石油産業

石油は岩石層中に存在する天然の液体です。様々な分子量の炭化水素とその他の有機化合物の複雑な混合物から構成されています。一般的に、石油は数億年にわたって地殻内で熱と圧力にさらされた古代プランクトンの炭素を豊富に含む残骸から主に形成されると考えられています。時間の経過とともに、分解された残骸は泥やシルトの層で覆われ、地殻のさらに深いところに沈み込み、高温高圧の層の間に保存され、徐々に石油貯留層へと変化しました。^{[ 3 ]}

精製されていない石油は、5000年以上前から人類によって利用されてきた。一般的に、石油は人類の歴史の初期から、火を燃やし続けるためや戦争において使用されてきた。

しかし、世界経済における石油の重要性はゆっくりと発展し、19世紀には照明に鯨油が使用され、20世紀に入っても暖房や調理には木材や石炭が使われていました。産業革命によってエネルギー需要は増大しましたが、当初は主に石炭や鯨油などの他の供給源によって満たされていました。しかし、原油から灯油を抽出して照明や暖房燃料として使用できることが発見されると、石油の需要は大幅に増加し、20世紀初頭には世界市場で取引される最も価値の高い商品となりました。^{[ 4 ]}

帝政ロシアは1825年に3,500トンの石油を生産し、世紀半ばまでにその生産量を倍増させた。^{[ 8 ]} 1846年に現在のアゼルバイジャンの地域で石油掘削が始まった後、バクーではロシア帝国が2つの大きなパイプラインを建設した。1つはカスピ 海から黒海のバトゥミ港まで石油を輸送する全長833kmのパイプライン（バクー・バトゥミ・パイプライン）で、1906年に完成した。もう1つはチェチェンからカスピ海まで石油を輸送する全長162kmのパイプラインである。バクーで最初に掘削された油井は、バクーの石油産業の「創始者」の1人と呼ばれるアルメニア人実業家イワン・ミルゾエフによって1871年から1872年にかけて建設された。 ^{[ 9 ] [ 10 ]} 

20世紀初頭、帝政ロシアの石油生産量は、ほぼすべてアプシェロン半島産で、世界の生産量の半分を占め、国際市場を支配していた。^{[ 11 ]} 1884年までに、バクー郊外には200近くの小規模製油所が稼働していた。^{[ 12 ]}これらの初期の発展の副産物として、アプシェロン半島は「石油汚染と環境無視の世界最古の遺産」として浮上した。^{[ 13 ]} 1846年、バクー（ビビ・ヘイバト集落）では、石油探査のために打撃工具で深さ21メートルまで掘削された史上初の井戸が掘削された。1878年、ルドヴィグ・ノーベルと彼のブラノベル社は、最初の石油タンカーを発注し、カスピ海に進水させることで「石油輸送に革命」を起こした。^{[ 11 ]}

サミュエル・キアは1853年にピッツバーグのグラント通り近くのセブンス通りにアメリカ初の石油精製所を設立した。イグナツィ・ウカシェヴィチは1854年から1856年にかけて、現在のポーランド、ヤスウォ（当時は中央ヨーロッパのガリツィア地方のオーストリア領ガリツィア・ロドメリア王国）近郊に最初の近代的な石油精製所の1つを建設した。[ 14 ^{]ガリツィアの}精製所は当初、精製燃料の需要が限られていたため小規模だった。精製された製品は、ウカシェヴィチの灯油ランプに加えて、人工アスファルト、機械油、潤滑油に使用された。灯油ランプの人気が高まるにつれて、この地域の精製産業は成長した。

