آشنایی با مفاهیم ژئوشیمی نفت و گاز

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: گروه علمی تحقیقاتی نفت تایمز: آن.چه که در پی می.آید، ویرایش نخست مقاله.ی « آشنایی با مبانی ژئوشیمی آلی نفت و گاز» از مجموعه.ی متون آموزشی آشنایی با مفاهیم مهندسی نفت، ویژه.ی خبرنگاران سیاستی و سیاست.پژوهان بخش بالادستی نفت و اقتصاد انرژی است که در سرویس مسائل راهبردی دفتر مطالعات خبرگزاری دانشجویان ایران، تدوین شده است.
امروزه علوم زیادی وجود دارند که تلفیقی از ۲ یا چند علم مختلف هستند. هدف ازتلفیق این دو یا چند علم مختلف، رفع مشکلات و جواب دادن به سؤالاتی است که هیچ یک از این علوم به تنهایی توانایی انجام آن را ندارند، مانند علم ژئوفیزیک که ترکیبی از علوم زمین.شناسی و فیزیک است. با ترکیب این دوعلم می.توان اطلاعات زمین شناسی را با کمک علم فیزیک مورد بررسی قرارداد. یکی دیگر از این علوم، علم ژئوشیمی آلی است که ترکیبی ازعلوم زمین شناسی و شیمی آلی است که در این مقاله مورد بررسی قرارمی گیرد.
همان.طورکه درمقاله مبانی شناخت مخزن گفته شد نفت در سنگ منشأ تشکیل می.شود. برای تشکیل نفت در سنگ منشأ فرآیندهای مختلفی بر روی مواد آلی اتفاق می.افتد تا این مواد تغییر ماهیت داده و به نفت و گاز و دیگر فرآورده.ها تبدیل شوند. در ابتدا لازم است اطلاعاتی درخصوص سنگ منشأ. بدست آوریم؛ به عنوان نمونه سنگ منشأیی که مطالعه می.شود چه نوع هیدروکربوری (نفت و گاز). تولید می.کند یا اصلا توانایی ایجاد هیدروکربور را در خود دارد یا خیر؟
مواد آلی در درون سنگ منشأ. تبدیل به کروژن (Kerogen) می شوند؛ کروژن به مواد آلی درشت دانه.ای گفته می.شود که توانایی انحلال در اسیدهای آلی را ندارند. نفت ازتغییر و تحول و بلوغ کروژن تولید می.شود؛ به طورکلی چهار نوع کروژن داریم:
۱- کروژن نوع اول
۲- کروژن نوع دوم
۳- کروژن نوع سوم
۴- کروژن نوع چهارم

- کروژن نوع اول
محیط تشکیل این نوع کروژن. محیط .های آبی شیرین و دریاچه.های آب شیرین است. این نوع کروژن مرغوب.ترین نوع کروژن است و فقط تولید نفت می.کند. موجودات تشکیل دهنده این نوع کروژن ، جلبک.ها هستند.

- کروژن نوع دوم
این نوع کروژن در محیط. های دریایی و اقیانوسی تشکیل می.شود وبخش عمده.ی تولیدات آن نفت ومقداری هم گازاست. کروژن نوع دوم فراوان.ترین کروژن است؛ به. این دلیل که در گذشته بیشتر قسمت.های زمین را محیط. های دریایی تشکیل داده بودند.

- کروژن نوع سوم
این نوع کروژن در محیط. های خشکی تشکیل می.شود. البته این نکته را باید یادآور شد که رودخانه نیز جزء محیط .های خشکی به حساب می.آید. تولید این نوع کروژن گاز است؛ زیرا این نوع کروژن از مواد آلی گیاهی و درختان به.وجود آمده است.

- کروژن نوع چهارم
در نهایت کروژن نوع چهارم که هیچ هیدروکربوری به.وجود نمی.آورد و صرفاً کربن خالص یا اصطلاحاً گرافیت تولید می.کند.
برای این.که کروژن موجود در ” سنگ.های منشأ ” توانایی تولید نفت را پیدا کند، باید دانه.های درشت مواد آلی به تدریج شکسته شوند و تبدیل به مواد آلی ریزدانه.تر و قابل انحلال در اسیدهای آلی شوند.
این مسیر تغییر و تحولات مواد آلی درون سنگ منشأ را ” بلوغ (Maturation) مواد آلی” گویند.
مراحل بلوغ به شرح زیر است.

۱- دیاژنز ( Diagenesis )
این تغییرات بلافاصله بعد ازنهشته شدن مواد آلی در درون رسوبات سنگ منشأ. آغاز می.شود؛ فعالیت.های موجودات زنده ای که در کف دریا زندگی می.کنند و همچنین بعد از گذشت مدتی، فشار رسوبات بالایی -که روی رسوبات در برگیرنده مواد آلی نشسته.اند- می.توانند عامل این تغییرات باشند.در این مرحله از بلوغ ، گازی به نام گاز بیوژنیک (Biogenesis) تولید می.شود.

۲- کاتاژنز (Katagenesis )
دراین مرحله سنگ منشأ به بلوغی می.رسد که می.تواند نفت و گازتولید کند در واقع دما و فشار به حدی می.رسد که مواد آلی تولید نفت و گازمی.کنند. در مرحله کاتاژنز در یک رنج دمایی خاص، نفت شروع به تولید می.کند که به آن (Oil window) گویند.

