جایگاه نفت در علوم مختلف زمين شناسي

بهره‌ گیری از علم زمین شناسی (مبنی برمطالعه سنگ‌ها ازجهات گوناگون) به منظور اکتشاف و بهره برداری از منابع نفت و گاز اساس علم زمین شناسی نفت را تشکیل می‌دهد.مطالعه سنگ‌ها با بهره گیری از شاخه‌های مختلف علم زمین شناسی امکانپذیر است که با نتایج حاصل از این مطالعات و جمع بندی آنها ، سرانجام بکار برد زمین شناسی در شناسایی منابع هیدروکربنی که همان علم زمین شناسی نفت (Peiroleum Geology) می‌باشد، دست خواهیم یافت.

سنگهاي متشكله پوسته زمين را دو دسته بزرگ تشكيل ميدهند . دسته اول سنگهاي آذرين كه بصورت گداخته از اعماق زمين خارج شده و پس از سرد شدن بصورت فعلي باقي مانده است . دسته دوم سنگهاي رسوبي كه توسط آب باران و جريان رودخانه ها به داخل درياها رانده شده و طي سالهاي متمادي طبقه طبقه روي هم انباشته شده و بر اثر فشار طبقات متراكم گشته شده اند. امروزه اكثر دانشمندان معتقدند كه نفت باقي مانده حيوانات و نباتاتي است ذره بيني به اسم پلانكتون كه اجساد آنها در لابلاي رسوبات گفته شده باقي مانده و سپس بر اثر فشار و حرارت و فعل و انفعالات شيميايي به نفت تبديل گشته اند و ميان خلل و فرج برخي از لايه هاي زمين محبوس مانده اند.

مواد نفتي اصولا از دو عنصر كربن و هيدروژن تركيب شده و بهمين دليل مواد هيدروكربوري ناميده مي شوند. اين هيدروكربورها بنابر نسبت تركيب كربن و هيدروژن داراي خواص متفاوتي هستند. بعضي خيلي سبك بوده بصورت گاز مي باشند و برخي مايع و پارهاي كاملا جامد هستند مثل اسفالت و قير. بنابراين هيدروكربورها بر حسب شرايط اوليه در هر نقطه از زمين بصورتهاي مختلفي يافت مي شوند. لايه هاي زمين كه نفت در آنها يافت مي شود بيشتر در طبقات سنگي آهكي متخلخل و سنگهاي ماسه اي مي باشند كه مانند اسفنج هيدروكربورها را در خود نگه ميدارند . چگونگي تشكيل و منشا بسياري از مواد معدني از جمله نفت بوسيله آزمايشهاي شيميايي و ذره بيني معلوم مي گردد. مثلا با آزمايش ذره بيني زغال و تحقيق در چگونگي تشكيل لايه هاي مجاور معدني معلوم مي گردد كه منشا زغال سنگ درختهايي است كه در سواحل درياهاي قديمي ميروييدند و سپس در زير لايه هاي متعدد زمين مدفون شده اند و پس از گذشت زمان بصورت رگه هاي زغال سنگ در آمده اند. اا طرز تشكيل نفت را نمي توان با آزمايشهاي ذره بيني يا آزمايشهاي سنگي كه نفت در آن جمع شده است معلوم ساخت زيرا نفت مايعي است روان كه از نقطه اي به نقطه اي ديگر جريان يافته و در نتيجه ممكن است در جايي غير از محلي كه بوجود آمده جمع گردد . نفت بصورت درياچه يا رود در انبارهاي زيرزميني قرار نگرفته بلكه در بين قسمتي از منافذ ريز و خلل وفرج لايه هاي زمين يافت مي شود و بقيه فضاهاي اين خلل و فرج را آب فرا گرفته است. در اين لايه هاي منفذدار آب و نفت و گاز لا هم جاي گرفته است. منتها بترتيب وزن مخصوص آنها ، آب كه از همه سنگين تر است در زير و نفت و گاز در بالاي آن .

اکتشاف نفت  :در اوایل پیدایش صنعت نفت آثار و علائمی از قبیل تراوش گاز و نفت و قیر به سطح زمین جویندگان نفت را به کشف مخازن زیرزمینی کمک می کند.

هر جا چنین آثار و علائمی میدیدند در کنار آن چاهی میزدند و گر به نفت میرسیدند آنرا بیرون می آوردند ، بصورت ساده تصفیه میکردند و در بازار بفروش میرساندند. اما کم کم متوجه شدند که شناسائی وضع لایه ها به کشف نفت کمک موثری می کند . از این رو دانش زمین شناسی را به کمک گرفتند. کم کم از خواص فیزیکی و شیمیایی لایه ها استفاده شد و بدبن ترتیب روش های ژئوفیزیکی و ژئوشیمی هم در عمل اکتشاف بکار رفت.

