زمین شناسی نفت

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: زمین شناسی نفت

زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولیوم (روغن سنگ) ، دو کلمه لاتین پترا ، یعنی سنگ والیوم ، یا روغن را شامل می شود و Geology هم که به معنی زمین شناسی می باشد.

زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولیوم (روغن سنگ) ، دو کلمه لاتین پترا ، یعنی سنگ والیوم ، یا روغن را شامل می شود و Geology هم که به معنی زمین شناسی می باشد.
نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه ای از هیدروکربورهای مختلف ، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی ، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربوره ای اطلاق می شود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده می شود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی ( ۱۵ درجه سانتیگراد و ۷۶۰ میلیمتر فشار جیوه)، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام می گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می ماند.
● تاریخچه و سیر تحولی
مواد نفتی از زمانهای بسیار قدیم مورد استفاده قرار می گرفته است. نادر شاه با استفاده از روشن کردن مشعلهای نفت موفقیت چشمگیری در فتح هندوستان بدست آورد. بیشتر تولیدات نفتی تا نیمه قرن نوزدهم از طریق چشمه های نفتی با گودالهای کم عمق و چاههای دستی حفر شده در مخازن نفتی که عمق ، صورت می گرفته است. حفاریهای نسبتا عمیقتر جهت استخراج نفت در ابتدا در ناحیه پچل بورن فرانسه صورت گرفته است. در این ناحیه ماسه های نفتی در سطح زمین بطور قابل ملاحظه ای گسترده می باشد.
بهره برداری از شیلهای نفتی در سال ۱۸۴۷ در شیلهای کربنیفر ناحیه توربن اسکاتلند آغاز شد. تکنولوژی حفاری با سیم بکسل در سال ۱۸۵۹ توسط کلنل دریک به کار گرفته شد. همزمان با آن ، رشد سریع حفاری در آمریکای شمالی و نقاط دیگر جهان آغاز شد. تولید هیدروکربور مایع در نیمه قرن نوزدهم با احداث و توسعه پالایشگاهها به سرعت توسعه یافت.
با رشد و گسترش پالایشگاهها انواع تولیدهای نفتی مشتمل بر گازهای سبک ، نفت سبک ، نفت سنگین و مشتقات سنگینتر هیدروکربوری تولید شد. با شروع جنگ جهانی اول ( ۱۹۱۴ - ۱۹۱۸ ) نیاز به مواد نفتی به شدت افزایش یافت. اولین چاه نفت در ۱۸۵۹ در یک ساختمان تاقدیسی در ایالت پنسیلوانیای آمریکا حفر گردید. در ایران هم اولین چاه نفت در ۱۹۰۲ در تاقدیس مسجد سلیمان در شمال اهواز به نفت رسید.
● منشا نفت
منشا نفت به احتمال قریب به یقین از مواد آلی است. به این معنی که بقایای گیاهی و جانوری پس از نهشته شدن در کف حوضه های رسوبی و مدفون شدن به وسیله رسوبات اولیه ، در معرض پاره ای واکنشهای بیوژنیک قرار می گیرند و به ازاء افزایش ضخامت رسوبات به تدریج تبدیل به مواد هیدروکربوری و نفتهای خام اولیه می شوند، گذشت زمان و استمرار تحولات مکرر شیمیایی و بیوشیمیایی ، کیفیت نفتهای اولیه را ارتقا داده و نهایتا آنها را به نفت خام قابل استفاده برای مصارف مختلف تبدیل می کنند.
برای تشکیل نفت تجمع مواد آلی به مقدار قابل ملاحظه و کافی ، ضروری است. این نیاز در حوضه های رسوبی تامین می گردد که ، مواد آلی در آنها درصد بالایی از مواد رسوبی را تشکیل داده و نهشتگی این دو به صورت توام و هم زمان صورت می گیرد. حاصل آنکه نفت در طبقات رسوبی غنی از مواد آلی تشکیل خواهد شد. برای تشکیل نفت طبقات مولد نفت ، افزون بر فراوانی مواد آلی ، حفظ آنها در لابلای رسوبات در برگیرنده ، از شروط اساسی است. چنانچه روند نهشتگی مواد در حوضه های رسوبی ، به قدر کافی سریع باشد، فرصتی برای تجزیه و فساد مواد آلی باقی نمانده و موجبات حفظ آنها ، فراهم خواهد شد
