up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله ژئوشيمي نفت و گاز PDF
QR code - ژئوشيمي نفت و گاز

ژئوشيمي نفت و گاز

آشنايي با مفاهيم ژئوشيمي نفت و گاز

آشنايي با مفاهيم ژئوشيمي نفت و گاز
آن‌چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست مقاله‌ي « آشنايي با مباني ژئوشيمي آلي نفت و گاز» از مجموعه‌ي متون آموزشي آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش بالادستي نفت و اقتصاد انرژي است كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
امروزه علوم زيادي وجود دارند كه تلفيقي از ۲ يا چند علم مختلف هستند. هدف ازتلفيق اين دو يا چند علم مختلف، رفع مشكلات و جواب دادن به سؤالاتي است كه هيچ يك از اين علوم به تنهايي توانايي انجام آن را ندارند، مانند علم ژئوفيزيك كه تركيبي از علوم زمين‌شناسي و فيزيك است. با تركيب اين دوعلم مي‌توان اطلاعات زمين شناسي را با كمك علم فيزيك مورد بررسي قرارداد. يكي ديگر از اين علوم، علم ژئوشيمي آلي است كه تركيبي ازعلوم زمين شناسي و شيمي آلي است كه در اين مقاله مورد بررسي قرارمي گيرد.
همان‌طوركه درمقاله مباني شناخت مخزن گفته شد نفت در سنگ منشأ تشكيل مي‌شود. براي تشكيل نفت در سنگ منشأ فرآيندهاي مختلفي بر روي مواد آلي اتفاق مي‌افتد تا اين مواد تغيير ماهيت داده و به نفت و گاز و ديگر فرآورده‌ها تبديل شوند. در ابتدا لازم است اطلاعاتي درخصوص سنگ منشأ‌ بدست آوريم؛ به عنوان نمونه سنگ منشأيي كه مطالعه مي‌شود چه نوع هيدروكربوري (نفت و گاز)‌ توليد مي‌كند يا اصلا توانايي ايجاد هيدروكربور را در خود دارد يا خير؟
مواد آلي در درون سنگ منشأ‌ تبديل به كروژن (Kerogen) مي شوند؛ كروژن به مواد آلي درشت دانه‌اي گفته مي‌شود كه توانايي انحلال در اسيدهاي آلي را ندارند. نفت ازتغيير و تحول و بلوغ كروژن توليد مي‌شود؛ به طوركلي چهار نوع كروژن داريم:
- كروژن نوع اول
محيط تشكيل اين نوع كروژن‌ محيط ‌هاي آبي شيرين و درياچه‌هاي آب شيرين است. اين نوع كروژن مرغوب‌ترين نوع كروژن است و فقط توليد نفت مي‌كند. موجودات تشكيل دهنده اين نوع كروژن ، جلبك‌ها هستند.
- كروژن نوع دوم
اين نوع كروژن در محيط‌ هاي دريايي و اقيانوسي تشكيل مي‌شود وبخش عمده‌ي توليدات آن نفت ومقداري هم گازاست. كروژن نوع دوم فراوان‌ترين كروژن است؛ به‌ اين دليل كه در گذشته بيشتر قسمت‌هاي زمين را محيط‌ هاي دريايي تشكيل داده بودند.
- كروژن نوع سوم
اين نوع كروژن در محيط‌ هاي خشكي تشكيل مي‌شود. البته اين نكته را بايد يادآور شد كه رودخانه نيز جزء محيط ‌هاي خشكي به حساب مي‌آيد. توليد اين نوع كروژن گاز است؛ زيرا اين نوع كروژن از مواد آلي گياهي و درختان به‌وجود آمده است.
- كروژن نوع چهارم
در نهايت كروژن نوع چهارم كه هيچ هيدروكربوري به‌وجود نمي‌آورد و صرفاً كربن خالص يا اصطلاحاً گرافيت توليد مي‌كند.
براي اين‌كه كروژن موجود در ” سنگ‌هاي منشأ ” توانايي توليد نفت را پيدا كند، بايد دانه‌هاي درشت مواد آلي به تدريج شكسته شوند و تبديل به مواد آلي ريزدانه‌تر و قابل انحلال در اسيدهاي آلي شوند.
اين مسير تغيير و تحولات مواد آلي درون سنگ منشأ را ” بلوغ (Maturation) مواد آلي” گويند.
مراحل بلوغ به شرح زير است.
۱- دياژنز ( Diagenesis )
اين تغييرات بلافاصله بعد ازنهشته شدن مواد آلي در درون رسوبات سنگ منشأ‌ آغاز مي‌شود؛ فعاليت‌هاي موجودات زنده اي كه در كف دريا زندگي مي‌كنند و همچنين بعد از گذشت مدتي، فشار رسوبات بالايي -كه روي رسوبات در برگيرنده مواد آلي نشسته‌اند- مي‌توانند عامل اين تغييرات باشند.در اين مرحله از بلوغ ، گازي به نام گاز بيوژنيك (Biogenesis) توليد مي‌شود.
۲- كاتاژنز (Katagenesis )
دراين مرحله سنگ منشأ به بلوغي مي‌رسد كه مي‌تواند نفت و گازتوليد كند در واقع دما و فشار به حدي مي‌رسد كه مواد آلي توليد نفت و گازمي‌كنند. در مرحله كاتاژنز در يك رنج دمايي خاص، نفت شروع به توليد مي‌كند كه به آن (Oil window) گويند.
۳- متاژنز (methagenesis )