امروزه اکتشاف نفت متضمن انجام یک رشته عملیات گوناگون زمین شناسی و ژئوفیزیکی و غیره است. چون عکسبرداری هوایی ، نقشه برداری ، لرزه نگاری ، ثقل سنجی ، حفر چاه برای نمونه گیری از خاک ، حفر چاه آزمایشی و غیره .

باید در نظر داشت که این روشها کاملا مجزا و مستقل از یکدیگر نیستند یلکه اغلب مکمل یکدیگرند. یعنی ابتدا با استفاده از وسایل زمین شناسی از قبیل عکسبرداری هوایی و نقشه برداری و مطالعه آنها اطلاعاتی از وضع زمین کسب میکنند و بعد به کمک وسایل ژئوفیزیکی مثل سنجش خواص مغناطیسی زمین لایه هایی را برای تشکیل مخزن نفت مناسب بنظر مرسد معلوم مینماید.

اکتشاف بوسیله زمین شناسی :برای یافتن نفت باید با استفاده از دانش زمین شناسی معلوم داشت که آیا شکل و وضع لایه های زیرین زمین در محل مورد نظر برای تشکیل دادن نفتگیر موثر است یا نه. در صورتیکه اوضاع لایه ای مناسب تشخیص داده شود جستجوی مخازن زیرزمین نفت آغاز میگردد.

نفت همواره در قسمت فوقانی لایه برآمده قرار دارد بهمین جهت کاوشگران نفت همواره به دنبال یافتن چنین محلی هستند . برای یافتن نفت باید قبل از هر چیز نفشه ای از لایه های زیرین زمین تهیه شود تا از روی آن وضعیت زیرین از نظر احتمال وجود نفت گیر در آنجا مشحص گردد . یکی از بهترین طریقه های تهیه نقشه ، عکسبرداری هوایی است که امروزه به زمین شناسی در کار یافتن نقاط نفتخیز کمک زیادی می کند.

نقشه برداری هوایی در انتخاب محل برای انجام کارهای اکتشافی عامل مهم و سود مندی به شمار می آید .

با نقشه هایی که به این ترتیب تهیه میشود سریعتر از بسیاری از وسایل دیگر میتوان نقاطی را که باید برسی های دقیق در ان صورت گیرد و همچنین حدود و ساختمانلایه ها را معلوم نمود .به این ترتیب عکس برداری کار زمین شناس را آسان می کند.

برای تهیه و تکمیل نقشه زمین شناس ناحیه مورد نظر را به دقت برسی کرده و مناطقی را که احتمال وجود نفتگیر را دارد تعین می کندو بعد سنگ های ناحیه را مورد مطالعه قرار دادهو جنس و قدمت و ساختمان لایه ها را مطالعه می کند.

به هر حال قبل از حفر چاه باید اطمینان حاصل گردد که در محل مورد نظر نفت وجود داردزیرا حفر چاه مخارج سنگینی دارد.مهمترین طرق و وسایلی که با استفاده از انها خواص فیزیکی لایه های زیر زمینی تشخیص داده میشود عبارتند از :ثقل سنجی،لرزه نگاری،دیرین شناسی و ژئو شیمی است.شاخه‌های مختلف علم زمین شناسی که در جهت شناسایی ، اکتشاف و بهره برداری از منابع نفتی ، هر کدام منحصرا به صورت تخصصی می‌توانند نقش ارزنده‌ای را داشته باشند عبارتند از:

رسوب شناسی:تقریبا تمام منابع هیدروکربنی در تشکیلات رسوبی و اشکال رسوب شناسی گوناگون وجود دارند. همچنین برای مخزن شدن سنگ یا به دام افتادن نفت و توسعه عمومی حوضه رسوبی ، شناختن مسائل زمین شناسی ساختمانی بسیار مهم است. .

ژئوشیمی آلی :ژئوشیمی آلی که مواد موجود در رسوبات و تغییر شکل آنها و تبدیل آنها به هیدروکربن‌ها را مورد مطالعه قرار می‌دهد، نیز یک بخش مهم از زمین شناسی محسوب می‌شود. بعلاوه امکان تشکیل سنگ‌های مادر با مقدار مواد آلی زیاد و سنگ‌های ذخیره با تخلخل بالا را می‌توان تا حد وسیعی توسط مفاهیم و مدل‌های رسوب شناسی و شناخت اقیانوس‌های گوشته پیشگویی کرد. . با مطالعه مقدار مواد شیمیایی در پوسته زمین و تحقیق در مورد جابه جایی و تحرک این مواد در طبیعت بر اساس مشخصات و خصوصیات  اتمی و یونی انها میشود به وجود مراکز تجمع هیدروکربرها پی برد.امروزه علم ژئو شیمی گسترش جهانی پیدا کردهو در جهت اکتشاف نفت سهم بسزایی دارد.

