alt=|náhľad|Ropa Ropa je horľavá kvapalina tvorená zmesou uhľovodíkov, najmä alkánov, nafténov a aj arénov a polárnych zlúčenín (živice, asfaltény a iné)Lintnerová, O. 2009: Geológia kaustobiolitov. Uhlie a uhľovodíky. Univerzita Komenského, Bratislava, 118 s.. Najmä anglická literatúra dodáva, že ropa môže byť okrem kvapalného skupenstva aj plynná alebo tuháSpeight, J.G. (Editor) 2006: The chemistry and technology of petroleum. 4th Edition, CRC Press, Boca Raton, 945 s. ale bežne sa takto označuje iba kvapalná ropa.
Je dôležitou nerastnou surovinou a významnou ekonomickou komoditou. Hodnota ropy stúpa po chemickej úprave, kedy sa z nej vyrábajú kvapalné palivá, rozpúšťadlá a mazadlá. Vznikla pravdepodobne rozkladom zvyškov uhynutých živočíchov a rastlín. Nachádza sa vo vrchných vrstvách zemskej kôry, kde je väčšinou viazaná na usadené horniny najčastejšie v oblasti kontinentálnych šelfov. Je základnou surovinou petrochemického priemyslu. Náleziská ropy (rezervoáre) sa najčastejšie nachádzajú pod nepriepustnými vrstvami, v hĺbkach až do pod zemským povrchom. Ropa pri ťažbe alebo vyviera pod tlakom – ťažba samotokom, alebo sa čerpá – mechanizovaná ťažba. Vyskytuje sa spoločne so zemným plynom a vodou. Z hľadiska slovenskej legislatívy je radená medzi vyhradené suroviny.
Pomenovanie Názov ropa pochádza z poľštiny, v preklade znamená „hnis“, ide o pôvodné staré označenie miestnych soľných prameňov. Iný názov ropy je (surová) nafta; zastarané názvy ropy sú skalný olej, zemný olej, (surový) petrolej, surový minerálny olejVladár, J. a kolektív, 1981: Encyklopédia Slovenska. V. zväzok R - Š. Veda, Bratislava, s. 143 a obrazne čierne zlato. „Ropa“ je jediný názov podľa STN.
Základné fyzikálno-chemické vlastnosti Medzi základné technologické charakteristiky ropy patrí hustota stanovená pri teplote 20 °C a atmosférickom tlaku, s korekciou na teplotu 4 °C (kvôli zmenám hustoty vody). V závislosti od obsahu rozpustených látok sa pohybuje v rozmedzí od 0,610,85 g/cm³ pre ľahké ropy, 0,850,93 g/cm³ pre stredne ťažké až 0,931,05 a viac g/cm³ pre veľmi ťažké ropy. V anglickej terminológii sa zvyknú používať štandardy ASTM – jednotky stupne API (American Petroleum Institute), ktoré určujú hmotnosť 1 ml ropy pri teplote 15,56 °C (1°API = 141,5 / hustota ropy v g/cm³ – 131,5)Rojkovič, I., Lintnerová, O., Uhlík, P., Kraus, I., 2006: Nerastné suroviny. Univerzita Komenského, Bratislava, 179 s.. Obsah rozpustených látok má vplyv na spôsob jej spracovania. Ľahké ropy sú väčšinou svetlé, ťažké ropy tmavé. Farba ropy je však značne premenlivá od hnedočervenej, čiernej po žltozelenú až bezfarebnú. Index lomu ropy je 1,39 až 1,60. Má tiež fluorescenčné vlastnosti, ktoré prezrádzajú prítomnosť aromatických uhľovodíkov a jej zrelosť. Výhrevnosť ropy sa pohybuje v rozmedzí 4347 MJ/kg.
