منشأ نفت و گاز (مواد آلی)

نفت متشکل از مواد آلی است. در گذشته مواد آلی در یک محیط دریایی ته‌نشین شدند و به مدت ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیون سال در شرایط بی‌هوازی مدفون ماندند. در طول سال‌ها، لایه‌هایی از سیلت، ماسه و سایر رسوبات روی مواد آلی مدفون شده، ته‌نشین شدند. افزایش فشار و دما به آرامی مواد آلی را به هیدروکربن‌ها (کروژن، نفت، گاز) تبدیل کرد. همچنین، در طول این میلیون‌ها سال، تکتونیک‌های صفحه‌ای مختلف (رانش قاره‌ها بر روی گوشته زیرین) و سایر پدیده‌های زمین‌شناسی منجر به بازآرایی اقیانوس‌ها و قاره‌ها شدند. بنابراین، ما هم در مناطق ساحلی و هم در مناطق دریایی با نفت مواجه می‌شویم.

چگونگی تشکیل نفت و گاز

رسوب گذاری مواد آلی به شرح زیر است:

موجودات دریایی جانوران و گیاهان (زئوپلانکتون‌ها و جلبک‌ها) در اعماق دریا، جایی که غلظت اکسیژن بسیار کم است (برای تجزیه بهتر)، در بستر دریا مستقر شدند. کمبود اکسیژن (شرایط بی‌هوازی) یک عامل اساسی است زیرا از تجزیه مواد آلی که سپس به نفت تبدیل می‌شوند، جلوگیری می‌کند. لایه‌های بعدی باعث افزایش فشار و دما و تبدیل مواد آلی به هیدروکربن‌ها می‌شوند.

شرایط زمین‌شناسی

سنگ منشأ سنگی است که نفت در آن تشکیل می شود. سنگ‌ منشأ، سنگ‌های رسوبی و 90٪ شیل‌ها هستند. سنگ منشأ همراه با رسوب مواد آلی تشکیل شده است. بنابراین، مواد آلی در سنین اولیه سنگ منشأ فراوان بوده است. مواد معدنی مانند ذرات رس و شن بسیار ریز با پلانکتون‌های دریایی مرده (موجودات میکروسکوپی) مخلوط می‌شود. این مخلوط توسط باکتری‌ها به گل تیره و بدبو تبدیل می‌شود. با گذشت زمان، این گل انباشته و سخت می‌شود. گلی که حاوی حداقل ۱ تا ۲ درصد ماده آلی باشد، ممکن است به سنگ منشأ تبدیل شود که در نهایت ذخایر نفت و گاز تولید می‌کند. این درصد ممکن است کم به نظر برسد، اما به این دلیل است که یک یا چند شرط خاص برای انجام این فرآیند ضروری است:

آب و هوای گرم که برای رشد مقادیر زیادی پلانکتون مساعد باشد.

مکانی در نزدیکی دهانه یک رودخانه بزرگ که حاوی مقدار زیادی بقایای گیاهی باشد.

هیچ کوهی در نزدیکی وجود نداشته باشد که بتواند حجم رسوبات معدنی درون سنگ را محدود کند.

برای خرید قطعات نفت و گاز کلیک کنید

فرونشست سنگ منشأ

وزن رسوبات انباشته شده، سنگ منشأ را به آرامی، هر چند میلیون سال، از چند متر تا چند صد متر، به زیر پوسته زمین هل می‌دهد. این اتفاق فرونشست تدریجی نامیده می‌شود که منجر به تشکیل حوضه‌های رسوبی می‌شود.

۶۰ میلیون سال

میانگین مدت زمانی که طول می‌کشد تا نفت و گاز در زیر زمین تشکیل شود، سنگ منشأ در معرض دمای فزاینده‌ای قرار می‌گیرد، ماده آلی تشکیل‌دهنده سنگ توسط وزن رسوبات انباشته شده خرد می‌شود و فشار به طور متوسط ​​هر ۱۰۰ متر ۲۵ بار افزایش می‌یابد. در یک کیلومتر زیر زمین، دما ۵۰ درجه سانتیگراد و فشار ۲۵۰ بار است.)