دیرینه شناسی :ارتباطات بیو استراتیگرافی ازروی لایه‌های مشاهده شده در چاه‌های اکتشافی و نیز استفاده از میکرو فسیل شناسی جهت پی بردن به توسعه میدان‌های نفتی تا حد زیادی در صنعت نفت کارایی دارند. به نمونه‌های کوچک بدست آمده درطول حفاریها که حاوی میکروفسیل‌ها هستند نمی‌توان زیاد اطمینان کرد. به عبارت دیگر مغزه‌های بدست آمده با وزن چندگرم امکان دارد دارای چند صد میکرو فسیل باشند که ممکن است برای جمع بندی و نتایج چینه شناسی بهتر از ماکرو فسیل‌ها باشند. . دیرین شناسی دانشی است که اثار و بقایای حیوانات وگیاهان دوران های گذشته را در سنگها مورد برسی قرار داده و با تشخیص عمر انها زمان و قدمت تشکیل لایه های زمین را که این اثاثر و بقایا از انها بدست امده معلوم می سازد.کارشناسان با مطالعه سنگواره ها عمر و قدمت و وضعیت لایه هائی را که سنگواره در انها تشکیل شدهمعلوم ساخته و به کمک معلومات حاصله منابع نفت را میابند.

زمین شناسی ساختمانی : پیش از صد سال قبل اکتشافات نفت را با توجه به تراوش‌های بزرگ نفت که درسطح زمین و در نزدیکی محل حفاری صورت می‌گرفت انجام می‌دادند. ولی امروزه برای اکتشاف از ساختارهایی که به ندرت در سطح زمین قابل روئیت هستند، استفاده می‌کنند و برای تشریح ساختارهای زیرزمینی ابتدا اندازه گیری‌های ژئوفیزیکی در سطح زمین انجام داده و سپس ارتباطات لایه‌ها را بوسیله مفاهیم بدست آمده از طریق لاگ‌ها و فسیل‌ها استفاده می‌کنیم.

ژئوفیزیک : معمولا در اندازه گیری‌های ژئوفیزیکی از روشهای گرادیمتری (Gradimetry) و مگنتومتری (Magnecometry) و بالاخره لرزه نگاری که بهتر از دو روش قبلی است استفاده می‌کنند. با پیشرفت‌های سریع در کیفیت تکنیک‌های لرزه نگاری و نتایج حاصله از این نوع اندازه گیری‌ها مفاهیم کاملا جدید و میدان‌های توسعه یافته‌ای را می‌توان مشخص کرد. به دلیل اینکه حفاری در زیر بستر اقیانوسها بسیار پرهزینه است، در اکثر اوقات مقاطع لرزه نگاری و دیگر داده‌های ژئوفیزیکی تنها اطلاعات ما می‌باشند. .

روش‌های چاه‌پیمایی ژئوفیزیکی نیز به سرعت توسعه یافته‌اند و لاگ‌ها یک پیوستگی اطلاعاتی را در مورد سری‌های طویل طبقات تهیه می‌کنند که بندرت با دیگر روش‌ها می‌توان این اطلاعات را تهیه نمود. این اطلاعات نه تنها تعبیر ترکیب لیتوژی سنگ‌ها و اختلاف آنها را از نظر تخلخل و نفوذپذیری ممکن می‌سازد (خواص ویژه مخازن نفتی) بلکه محیط‌های ته نشینی در رسوبات را مشخص می کند.

ثقل سنجی یا سنجش جاذبه مخصوص لایه ها :گرانی سنج ها فرازو نشیب لایه های زمین را برای ما معلوم میکنند و از روی ان ما میتوانیم طاقدیس یا  همان گنبد لایه ها را که معمولا تشکیل نفتگیر میدهد پیدا کنیم .

لرزه نگاری :

لرزه نگاری به دو شکل است :

1- به روش انکساری یا شکستن امواج

2- به روش انعکاسی

امروزه روش انعکاسی استفاده بیشتری دارد.کاوش گران نفت لرزهای مصنوعی در زمین ایجاد میکنند و با کمک نوسان سنج ارتعاشات را ثبت میکنند و از روی ان وضعیت لایه ها را مشخص میکنند.

کارشناسان با مطالعه خطوط روی نوار نوار دستگاه لرزه نگار و محاسبه اختلاف زمان انعکاس امواج پی میبرند که لایه ها در کجا بالا امده ، کجا پایین رفته و در کجا افقی است . باید توجه داشت که به این روش تنها میتوان محل خود نفتگیر را یافت نه خود نفت را،وجود یا عدم وجود نفت فقط با حفر چاه مشخص میشود.

منبع :http://geoaria.blogfa.com