در اين مرحله بلوغ، فقط گاز توليد مي‌شود كه به گاز توليد شده دراين مرحله گاز ژنتيك (genetic gas) گويند. اگرشكسته شدن مواد آلي و تبديل به مولكول‌هاي كوچكتر ادامه يابد، بلوغ به مرحله متامورفيزم (metamorphism) مي‌رسد. در اين مرحله كربن خالص يا گرافيت توليد مي‌شود كه همان ذغال‌سنگ است.
تشخيص بلوغ
براي تشخيص بلوغ هرسنگ منشأ روش‌هاي مختلفي وجود دارد. مانند استفاده از دستگاه Rock eval كه اطلاعات زيادي را در اختيارمتخصصين قرارمي‌دهد. روش ديگر استفاده از ميكروسكوپ و مطالعه ماده آلي ( Vitrinite ) است كه تغييرات رنگ آن منجر به تشخيص مرحله بلوغ سنگ منشأ مي‌شود. روش‌هاي ديگري نيز وجود دارد كه مي‌توان به‌وسيله آن بلوغ سنگ منشأ را تخمين زد.
تشخيص نوع كروژن
اما براي تشخيص نوع كروژن موجود، مي‌توان با مطالعه “ميسرالي” (macelar) كه در درون آن است نوع آن را تشخيص داد. هر كروژن يك macelar خاص خود را دارد كه با مشاهده آن در نمونه سنگ منشأ مي‌توان پي به نوع كروژن برد. به عنوان نمونه ميسرال كروژن نوع دوم ويترينايت(vitrinite) نام دارد.ميسرال درون سنگ منشأ يا كروژن، حكم فسيل در سنگ را دارد. همان‌طور كه با ديدن فسيل يك سازند خاص مي‌توان به نوع سازند پي برد، با ديدن ميسرال هر نوع كروژن مي‌توان به نوع كروژن آن پي برد.
كاربردها
يكي از كاربردهاي ژئوشيمي، در مطالعه سنگ منشأ است كه مي توان به‌ وسيله اين نوع مطالعه تشخيص داد كه آيا اين “سنگ منشأ” توانايي توليد هيدروكربور را دارد و اگر دارد چه نوع هيدروكربوري (نفت يا گاز)‌ مي تواند توليد كند؟ آيا توليد نفت آن مقرون به صرفه و قابل توجه است يا خير؟
از كاربردهاي ديگر ژئوشيمي آلي ، در اكتشاف نفت و مطالعه مخازن نفتي است. از كارهايي كه در ژئوشيمي آلي انجام مي‌شود مطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) يا نفت با سنگ منشأ (oil-source correlation) است، به‌اين معني كه در مطابقت نفت با سنگ منشأ‌، نفت موجود دريك سنگ مخزن با سنگ‌هاي منشأ‌ اطراف از جهات مختلف مطابقت داده مي‌شود و به اين ترتيب مي‌توان سنگ منشأ نفت موجود در مخزن را مشخص كرد و ازاين طريق اين امكان را بررسي كرد كه آيا در مسير بين سنگ منشأ و سنگ مخزن ، تله‌ي نفتي ديگري هم وجود دارد يا خير و به اين ترتيب اولويت‌هاي حفاري براي اكتشاف يا حفاري‌هاي بعدي با حداقل ريسك را مشخص كرد و يا درمطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) نفت دو يا چند مخزن را با هم مقايسه و مطالعه كرد؛ به اين منظوركه آيا داراي سنگ منشأ يكساني هستند يا خير؟ اين تطبيق كمك زيادي در اكتشاف تله‌هاي نفتي بعدي مي‌كند.
از ديگر كاربردهاي ژئوشيمي آلي مطالعه نفت موجود در مخازن است. امروزه بعضي از مخازن كشور با مشكل رسوب آسفالتن روبرو هستند. به اين ترتيب كه در پايين اين مخازن يك لايه نازك آسفالتن تشكيل مي‌شود و باعث مي‌شود به عنوان نمونه، قسمت آبران مخزن كه در قسمت زيرين مخزن قرار دارد از قسمت نفتي جدا شود و نتواند به‌خوبي انرژي لازم براي حركت نفت را فراهم كند.
با مطالعات ژئوشيميايي آلي نفت موجود در مخزن مي‌توان عامل تشكيل آسفالتن را پيدا كرد و مانع از تشكيل آن شد. از ديگر مشكلات اين است كه در سطح تماس آب با نفت، آب مي‌تواند قسمت‌هاي سبك نفت را درخود حل كند (Water washing) و با خود به جاهاي ديگر ببرد و اين نيز زيان آور است و باعث سنگين شدن نفت باقي مانده مي‌شود و يا ميكروب‌هايي كه از طريق آبهاي زيرزميني به نفت وارد مي‌شوند باعث سنگين‌تر شدن نفت مي‌شوند. از آن‌جا كه خوراك اين ميكروب‌ها مواد نفتي سبك است، اين ميكروب‌ها با مصرف اين مواد ؛ باعث مي‌شوند نفت موجود در اين مخازن به نفت سنگين تبديل شود. با مطالعات ژئوشيميايي آلي و اعمال روش‌هاي پيشنهادي آن مي‌توان اين آثار زيان بار را كم كرد. همچنين در ازدياد برداشت به روش ميكروبي يا MEOR ، كه براي نفت سنگين باقي‌مانده در مخزن به‌كار مي‌رود، نيز نياز به مطالعه نفت موجود در آن مخزن داريم تا با پي‌بردن به تركيب نفت و ميكروب‌هاي موجود در آن ، شرايط را براي رشد ميكروب‌هايي فراهم كنيم كه با مصرف مواد نفتي و ايجاد گاز در مخزن ، فشار مخزن را افزايش مي‌دهند و باعث ازدياد برداشت نفت باقي‌مانده مي‌شود