Približnú predstavu o chemickom zložení ropy dávajú nasledujúce hmotnostné podiely základných prvkov:
+ Obsah podľa hmotnosti Zložka Percentuálne zastúpenie uhlík 69 - 72 % vodík 10 – 14 % dusík 0,1 – 2 % kyslík 0,1 – 1,5 % síra 0,5 až 6 % kovy menej ako 1000 ppm
Ropa je zmesou okolo 10 000 rôznych zlúčenín, z ktorých nadpolovičnú väčšinu predstavujú kvapalné uhľovodíky (tvoria asi 8090 % objemu ropy) a iné neuhlíkaté organické zlúčeniny (45 %), hlavne obsahujúce síru (okolo štvrtiny zlúčenín), dusíkaté látky (pod 0,1 %), oxidy (okolo 85) a tiež organické molekuly obsahujúce kovy (hlavne vanád a nikel). Medzi ostatné zložky ropy patria rozpustené organické plyny (C1 – C4), ktoré tvoria desatiny až 4 % objemu. Obsah vody je taktiež variabilný od stopového množstva po 10 %. Zastúpenie minerálnych solí hlavne chloridov sa pohybuje od 0,14 000 mg/l ale môže byť i vyššie. Ropa tiež obsahuje roztoky solí, organických kyselín a iných látok. Mechanickú prímes môžu tvoriť častice ílových minerálov, piesku alebo vápenca. Organické častice pevnej fázy sú označované ako bitúmeny alebo asfalt, zatiaľ čo označenie parafín sa používa pre uhľovodíky s reťazcom nad C17.
Uhľovodíky tvoriace ropu možno rozdeliť do troch základných skupín: parafíny a alkány – nasýtené uhľovodíky s jednoduchou alebo viacnásobnou väzbou, bez cyklickej štruktúry cykloparafíny – (naftény alebo alicyklické uhľovodíky) obsahujúce prvky cyklickej štruktúry arény (aromatické uhľovodíky – s benzénovým jadrom) asfaltény, živice a ďalšie odolné látky s veľkou molekulovou hmotnosťou, tvoriace ťažkú frakciu
Na základe týchto základných skupín možno ropy deliť na: intermediálne aromatické, vznikajúce v redukčnom morskom prostredí nafténicko-parafinické a parafinické (cykloparafinické), najčastejšie spájané s deltovým a nemorským prostredím vzniku
Pre meranie objemu ropy sa používa miera 1 barel = 42 amerických galónov = 35 britských galónov = 158,97 litrov. Množstvo ropy sa tiež niekedy udáva v tonách, jednej tone zodpovedá približne 7,33 barelov.
Vznik ropy thumb|250px|Ropný prameň v obci Korňa (okres Čadca).
Vznik ropy je veľmi komplikovaný súbor procesov prebiehajúcich vo veľkých hĺbkach dlhé obdobia, čo sťažuje ich pozorovanie a napodobenie v laboratórnych podmienkach. V minulosti sa názory na vznik ropy rozchádzali. Existovali dva striktne vyhranené myšlienkové prúdy, jeden ktorý presadzoval pôvod ropy z organickej hmoty(tzv. biogénny pôvod) a druhý, ktorý obhajoval jej anorganický pôvod. Dnes je známe, že väčšina ropy vzniká hlavne rozkladom planktonických organizmov bez prístupu kyslíka, teda biogénne, čo bolo potvrdené geochemickým výskumom izotopov uhlíka. Ako dôkazy biogénneho pôvodu ropy sa uvádzajú aj rovnaké pomery n-alkánov a izo-alkánov, rovnaké izoméry, optická aktivita (ľavotočivosť), zhodný pomer 13C/12C atď. Na druhej strane, malé množstvo ropy a plynu môže vznikať aj anorganickou cestou. Dosiaľ však nebolo preukázané, že by ropa výlučne anorganického pôvodu tvorila ekonomicky zaujímavé ložiskové akumulácie. Dôležitým faktorom vzniku a hromadenia ropy sú aj procesy, ktoré prebiehajú po hlbokom pochovaní organických látok a najmä migrácia ropy cez priepustné vrstvy do ložiskových pascí, bez ktorých by sa žiadna dosiahnuteľná ropa nezachovala.
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 ). 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 nazýva materská 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 horninyMišík, M. 1976: Geologické exkurzie po Slovensku. SPN, Bratislava, 276 s.. 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 60150 °C, čo zodpovedá hĺbke pochovania 2 až . 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 5060 °C) v hĺbke od prvých 100m do . Prebieha tu mikrobiálna aktivita, polykondenzácia a vnútorné rozpúšťanie. katagenéza – prebieha od 60125 °C v hĺbke 2. Je hlavným štádiom vzniku ropy a väčšinou zodpovedá ropnému oknu. metagenéza – prebieha od teploty 125 °C a hĺbky viac ako . 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 oblastiachGlasby, G.P., 2006: Abiogenic Origin of Hydrocarbons: An Historical Overview. Resource Geology, Vol. 56, 1, s. 85 – 98.
Ťažba ropy left|thumb|Ťažobná veža.