( مشاهده پاسخ شماره 1 تا 2 / از مجموع 2 پاسخ )

موضوع: اشنایی بامفهوم ژئوشیمی نفت وگاز

  1. #1

    پیش فرض اشنایی بامفهوم ژئوشیمی نفت وگاز


    آشنايي با مفاهيم ژئوشيمي نفت و گاز

    امروزه علوم زيادي وجود دارند که تلفيقي از چند علم مختلف هستند. هدف ازتلفيق اين دو يا چند علم مختلف، رفع مشکلات و جواب دادن به سؤالاتي است که هيچ يک از اين علوم به تنهايي توانايي انجام آن را ندارند، مانند علم ژئوفيزيک که ترکيبي از علوم زمين‌شناسي و فيزيک است. با ترکيب اين دوعلم مي‌توان اطلاعات زمين شناسي را با کمک علم فيزيک مورد بررسي قرارداد. يکي ديگر از اين علوم، علم ژئوشيمي آلي است که ترکيبي ازعلوم زمين شناسي و شيمي آلي است که در اين مقاله مورد بررسي قرارمي گيرد.
    همان‌طورکه درمقاله مباني شناخت مخزن گفته شد نفت در سنگ منشأ تشکيل مي‌شود. براي تشکيل 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 که مطالعه مي‌شود چه نوع هيدروکربوري (نفت و گاز)‌ توليد مي‌کند يا اصلا توانايي ايجاد هيدروکربور را در خود دارد يا خير؟


    مواد آلي در درون سنگ منشأ‌ تبديل به کروژن (Kerogen) مي شوند؛ کروژن به مواد آلي درشت دانه‌اي گفته مي‌شود که توانايي انحلال در اسيدهاي آلي را ندارند. نفت ازتغيير و تحول و بلوغ کروژن توليد مي‌شود؛ به طورکلي چهار نوع کروژن داريم:


    - کروژن نوع اول
    - کروژن نوع دوم
    - کروژن نوع سوم
    - کروژن نوع چهارم


    - کروژن نوع اول
    محيط تشکيل اين نوع کروژن‌ محيط ‌هاي آبي شيرين و درياچه‌هاي آب شيرين است. اين نوع کروژن مرغوب‌ترين نوع کروژن است و فقط توليد نفت مي‌کند. موجودات تشکيل دهنده اين نوع کروژن ، جلبک‌ها هستند.

    - کروژن نوع دوم
    اين نوع کروژن در محيط‌ هاي دريايي و اقيانوسي تشکيل مي‌شود وبخش عمده‌ي توليدات آن نفت ومقداري هم گازاست. کروژن نوع دوم فراوان‌ترين کروژن است؛ به‌ اين دليل که در گذشته بيشتر قسمت‌هاي زمين را محيط‌ هاي دريايي تشکيل داده بودند.

    - کروژن نوع سوم
    اين نوع کروژن در محيط‌ هاي خشکي تشکيل مي‌شود. البته اين نکته را بايد يادآور شد که رودخانه نيز جزء محيط ‌هاي خشکي به حساب مي‌آيد. توليد اين نوع کروژن گاز است؛ زيرا اين نوع کروژن از مواد آلي گياهي و درختان به‌وجود آمده است.

    - کروژن نوع چهارم
    در نهايت کروژن نوع چهارم که هيچ هيدروکربوري به‌وجود نمي‌آورد و صرفاً کربن خالص يا اصطلاحاً گرافيت توليد مي‌کند.
    براي اين‌که کروژن موجود در ” سنگ‌هاي منشأ ” توانايي توليد نفت را پيدا کند، بايد دانه‌هاي درشت مواد آلي به تدريج شکسته 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.

    - دياژنز ( Diagenesis )
    اين تغييرات بلافاصله بعد ازنهشته شدن مواد آلي در درون رسوبات سنگ منشأ‌ آغاز مي‌شود؛ فعاليت‌هاي موجودات زنده اي که در کف دريا زندگي مي‌کنند و همچنين بعد از گذشت مدتي، فشار رسوبات بالايي -که روي رسوبات در برگيرنده مواد آلي نشسته‌اند- مي‌توانند عامل اين تغييرات باشند.در اين مرحله از بلوغ ، گازي به نام گاز بيوژنيک (Biogenesis) توليد مي‌شود.