カナダで最初の商業用油井は、1858年にオンタリオ州オイル・スプリングス（当時はカナダ・ウェスト）で操業を開始しました。[ 15 ]実業家^{のジェームズ・}ミラー・ウィリアムズは、1855年から1858年の間にいくつかの油井を掘り、地下4メートルで豊富な油田を発見しました。^{[ 16 ] [ 17 ]}ウィリアムズは1860年までに150万リットルの原油を抽出し、その大部分を灯油に精製しました。^{[ 15 ]}一部の歴史家は、北米初の油田はカナダであると主張し、ペンシルバニアの有名なドレイク油井が大陸で最初の油田であると主張しています。しかし、ウィリアムズを支持する証拠があり、中でもドレイク油井が1859年8月28日まで生産を開始しなかったことが挙げられます。論争の的となる点は、ウィリアムズが岩盤の上で油を発見したのに対し、エドウィン・ドレイクの油井は岩盤貯留層内で油を発見したことでしょう。オイル・スプリングスでの発見は石油ブームを引き起こし、数百人の投機家と労働者がこの地域に集まった。カナダ初の噴出井（油が噴出する井戸）は1862年1月16日に発生し、地元の石油業者ジョン・ショーが158フィート（48メートル）の深さで石油を掘り当てた。^{[ 18 ]} 1週間、石油は1日あたり3,000バレルもの量が報告されるほど勢いよく噴出した。

米国で最初の近代的な石油掘削は、1850年代にウェストバージニア州とペンシルベニア州で始まった。ペンシルベニア州タイタスビル近郊のエドウィン・ドレークの1859年の油井は、一般的に最初の真の近代的な油井と考えられており、大きなブームを引き起こした。^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} 20世紀の最初の四半期には、米国はロシアを追い抜き、世界最大の石油生産国となった。1920年代までに、カナダ、ポーランド、スウェーデン、ウクライナ、米国、ペルー、ベネズエラなど多くの国で油田が開発された。^{[ 21 ]}

最初の成功した石油タンカーであるゾロアスター号は、ルドヴィグ・ノーベルの設計により、1878年にスウェーデンで建造されました。バクーからアストラハンまで運航されました。^{[ 22 ]} 1880年代には、多くの新しいタンカー設計が開発されました。^{[ 23 ]}

1930年代初頭、テキサス社はメキシコ湾の汽水域沿岸での掘削用に、初の移動式鋼製バージを開発した。1937年、ピュア・オイル社（現在はシェブロン社の一部）とそのパートナーであるスーペリア・オイル社（現在はエクソンモービル社の一部）は、固定式プラットフォームを使用して、ルイジアナ州カルカシュー郡沖1マイル（1.6km ）の水深14フィート（4.3m ）の油田を開発した。1947年初頭、スーペリア・オイル社は、ルイジアナ州バーミリオン郡沖約18マイルの水深20フィート（6.1m ）の場所に、掘削・生産用の石油プラットフォームを建設した。Kerr-McGee Oil Industries は、パートナーであるPhillips Petroleum ( ConocoPhillips ) とStanolind Oil & Gas ( BP )のオペレーターとして、1947 年 11 月に歴史的な Ship Shoal Block 32 井を完成させた。これは、Superior が沖合の Vermilion プラットフォームから実際に油田を発見する数か月前のことだった。いずれにせよ、Kerr-McGee のメキシコ湾の油井、Kermac No. 16 は、陸地が見えない場所で掘削された最初の油田発見となった。^{[ 24 ] [ 25 ]} 1949 年末までに、メキシコ湾の 44 の探査井から 11 の油田と天然ガス田が発見された。^{[ 26 ]}    

第二次世界大戦（1939～1945年）中、ルーマニア、バクー、中東、オランダ領東インドからの石油供給の支配は、戦争の展開と連合国の最終的な勝利に大きな役割を果たした。 1941年の英ソによるイラン侵攻は、中東における石油生産の連合国支配を確固たるものにした。大日本帝国の南方への拡大は、主にオランダ領東インドの油田へのアクセスを目的としていた。連合国の海上封鎖によって海上石油供給を断たれたドイツは、 1942年のエーデルワイス作戦でカフカス油田を枢軸軍のために確保することに失敗した。一方、ルーマニアは1944年8月から、ヨーロッパ最大の油田であるプロイェシュティ油田へのドイツ国防軍のアクセスを遮断した。東インドからの石油供給を遮断すること（特に潜水艦作戦によるもの）は、戦争後半における日本の戦力を著しく弱体化させた。 1945年に第二次世界大戦が終結した後、中東諸国は石油生産において米国を凌駕するようになった。