پس از مدفون شدن مواد آلی در داخل رسوبات و تامین ضخامت لازم از رسوبات جدید رویی ، با دخالت عوامل بیوژنیک و فیزیکو شیمیایی خاص ، مولکولهای آبی به مولکولهای هیدروکربوری ساده و نفتهای اولیه که از ساختار مولکولی پیچیده برخوردار هستند، تبدیل و تحول می یابد، سرانجام با پلیمریزه شدن هیدروکربورهای فوق ، تحول آنها به مولکولهای منظم و بزرگ و یا کوچک با آرایش مولکولی منظم در نفت خام مایع و گاز تکمیل می گردد. این تحولات در رسوبات و سنگهای مولد نفت ، انجام می گیرد. معمولا این نوع سنگها از جنس شیلهای سیاه رنگ است که به آنها شیلهای آلی هم می گویند.
● اشکال گسترش نفت
توده های نفتی بر حسب آنکه در سطح زمین ظاهر شوند و یا در داخل طبقات زیرزمینی مدفون و محبوس شده باشند به دو گروه زیر تقسیم می شوند:
▪ گسترش های سطحی
مواد نفتی در محلهای مساعد از طریق شکستگیها و بازشدگی ها ، همواره به سطح زمین رسیده و بر آن جاری می شوند و از آنجا گسترش های سطحی گاز یا مایع را تشکیل می دهند.
▪ گسترش های سطحی به صورت مایع و گاز : در این نوع گسترشهای سطی مواد هیدروکربوری به صورت مایع و یا گاز ، همراه مواد تخریب یافته سر راه ، به سطح می رسند و از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ـ سرچشمه نفت : مواد نفتی ممکن است به صورت گاز یا مایع از طریق درزها ، شکافها ، سطوح گسلی ، سطوح دگرشیبی و یا سطوح چینه بندی طبقات به صورت چشمه نفت ، در سطح زمین ظاهر شوند.
ـ گل فشانها و جریانهای گلی : گل فشانها گازهای پرفشار در حال فورانی هستند که همراه آب ، گل ، خرده سنگها و گاهی اوقات هم نفت مایع ، از مجاری ای که به سطح زمین راه باز کرده اند، خارج می شوند.
▪ گسترشهای سطحی جامد : در پاره ای از موارد گسترشهای سطحی به صورت مایعات بسیار غلیظ و گاهی هم به شکل خمیری دیده می شوند، این قبیل نفت ها ، تحت نامهای مختلف از قبیل تار ، آسفالت ، موم ، پیچ و قیرهای سخت و شکننده معرفی می شوند. و شامل موارد زیر می باشند:
ـ نفت های جامد پراکنده : نفت آغشته به مواد رسوبی ، به طور مختلف در مجاورت اتمسفر قرار گرفته و به تدریج اکسید شده و به مرور سخت تر می گردند.
ـ مجتمع های نفتی رگه ای: گروهی از هیدروکربن های جامد، به صورت رگه هایی، حفره ها و فضاهای خالی داخل طبقات را اشغال کرده اند.
ـ شیلهای نفتی : واژه شیل نفتی به انواع مختلف شیلهای قیردار که محتوی مقدار قابل ملاحظه مواد آلی است، اطلاق می گردد. این مواد که در واقع حد واسط بین مواد آلی اولیه و نفتها است. کروژن نامیده می شود.
● گسترش های نفتی زیرزمینی
گسترشهای مواد نفتی در زیرزمینی، عمدتا از نظر ارزش اقتصادی آنها طبقه بندی می کردند و شامل موارد زیر می باشند.
▪ مخازن نفتی : مخزن نفت ساده ترین شکل جمع یک ذخیره نفتی در زیر زمین و کوچکترین واحد از نظر اقتصادی است.
▪ میدان نفتی : وقتی چند مخزن در وضعیت مشترک و خاص زمین شناسی ، اعم از ساختمانی و یا چینه شناسی ، قرار گرفته باشند، چنین مجموعه و یا گروه مخازن را میدان نفتی می گویند.
▪ حوضه نفتی: حوضه های نفتی حوضه نفتی ، منطقه و یا محدوده جغرافیایی ای است که در آن میدانها و مخازن نفتی متعددی ، وجود دارد، که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی و رسوبی معین و مستقل گرد آمده اند.
● موارد کاربرد نفت
نفت خام استخراج شده از چاههای نفت ، لازم است جهت مصرف ، پالایش شده تا انواع سوختهای مایع و گازی از آن بدست آید. فرآورده های پالایشگاهی برحسب درجه تقطیر و فرآیندهای تصفیه ، از انواع بسیار زیادی برخوردار است. این فرآورده ها افزون بر تامین سوختهای مختلف خانگی و صنعتی ، به عنوان مواد اولیه برای صنایع مادر در جهان امروز است که تنها بر مبنای فرآورده های پالایشگاهی استوار است.
● ارتباط زمین شناسی نفت با سایر علوم
اصولا زمین ناسی نفت بطور گسترده ای در ارتباط با سایر رشته های زمین شناسی بوده و برای یک نفر زمین شناسی نفت ، آگاهی از موارد ذکر شده در زیر الزامی می باشد:
ـ فیزیک ، ژئوفیزیک ، ترمودینامیک
ـ زمین شناسی فیزیکی ، زمین شناسی تاریخی
ـ زمین شناسی ساختمانی ، فیسل شناسی ، چینه شناسی
ـ نقشه برداری سطحی
ـ آب شناسی ، هیدرودینامیک عملی
ـ کانی شناسی ، پترولوژی ، رسوب شناسی ، سنگ شناسی
ـ ژئومورفولوژی ، نقشه های زیرزمینی
ـ شیمی ، ژئوشیمی ، ریاضی ، شکل شناسی
ـ شیمی فیزیک
ـ حفاری