    - کاتاژنز (Katagenesis )
    دراين مرحله سنگ منشأ به بلوغي مي‌رسد که مي‌تواند نفت و گازتوليد کند در واقع دما و فشار به حدي مي‌رسد که مواد آلي توليد نفت و گازمي‌کنند. در مرحله کاتاژنز در يک رنج دمايي خاص، نفت شروع به توليد مي‌کند که به آن (Oil window) گويند.

    - متاژنز (methagenesis )
    در اين مرحله بلوغ، فقط گاز توليد مي‌شود که به گاز توليد شده دراين مرحله گاز ژنتيک (genetic gas) گويند. اگرشکسته شدن مواد آلي و تبديل به مولکول‌هاي کوچکتر ادامه يابد، بلوغ به مرحله متامورفيزم (metamorphism) مي‌رسد. در اين مرحله کربن خالص يا گرافيت توليد مي‌شود که همان ذغال‌سنگ است.

    تشخيص بلوغ
    براي تشخيص بلوغ هرسنگ منشأ روش‌هاي مختلفي وجود دارد. مانند استفاده از دستگاه Rock eval که اطلاعات زيادي را در اختيارمتخصصين قرارمي‌دهد. روش ديگر استفاده از ميکروسکوپ و مطالعه ماده آلي ( Vitrinite ) است که تغييرات رنگ آن منجر به تشخيص مرحله بلوغ سنگ منشأ مي‌شود. روش‌هاي ديگري نيز وجود دارد که مي‌توان به‌وسيله آن بلوغ سنگ منشأ را تخمين زد.

    تشخيص نوع کروژن
    اما براي تشخيص نوع کروژن موجود، مي‌توان با مطالعه “ميسرالي” (macelar) که در درون آن است نوع آن را تشخيص داد. هر کروژن يک macelar خاص خود را دارد که با مشاهده آن در نمونه سنگ منشأ مي‌توان پي به نوع کروژن برد. به عنوان نمونه ميسرال کروژن نوع دوم ويترينايت(vitrinite) نام دارد.ميسرال درون سنگ منشأ يا کروژن، حکم فسيل در سنگ را دارد. همان‌طور که با ديدن فسيل يک سازند خاص مي‌توان به نوع سازند پي برد، با ديدن ميسرال هر نوع کروژن مي‌توان به نوع کروژن آن پي برد.

    کاربردها
    يکي از کاربردهاي ژئوشيمي، در مطالعه سنگ منشأ است که مي توان به‌ وسيله اين نوع مطالعه تشخيص داد که آيا اين “سنگ منشأ” توانايي توليد هيدروکربور را دارد و اگر دارد چه نوع هيدروکربوري (نفت يا گاز)‌ مي تواند توليد کند؟ آيا توليد نفت آن مقرون به صرفه و قابل توجه است يا خير؟
    از کاربردهاي ديگر ژئوشيمي آلي ، در اکتشاف نفت و مطالعه مخازن نفتي است. از کارهايي که در ژئوشيمي آلي انجام مي‌شود مطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) يا نفت با سنگ منشأ (oil-source correlation) است، به‌اين معني که در مطابقت نفت با سنگ منشأ‌، نفت موجود دريک 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 کرد و ازاين طريق اين امکان را بررسي کرد که آيا در مسير بين سنگ منشأ و سنگ مخزن ، تله‌ي نفتي ديگري هم وجود دارد يا خير و به اين ترتيب اولويت‌هاي حفاري براي اکتشاف يا حفاري‌هاي بعدي با حداقل ريسک را مشخص کرد و يا درمطابقت نفت با نفت (oil-oil correlation) نفت دو يا چند مخزن را با هم مقايسه و مطالعه کرد؛ به اين منظورکه آيا داراي سنگ منشأ يکساني هستند يا خير؟ اين تطبيق کمک زيادي در اکتشاف تله‌هاي نفتي بعدي مي‌کند.