第二次世界大戦以降の重要な発展には、深海掘削、掘削船の導入、石油タンカーとパイプラインに依存する石油のグローバル輸送ネットワークの拡大などがある。1949年、アゼルバイジャン沖のカスピ海にあるオイルロックス（ネフト・ダシュラリ）での最初の沖合石油掘削は、最終的に鉄塔の上に都市が建設される結果となった。1960年代と1970年代には、石油生産国の多国間組織であるOPECとOAPECが石油価格と政策の設定に大きな役割を果たした。石油流出とその浄化は、政治的、環境的、経済的にますます重要な問題となっている。シベリア、サハリン、ベネズエラ、北アフリカ、西アフリカなどの地域で新たな炭化水素生産地が開発された。

水圧破砕法やその他の水平掘削技術の登場により、シェール層からの生産量は飛躍的に増加しました。パーミアン盆地やイーグルフォードなどのシェール層は、米国最大の石油会社にとって巨大な生産拠点となっています。^{[ 27 ]}

石油会社はかつて、売上高によって「スーパーメジャー」（BP、シェブロン、エクソンモービル、コノコフィリップス、シェル、Eni、トータルエナジーズ）、「メジャー」、 「独立系」または「ジョバー」に分類されていました。しかし近年、国営石油会社（国際石油会社（IOC）とは対照的にNOC）が最大の石油埋蔵量の権利を支配するようになり、この基準では上位10社はすべてNOCです。次の表は、埋蔵量^{[ 29 ] [ 30 ]}と2012年の生産量^{[ 31 ]でランク付けされた上位10社の国営石油会社を示しています。}

油田や油井における上流工程の作業のほとんどは、掘削請負業者や油田サービス会社に委託されている。

上流部門を支配している国営石油会社以外にも、市場シェアを持つ国際企業が多数存在する。例えば：^{[ 32 ]}

ミッドストリーム事業は、ダウンストリーム部門に分類されることもありますが、石油産業において独立した別個の部門を構成しています。ミッドストリーム事業およびプロセスには、以下のものが含まれます。

• 集積：集積プロセスでは、狭くて低圧のパイプラインを使用して、石油やガスの生産井をより大きく長距離のパイプラインや処理施設に接続します。^{[ 33 ]}
• 処理/精製: 処理および精製操作は、原油とガスを市場性のある製品に変えます。原油の場合、これらの製品には、暖房油、車両用ガソリン、ジェット燃料、ディーゼル油が含まれます。^{[ 34 ]}石油精製プロセスには、蒸留、真空蒸留、接触改質、接触分解、アルキル化、異性化、水素化処理が含まれます。^{[ 34 ]}天然ガス処理には、圧縮、グリコール脱水、アミン処理、製品をパイプライン品質の天然ガスと混合天然ガス液の流れに分離すること、および混合天然ガス液の流れをその成分に分離する分留が含まれます。分留プロセスにより、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、天然ガソリンが得られます。
• 輸送: 石油とガスは、パイプライン、タンカー/はしけ、トラック、鉄道によって処理施設に輸送され、そこから最終消費者に輸送されます。パイプラインは最も経済的な輸送方法であり、大陸間など長距離の移動に最適です。^{[ 35 ]}タンカーやはしけも、長距離、多くの場合国際輸送に使用されます。鉄道やトラックも長距離に使用できますが、短距離ルートで最も費用対効果が高いです。
• 貯蔵：ミッドストリームサービスプロバイダーは、石油・ガス流通システム全体にわたるターミナルに貯蔵施設を提供しています。これらの施設は、多くの場合、精製・処理施設の近くに設置され、製品需要を満たすためにパイプラインシステムに接続されています。石油製品は貯蔵タンクに保管されますが、天然ガスは岩塩ドームの空洞や枯渇した貯留層などの地下施設に貯蔵される傾向があります。
• 技術的応用：ミッドストリームサービスプロバイダーは、ミッドストリームプロセスにおける効率向上に技術ソリューションを適用します。燃料の圧縮時に技術を活用することで、パイプライン内の流れをスムーズにしたり、パイプラインの漏洩をより正確に検知したり、通信を自動化してパイプラインや機器の監視精度を高めたりすることができます。

