زمین شناسی

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

زمین شناسی نفت یکی از شاخه‌های علم زمین شناسی است که به مطالعه منشا، نحوه تشکیل و تجمع نفت و گاز، سنگ مخزن (تخلخل و تراوایی)، ساختارهای زمین شناسی و ارتباط آنها با ذخایر هیدروکربنی و بررسی زمین شناختی حوزه‌ها و میادین نفتی می‌پردازد.

امروزه زمین‌شناسی نفت نقش عمده و موثری در مراحل مختف توسعه میادین نفت وگاز، از مراحل اولیه اکتشاف تا مراحل توسعه و بهره‌برداری و مطالعه جامع مخازن هیدروکربنی ایفا می‌کند. تجمع مواد هیدروکربنی به صورت اقتصادی در سنگ مخزن نیازمند عوامل متعددی است. به طور کلی وجود پنج عامل برای تجمع اقتصادی نفت و گاز ضروری است. این پنج عامل عبارتند از:

1.        سنگ منشا بالغ (Mature source rock) که تولید هیدروکربن کرده باشد.

2.        سنگ مخزن (Reservoir rock) که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جا دهد.

3.        انتقال و مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشا و سنگ مخزن امکان‌پذیر باشد.

4.        پوش سنگ (Cap rock) ناتراوا که قابلیت جلوگیری از خروج نفت و گاز را از داخل سنگ مخزن داشته باشد.

5.        نفتگیر یا تله نفتی (Oil trap) که در آن نفت به صورت اقتصادی تجمع یابد.

سنگ منشا

سنگ منشا از نظر تعریف، سنگ دانه‌ریز غنی از ماده آلی است که می‌تواند در اثر تکامل حرارتی هیدروکربن تولید کند. سنگهای منشا را می‌توان در سه گروه قرار داد:

·         سنگ منشا مفید (Effective source rock) که نفت خود را تولید و از خود خارج کرده است.

·         سنگ منشا محتمل (Possible source rock) که پتانسیل منشا بودن آن هنوز ارزیابی نشده است، ولی احتمال دارد نفت تولید کرده باشد.

·         سنگ منشا بالقوه (Potential source rock) به سنگ رسوبی نابالغی گفته می‌شود که توانایی تولید هیدروکربن را در صورت رسیدن به درجه بلوغ دارد.  

مواد آلی در سنگ منشا، پس از تدفین و متحمل شدن تغییراتی، به کروژن تبدیل می‌شوند.کروژن به ماده آلی پراکنده در رسوب ها که در حلال های معمولی نفت مانند کربن بی‌سولفید انحلال‌پذیر نیستند، گفته می‌شود. این انحلال‌ناپذیری کروژن را از بیتومن متمایز می‌کند. کروژن از نظر شیمیایی از کربن، هیدروژن و اکسیژن و اندکی نیتروژن و گوگرد تشکیل شده است. به طور کلی سه نوع کروژن اصلی قابل تشخیص است که اختلاف آنها از نظر شیمیایی بوده و به ماهیت ماده آلی اولیه ربط داده می‌شود. این سه نوع کروژن هیدروکربن های متفاوتی را به وجود می آورند. سنگ منشا پس از رسوب‌گذاری و تدفین، مراحل مختلفی را برای تولید نفت طی می‌کند.

تولید هیدروکربن از سنگ منشا با افزایش عمق تدفین:

از آنجا که حرارت با عمق تدفین افزایش می‌یابد، عمق واقعی برای یک سنگ منشا خاص برای تولید هیدروکربن به همان میزان که به نوع کروژن و تاریخچه تدفین بستگی دارد، به شیب زمین گرمایی ناحیه نیز وابسته است. در اعماق خیلی کم، متان بیوژنیک یا گاز مرداب از مواد آلی اولیه تولید می‌شود. این رویداد در آغاز دیاژنز یا زون نابالغ رخ می‌دهد. مرحله کاتاژنز هم در عمق حدود ١ تا ٢ کیلومتری شروع می‌شود، در واقع می توان گفت که مرحله آغازین کاتاژنز تا عمق حدود ٣ کیلومتری مطابق با زون اصلی تولید نفت است.  سنگهای منشایی که در این محدوده عمقی تدفین شده‌اند در پنجره نفتی (Oil generation window) واقع هستند.

کاتاژنز پایانی در عمق حدود ٣ الی ٣,٥ کیلومتری قرار دارد که وزن اصلی تولید گاز است. نخست گاز مرطوب (Wet gas) و متان با نرخ تولید یکسان حاصل می‌شوند، اما در عمق بیش از ٤ کیلومتری سنگ منشا بسیار بالغ می‌شود. در این نقطه متاژنز شروع می‌شود، ضمن این‌که باید متذکر شد که متان تنها از شکست حرارتی دیگر هیدروکربن‌ها تولید می‌شود.