    از ديگر کاربردهاي ژئوشيمي آلي مطالعه نفت موجود در مخازن است. امروزه بعضي از مخازن کشور با مشکل رسوب آسفالتن روبرو هستند. به اين ترتيب که در پايين اين مخازن يک لايه نازک آسفالتن تشکيل مي‌شود و باعث مي‌شود به عنوان نمونه، قسمت آبران مخزن که در قسمت زيرين مخزن قرار دارد از قسمت نفتي جدا شود و نتواند به‌خوبي انرژي لازم براي حرکت نفت را فراهم کند

    با مطالعات ژئوشيميايي آلي نفت موجود در مخزن مي‌توان عامل تشکيل آسفالتن را پيدا کرد و مانع از تشکيل آن شد. از ديگر مشکلات اين است که در سطح تماس آب با نفت، آب مي‌تواند قسمت‌هاي سبک نفت را درخود حل کند (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 ميکروب‌هايي که از طريق آبهاي زيرزميني به نفت وارد مي‌شوند باعث سنگين‌تر شدن نفت مي‌شوند. از آن‌جا که خوراک اين ميکروب‌ها مواد نفتي سبک است، اين ميکروب‌ها 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 کم کرد. همچنين در ازدياد برداشت به روش ميکروبي يا MEOR ، که براي نفت سنگين باقي‌مانده در مخزن به‌کار مي‌رود، نيز نياز به مطالعه نفت موجود در آن مخزن داريم تا با پي‌بردن به ترکيب نفت و ميکروب‌هاي موجود در آن ، شرايط را براي رشد ميکروب‌هايي فراهم کنيم که با مصرف مواد نفتي و ايجاد گاز در مخزن ، فشار مخزن را افزايش مي‌دهند و باعث ازدياد برداشت نفت باقي‌مانده مي‌شود





    احتمال رسیدن کسی که با اراده به سوی ستاره ای می شتابد بیشتر از کسی است که با تردید به سوی خانه قدم برمی دارد.

  2. #2

    تاریخ عضویت
    Aug 2009
    رشته
    مهندسی شیمی
    سن
    34
    نوشته ها
    398

    پیش فرض پاسخ : اشنایی بامفهوم ژئوشیمی نفت وگاز

    ژئوشیمی



    دانشی که کانی‌ها را بررسی می‌کند، کانی شناسی و آنکه وضع سنگها را بیان می‌نماید، سنگ شناسی‌ توصیفی (Petrography) است، در حالی‌‌که ، ژئوشیمی ذره‌های بنیادی سازنده سنگها و مهاجرت طبیعی آنها را برسی می‌کند. این علم طبیعت زمین ، سرگذشت آن ، دگرگونی‌‌هایش ، پیدایش کوهها ، رودها و دریاها ، آتشفشانها و گدازه‌ها و انباشتگی پیاپی لجنها و ماسه‌های ته اقیانوس را به ما می‌شناساند.

    ژئوشیمی و ارتباط آن با کانی شناسی

    همچنین می‌دانیم کانی شناسی دانشی است که کانی‌ها را بررسی می‌کند. یک کانی ترکیبی از عناصر شیمیایی است که بدون دخالت آدمی‌ به حالت طبیعی درست شده است. نوعی ساختمان است مرکب از مقادیر متفاوت لاشه سنگهای گوناگون که به موجب قوانین بسیار مشخص قرار یافته‌اند. به خوبی می‌دانیم با همان مقدار مصالحی که در ساختمان بنایی بکار می‌رود، می‌توان بناهایی به شکلهای گوناگون برافراشت، همین‌طور ، یک کانی به فرمهایی بسیار گوناگون مشاهده می‌شود که همه آنها دارای یک ترکیب شیمیایی هستند.
    کانی چیست؟


    [list][*]ما در بنای طبیعت یکصد گونه لاشه سنگهای عنصری می‌شناسیم. این عنصرها یا گاز هستند، مانند : اکسیژن ، نیتروژن ، هیدروژن و ... ؛ یا از فلزهایی، مانند سدیم ، منیزیم ، آهن ، طلا ، جیوه ، یا عنصرهایی مانند سیلیسیم ، کلر ، برم و ... تشکیل شده‌اند.

    [*]از ترکیب عنصرهای نامبرده به شکلهای گوناگون و به مقادیر مختلف چیزی حاصل می‌شود که آنرا کانی می‌نامند. مانند کلر و سدیم که نمک دریا را می‌سازند و دو بخش اکسیژن و یک بخش سیلیسیم که ایجاد سیلیس یا در کوهی می‌کند.