همانطور که قبلاً ذکر شد، هیدروکربن‌ها از مواد آلی مدفون در یک محیط دریایی بدون اکسیژن ایجاد می‌شوند. با این حال، برای تجمع هیدروکربن‌ها و تشکیل مخزن نفتی، چند شرط دیگر لازم است.

مرحله اول تشکیل کروژن است. با افزایش فشار و دما در سنگ منشأ، کروژن به نفت تبدیل می‌شود. اگر دما حتی برای مدت کوتاهی از 130 درجه سانتیگراد بالاتر رود، نفت خام به گاز تبدیل می‌شود. در ابتدا ترکیب گاز، محتوای بالایی از اجزای C4-C10 (گاز مرطوب و میعانات) را نشان می‌دهد، اما با افزایش بیشتر دما، مخلوط به هیدروکربن‌های سبک (C1-C3، گاز خشک) تبدیل می‌شود. دما، اولین عامل مهم برای بلوغ حرارتی است و نوع هیدروکربن حاصل را تعیین می‌کند. زمان دومین عامل مهم برای بلوغ حرارتی است. زمین شناسان نفت از شاخص‌های بلوغ برای ارزیابی تجمعات بالقوه هیدروکربن استفاده می‌کنند. مهاجرت پس از بلوغ رخ می‌دهد. هیدروکربن‌ها از سنگ منشأ نفوذناپذیر به سنگ مخزن متخلخل حرکت می‌کنند.

برای خرید فیلتر نفت و گاز کلیک کنید

سنگ مخزن: سنگی متخلخل است که حاوی نفت است. سنگ‌های مخزن معمولاً ماسه سنگ و کربناته هستند. مخزن ماسه سنگی از کیفیت بالاتری برخوردار است زیرا کانی اصلی، SiO2 (کوارتز) قوی و پایدار است (به سختی واکنش می‌دهد). مخازن کربناته از مرجان، صدف و سایر رسوبات بیوژنیک تشکیل می‌شوند.

پوشش سنگ: برای یافتن و اکتشاف ذخایر نفت و گاز، ارزیابی صحیح زمین‌شناسی زیرسطحی مهم است. به طور خلاصه، برای تشکیل یک مخزن هیدروکربنی موارد زیر لازم است:

1. یک حوضه که رسوب‌گذاری در آن رخ داده است

2. رسوب مواد آلی در شرایط بی‌هوازی، سنگ منشأ را تشکیل می‌دهد.

3. از طریق افزایش دما و فشار، سنگ منشأ باید به بلوغ رسیده باشد.

4. مهاجرت هیدروکربن‌های تولید شده به یک نوع رسوب متخلخل مانند سنگ مخزن.

5. ایجاد تله برای تجمع هیدروکربن‌های در حال مهاجرت.

نکات مهم در تشکیل نفت و گاز

*در عمق ۲۰۰۰ متری، وقتی دما به ۱۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد، کروژن شروع به آزاد کردن هیدروکربن‌ها می‌کند. بین ۲۰۰۰ تا ۳۸۰۰ متر، به نفت تبدیل می‌شود. این فاصله عمقی به عنوان پنجره نفت شناخته می‌شود.

*وقتی سنگ منشأ بیشتر فرو می‌رود، بین ۳۸۰۰ تا ۵۰۰۰ متر، تولید هیدروکربن‌های مایع به اوج خود می‌رسد. مایعات تولید شده به طور فزاینده‌ای سبک‌تر می‌شوند و به تدریج به گاز متان، سبک‌ترین هیدروکربن، تبدیل می‌شوند. این فاصله عمقی به عنوان پنجره گازی شناخته می‌شود.

*هیچ هیدروکربنی در زیر عمق ۸ تا ۱۰ کیلومتری وجود ندارد، زیرا آنها در اثر دمای بالا از بین می‌روند.

*نسبت مایعات و گاز تولید شده از این طریق به نوع سنگ منشأ بستگی دارد. اگر بقایای آلی عمدتاً از منشأ حیوانی تشکیل شده باشد، نفت بیشتری نسبت به گاز تولید می‌کند. اگر عمدتاً از بقایای گیاهی تشکیل شده باشد، سنگ منشأ عمدتاً گاز تولید می‌کند.