مهاجرت نفت

پس از تکامل مواد آلی در سنگ منشا در طی مراح مختلف و تبدیل شدن به هیدروکربن، مرحله انتقال و مهاجرت آن به سنگ مخزن فرا می‌رسد. پدیده مهاجرت به دو بخش مهاجرت اولیه و مهاجرت ثانویه قابل تقسیم است..

سنگ مخزن

سنگ مخزن هیدروکربنی سنگی است که هم ظرفیت ذخیره‌سازی (متخلخل) و هم توانایی عبور سیال از میان خود ( تراوا) را داشته باشد. سنگهای مخزن به طور عمده شامل سنگهای رسوبی و دگرگون نشده مانند سنگ آهک، دولومیت و ماسه سنگ است. شیل، اسلیت و سنگهای آذرین، در شرایط بسیار نادر به صورت سنگ مخزن عمل کرده‌اند. سنگ مخزن ممکن است محدود به مخزن باشد و یا این‌که به مراتب فراتر از مخزن توسعه یابد.

طبقه‌بندی سنگ مخزن براساس جنس سنگ انجام می‌شود زیرا بیشتر مخازن عمده نفت وگاز جهان در سنگهای مخزن رسوبی قرار دارند. این طبقه‌بندی از نوع سنگهای رسوبی الهام می‌گیرد. سنگ مخزن مهم از نظر میزان ذخیره و تعداد در سه گروه عمده آواری (عمدتا ماسه)، کربناته و متفرقه قرار می‌گیرد.

نفتگیر

نفتگیر یا تله نفتی یکی از عوامل اصلی و ضروری برای تجمع اقتصادی هیدروکربن است. وقتی که نفت از سنگ منشا به وجود می‌آید، شروع به حرکت از لایه‌های نفوذپذیر به طرف بالا کرده و می‌تواند به سطح زمین برسد مگر این‌که مانعی بر سر راه حرکت روبه بالای آن قرار گیرد و بتواند در ساختاری به نام تله انباشته شود. مواد نفتی به روشهای مختلفی در نفتگیر تجمع می‌یابند. عمده‌ترین نفتگیرها عبارتند از:

·         نفتگیرهای ساختمانی: این نفتگیرها حاصل فرایندها تکتونیکی و تغییر شکل سنگ مخزن است.

·         نفتگیرهای چین خورده ( طاقدیس ها)

·         نفتگیرهای گسلی

·         نفتگیرهای دیاپیری : این نفتگیرها حاصل جریان یافتن لایه‌ها ناشی از اختلاف وزن مخصوص آنهاست.

·         نفتگیر چینه‌ای : این نفتگیرها ناشی از تغییر در تداوم سنگ شناسی‌ یا حاصل محیط رسوبی و یا تغییرات ثانویه است.

·         نفتگیرهای هیدرودینامیکی : این نفتگیر حاصل جریان یافتن آب است.

·         نفتگیرهای مرکب : این نفتگیرها حاصل تلفیق دو یا چند فرآیند فوق هستند.

پوش سنگ:

پوش سنگها در واقع سنگهایی هستند که می‌توانند از حرکت رو به بالای هیدروکربن جلوگیری کنند. یک پوش سنگ حتما باید در برابر هیدروکربن نفوذناپذیر باشد. اساسا سنگی که تراوایی صفر داشته باشد وجود ندارد، اما بعضی سنگها مانند تبخیریها تراوایی خیلی کمی دارند در حدی که می‌توان آن‌ را نادیده گرفت. 

عموما کیفیت یک پوش سنگ به ضخامت، ارتفاع ستون هیدروکربن زیر آن ، فشار جابجایی و گسترش جانبی آن بستگی دارد. سنگهای تبخیری مانند انیدریت و نمک باکیفیت و مهم‌ترین پوش سنگها هستند، زیرا تراوایی نزدیک به صفر دارند و عملکردشان در برابر نیروهای تکتونیکی شکننده نیست و در مناطق فعال تکتونیکی شکل‌پذیر بوده و هرگز نمی‌شکنند.

محبوب ترین ها

خواص سنگ مخزن 15 ارديبهشت 1395 8
اسیدکاری 21 تیر 1395 5
نمودارگیری چاه 11 مرداد 1395 5
تکمیل چاه 02 تیر 1395 3
خواص سیالات مخزن 23 ارديبهشت 1395 3

پربازدیدترین مطالب

مطالب مرتبط

953
زمین شناسی