۳- متاژنز (methagenesis )
در این مرحله بلوغ، فقط گاز تولید می.شود که به گاز تولید شده دراین مرحله گاز ژنتیک (genetic gas) گویند. اگرشکسته شدن مواد آلی و تبدیل به مولکول.های کوچکتر ادامه یابد، بلوغ به مرحله متامورفیزم (metamorphism) می.رسد. در این مرحله کربن خالص یا گرافیت تولید می.شود که همان ذغال.سنگ است.

تشخیص بلوغ
برای تشخیص بلوغ هرسنگ منشأ روش.های مختلفی وجود دارد. مانند استفاده از دستگاه Rock eval که اطلاعات زیادی را در اختیارمتخصصین قرارمی.دهد. روش دیگر استفاده از میکروسکوپ و مطالعه ماده آلی ( Vitrinite ) است که تغییرات رنگ آن منجر به تشخیص مرحله بلوغ سنگ منشأ می.شود. روش.های دیگری نیز وجود دارد که می.توان به.وسیله آن بلوغ سنگ منشأ را تخمین زد.

تشخیص نوع کروژن
اما برای تشخیص نوع کروژن موجود، می.توان با مطالعه “میسرالی” (macelar) که در درون آن است نوع آن را تشخیص داد. هر کروژن یک macelar خاص خود را دارد که با مشاهده آن در نمونه سنگ منشأ می.توان پی به نوع کروژن برد. به عنوان نمونه میسرال کروژن نوع دوم ویترینایت(vitrinite) نام دارد.میسرال درون سنگ منشأ یا کروژن، حکم فسیل در سنگ را دارد. همان.طور که با دیدن فسیل یک سازند خاص می.توان به نوع سازند پی برد، با دیدن میسرال هر نوع کروژن می.توان به نوع کروژن آن پی برد.

کاربردها
یکی از کاربردهای ژئوشیمی، در مطالعه سنگ منشأ است که می توان به. وسیله این نوع مطالعه تشخیص داد که آیا این “سنگ منشأ” توانایی تولید هیدروکربور را دارد و اگر دارد چه نوع هیدروکربوری (نفت یا گاز). می تواند تولید کند؟ آیا تولید نفت آن مقرون به صرفه و قابل توجه است یا خیر؟
از کاربردهای دیگر ژئوشیمی آلی ، در اکتشاف نفت و مطالعه مخازن نفتی است. از کارهایی که در ژئوشیمی آلی انجام می.شود مطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) یا نفت با سنگ منشأ (oil-source correlation) است، به.این معنی که در مطابقت نفت با سنگ منشأ.، نفت موجود دریک سنگ مخزن با سنگ.های منشأ. اطراف از جهات مختلف مطابقت داده می.شود و به این ترتیب می.توان سنگ منشأ نفت موجود در مخزن را مشخص کرد و ازاین طریق این امکان را بررسی کرد که آیا در مسیر بین سنگ منشأ و سنگ مخزن ، تله.ی نفتی دیگری هم وجود دارد یا خیر و به این ترتیب اولویت.های حفاری برای اکتشاف یا حفاری.های بعدی با حداقل ریسک را مشخص کرد و یا درمطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) نفت دو یا چند مخزن را با هم مقایسه و مطالعه کرد؛ به این منظورکه آیا دارای سنگ منشأ یکسانی هستند یا خیر؟ این تطبیق کمک زیادی در اکتشاف تله.های نفتی بعدی می.کند.
از دیگر کاربردهای ژئوشیمی آلی مطالعه نفت موجود در مخازن است. امروزه بعضی از مخازن کشور با مشکل رسوب آسفالتن روبرو هستند. به این ترتیب که در پایین این مخازن یک لایه نازک آسفالتن تشکیل می.شود و باعث می.شود به عنوان نمونه، قسمت آبران مخزن که در قسمت زیرین مخزن قرار دارد از قسمت نفتی جدا شود و نتواند به.خوبی انرژی لازم برای حرکت نفت را فراهم کند.
با مطالعات ژئوشیمیایی آلی نفت موجود در مخزن می.توان عامل تشکیل آسفالتن را پیدا کرد و مانع از تشکیل آن شد. از دیگر مشکلات این است که در سطح تماس آب با نفت، آب می.تواند قسمت.های سبک نفت را درخود حل کند (Water washing) و با خود به جاهای دیگر ببرد و این نیز زیان آور است و باعث سنگین شدن نفت باقی مانده می.شود و یا میکروب.هایی که از طریق آبهای زیرزمینی به نفت وارد می.شوند باعث سنگین.تر شدن نفت می.شوند. از آن.جا که خوراک این میکروب.ها مواد نفتی سبک است، این میکروب.ها با مصرف این مواد ؛ باعث می.شوند نفت موجود در این مخازن به نفت سنگین تبدیل شود. با مطالعات ژئوشیمیایی آلی و اعمال روش.های پیشنهادی آن می.توان این آثار زیان بار را کم کرد. همچنین در ازدیاد برداشت به روش میکروبی یا MEOR ، که برای نفت سنگین باقی.مانده در مخزن به.کار می.رود، نیز نیاز به مطالعه نفت موجود در آن مخزن داریم تا با پی.بردن به ترکیب نفت و میکروب.های موجود در آن ، شرایط را برای رشد میکروب.هایی فراهم کنیم که با مصرف مواد نفتی و ایجاد گاز در مخزن ، فشار مخزن را افزایش می.دهند و باعث ازدیاد برداشت نفت باقی.مانده می.شو

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 434]