上流企業の中には中流業務の一部を行う企業もあるが、中流部門はこれらのサービスを専門とする多数の企業によって支配されている。中流企業には以下のような企業が含まれる。

• オー・サブル
• ブリッジャー・グループ
• DCPミッドストリームパートナーズ
• エンブリッジ・エナジー・パートナーズ
• エンタープライズ製品パートナー
• ジェネシス・エナジー
• ギブソン・エナジー
• イナジー・ミッドストリーム
• キンダー・モーガン・エナジー・パートナーズ
• Oneokパートナーズ
• プレーンズ・オールアメリカン
• スノコ・ロジスティクス
• タルガ・ミッドストリーム・サービス
• タルグレイ天然ガス液
• トランスカナダ
• ウィリアムズ・カンパニーズ
• ペトロリンク

石油産業の操業の中には、精製の副産物や油流出による水質汚染を引き起こしているものがある。水圧破砕法によって天然ガスの抽出量は大幅に増加したが、このガス抽出によって飲料水のメタン汚染が増加したという見方や証拠もある。^{[ 44 ]}地下タンクや廃油所からの漏洩も周辺地域の地下水を汚染する可能性がある。精製石油を構成する炭化水素は生分解されにくく、汚染された土壌中に何年も残存することがわかっている。^{[ 45 ]}このプロセスを加速するために、石油炭化水素汚染物質のバイオレメディエーションが好気性分解によってよく用いられる。^{[ 46 ]}近年では、植物によるバイオレメディエーションや熱によるバイオレメディエーションなど、他のバイオレメディエーション手法も検討されている。^{[ 47 ] [ 48 ]}

この産業は、地上オゾン（スモッグ）の形成に寄与する化学物質群である揮発性有機化合物（VOC）の最大の産業排出源である。^{[ 49 ]}化石燃料の燃焼は、副産物として温室効果ガスやその他の大気汚染物質を生成する。汚染物質には、窒素酸化物、二酸化硫黄、揮発性有機化合物、重金属が含まれる。

研究者たちは、石油化学産業が夏よりも冬に地上オゾン汚染をより多く発生させる可能性があることを発見した。 ^{[ 50 ]}

石油の採掘と精製による温室効果ガスの排出量は、採掘技術（フレアリング、メタン放出、漏洩排出など）の違いや、石油および貯留層固有の特性により、油田ごとに大きく異なります。^{[ 51 ] [ 52 ]}

化石燃料の生産、精製、燃焼によって発生する温室効果ガスが気候変動を引き起こします。1959年、アメリカ石油協会がアメリカ石油産業100周年を記念して開催したシンポジウムで、物理学者のエドワード・テラーは地球規模の気候変動の危険性を警告しました。^{[ 53 ]}エドワード・テラーは、大気中の二酸化炭素が「温室効果を引き起こす」こと、そして化石燃料の燃焼量が増えると「氷冠が溶けてニューヨークが水没する」可能性があると説明しました。^{[ 53 ]}

1988年に国連によって設立された気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は、20世紀半ば以降に観測された気温上昇の大部分は、人為的な温室効果ガスによるものであると結論付けている。

気候変動への懸念から、多くの人々が太陽光や風力などの他のエネルギー源を利用し始めている。この最近の変化により、石油業界の将来について懐疑的な石油業界関係者もいる。^{[ 54 ]}