpiac Az USA-ban központi árszabályozást vezettek be. A finomítók a belföldön kitermelt kőolaj árának és az importált olaj árának súlyozott átlagát vették alapul, amikor meghatározták a különböző kőolajszármazékok és üzemanyagok árát. 1981-ben adták föl ezt a politikát, amikor az gazdaságilag tarthatatlannak bizonyult.
Kőolajfeltárás
A kőolajmezők felderítése során olyan helyeket keresnek, ahol a kőolajcsapdát alkotó három kőzet egyszerre van jelen. A keresést repülőgépre telepített mágneses illetve földfelszíni hálózatos gravitációs terepfelméréssel végzik. Modernebb felderítő eljárás, mikor robbantásokkal keltett szeizmikus rezgéseket elemeznek érzékeny detektorokkal. Következő lépcsőfok a próbafúrások elvégzése.
A próbafúrásokat függőlegesen végzik, ám ahol erre nincs mód beépítés vagy kemény földtani réteg jelenléte miatt, ott úgynevezett terelt fúrásokat végeznek.
2006-ban volt utoljára olyan év, amikor az adott évben feltárt új kőolaj- és gázkészletek aránya megegyezett a kimerülő kőolaj és gázkészletek arányával. Ez az arány 2012-ben 50% volt, 2017-ben pedig már csak 11%-ot fedezett az újonnan felfedezett készletek mennyisége a kimerülő mezőkhöz viszonyítva. 2017-ben 6,7 milliárd hordó olaj- és gázkészletet tártak fel újonnan. Azonban a Rystad Energy norvég olajipari elemzőcég számításai szerint a 2017-ben feltárt lelőhelyek nyersanyagai közül 1 milliárd hordónyi kitermelése olyannyira gazdaságtalan lenne, hogy jelenlegi technológiáinkkal nem megoldható annak gazdaságos kitermelése.
Az olajkitermelés melléktermékeként felszínre kerülő földgáz jelentős részét gázfáklyákkal elégetik. A Világbank becslése szerint 2018-ban ennek mennyisége bő 144 milliárd köbméter volt. Ez meglepő lehet, hiszen a legnagyobb olajkitermelők számára közismerten fontos a gázexport, és költségvetési bevételeik zömét is az energiahordozók biztosítják. A veszteség és szennyezés csökkentésére helyi elektromos kiserőművekben való felhasználást javasolnak.
Olajfúró torony A Rotary-fúrórendszeres eljárásban a lyukat (pithole) speciális kialakítású acél vagy iparigyémánt borítású fúrófejjel fúrják, amely körbe forogva szilánkokká aprítja a kőzetet. A fúrólyukba a fúrás során béléscsövet csúsztatnak annak érdekében, hogy ne omoljon be. A fúrófej előrehaladtával a rudazatot folyamatosan toldják 9 m-es szakasszal. A fúrás közben keletkező törmeléket bentonitalapú iszap keringetésével hozzák a felszínre. A fúrófejeket a terep keménységének a függvényében óránként esetleg naponként cserélik. A csere a rudazat hosszától függően akár 10 órán át is eltarthat. A fúrási sebesség a kőzet keménységétől függ, kemény kőzetnél 300 mm/óra, homokos kőzetnél 60 m/óra is lehetséges. Az elkészült fúrólyuk teljes béléscsövezése után a csöveket átlövik, hogy a kőolaj a nyílásokon keresztül a felszínre áramolhasson.
bélyegkép|440px|Fúrótorony szerkezeti rajza
iszapvödör (ülepítő tároló) öblítőiszap szűrő (a fúrási törmeléket választja el a folyadéktól) szívócső iszap szivattyú dízel meghajtású generátorral táplált motor, ami a mechanikus részeket mozgatja rezgő tömlő emelődob álló tömlő öblítőiszap tömlő liba-nyak (a tömlő meghajlítása) szállító csigasor emelő kábel koronacsigasor fúrótorony csőtámasz csövek előkészítve csőtároló forgatóbója alatti forgótömítés fúrószár forgatóasztal padló harang csatlakozó kitörésgátló gyűrű kitörésgátló elfojtó része furat fúrófej kútfej kifolyó
Kőolajtermelés