نفت مايعي غليظ و افروختني به رنگ قهوهاي سير يا سبز تيره است که در لايههاي بالايي بخشهايي از پوسته کره زمين يافت ميشود. نفت شامل آميزه پيچيدهاي از هيدر ...

نفتگير يا تله نفتي ، به محل تجمع نفت و گاز گفته مي شود. به عبارت ديگر به ناحيه اي که از حرکت صعودي نفت و گاز جلوگيري کرده و سبب تجمع نفت گاز شود تله ن ...

نفتگير يا تله نفتي ، به محل تجمع نفت و گاز گفته ميشود. به عبارت ديگر به ناحيهاي که از حرکت صعودي نفت و گاز جلوگيري کرده و سبب تجمع نفت گاز شود تله نفت ...

نفت خام درحالت طبيعي به صورت مايع بوده و رنگ آن قهوه اي زرد مايل به سياه است و دربرابر نور انعکاسي ، رنگ سبز بخصوصي از خود نشان مي دهد. ● مشخصات نفت ن ...

● مقدمه: منشا سوختهاي گازي متفاوت است. برخي به طور طبيعي وجود دارند و برخي ديگر از تغيير شکل سوختهاي مايع و يا جامد تهيه مي شوند. سازنده ي اصلي مفيد آ ...

● انواع نفتگيرهاي تاقديسي يا چين خورده ▪ تاقديس هاي فشرده تاقديس هاي فشرده شده غالبا در ارتباط با نواحي از پوسته زمين که در مجاورت گودالهاي فرورانش قر ...

ولکانولوژي يا آتشفشان شناسي از دو کلمه Volcano به معني آتشفشان و Logos به معني شناخت گرفته شده است. ● ديد کلي مي دانيم که زمين در ابتدا به حالت کر ...

کوه تفتان نوعي استراتوولکان است. آتشفشان تفتان در زون ساختاري نهبندان خاش ( کوههاي خاور ايران ) ، در ۵۰ کيلومتري شمال خاش و ۹۹ کيلومتري جنوب جنوب خاور ...

دانلود نسخه PDF - ژئوشيمي نفت و گاز