    [*]تقریبا 3000 کانی موجود در زمین (سیلیس ، نمک ، فلدسپات و ...) از عنصرهای شیمیایی با ترکیب‌های گوناگون درست شده‌اند و از انباشته شدن کانی‌ها آنچه را که سنگ می‌نامند، درست می‌شود. (سنگ خارا ، آهن ، بازالت ، ماسه و دیگر سنگها) وظیفه علم ژئوشیمی


    وظیفه دانش مزبور پی‌گیری و روشن کردن حالت عنصرهای شیمیایی است که شالوده طبیعت هستند، بر حسب نظام معینی قرار یافته‌اند و معرف رده‌بندی دوره‌ای مندلیف‌اند (جدول تناوبی‌). پژوهش "زمین شیمی" ‌در زمینه عنصر شیمیایی و اتم آن است.
    کاربرد جدول مندلیف در ژئوشیمی


    دستگاه مندلیف تنها ارزش نمایاندن یک نمایه نظری را ندارد، بلکه پیوستگیهای حقیقی بین عنصرها را نشان می‌دهد. پیوستگیهایی که همانندی یا ناهمانندی و مهاجرت عنصرها را در زمین ثابت می‌کند. بطور خلاصه ، این رده‌بندی در واقع برای کارهای اکتشافی ، راهنمای ارزشمندی است. هر بار که یک دانشمند در بیان تفصیل پدیده‌های طبیعی متوجه استمداد از قانون مندلیف می‌شود، اندیشه‌های تازه‌ای به ظهور می‌رسند. پس در این صورت ژئوشیمی ، این دانش نوینی که این اواخر عده زیادی از جوانان پژوهشگر را مجذوب کرده چیست؟

    همانطور که از نامش پیداست، زمین شیمی ‌فرایندهای شیمیایی را که در پهنه زمین جریان دارند، بررسی می‌کند. عنصرهای شیمیایی ، واحدهای مستقل طبیعت ، جابجا می‌شوند، برخی با برخی دیگر ترکیب می‌گردند، عنصرهای مزبور در
    پوسته زمین سیر می‌کنند.

    اهداف ژئوشیمی


    هدف زمین شیمی ‌امروزی ، بررسی قوانین اشتراک عنصرها و کانه‌هایی است که در بخشهای گوناگون پوسته در معرض فشارها و دماهای بینهایت متغییر زمین قرار دارند. برخی عنصرهای شیمیایی (اسکاندیم ، هافنیم) نمی‌توانند متراکم شوند و همچنان پراکنده‌اند، بطوری که در سنگها بیش از یکصد میلیونیم درصد آن یافت نمی‌شوند. این گونه عنصرها ، که می‌توان آنها را عنصرهای بی‌نهایت پراکنده توصیف کرد، تاکنون استخراج نشده‌اند، تا ارزش عملی‌شان ظاهر گردد. در حال حاضر به نظر می‌رسد در یک متر مکعب گونه‌ای کانی ، با بکار بردن روشهای تجزیه‌ای بی‌اندازه دقیق همگی عنصرهای رده‌بندی دوره‌ای را بتوان پیدا کرد.

    نباید فراموش کرد که روشهای تازه در سرنوشت دانش نقش بسیار موثرتری از فرضیه‌های تازه دارند. عنصرهای دیگر (
    سرب و آهن) ، برخلاف عنصرهای بینهایت پراکنده ، در جابجایی‌های دائمی‌ خود ، وقفه‌های متناوب دارند و در این دوره‌ها در ترکیبهایی که از خود می‌سازند، بدون اشکال متراکم می‌گردند و مدتها در آن محفوظ می‌مانند. اینک بدون توجه به تغییرات بهم پیچیده پوسته زمین در طی سرگذشت آن ، عنصرهای مزبور به صورت تراکمهایی باقیمانده‌اند و توده‌های مهمی ‌را گرد آورده‌اند که برای استخراج صنعتی آماده‌اند.

    ژئوشیمی‌ نوین


    ژئوشیمی ، تنها قوانین پخش و مهاجرت عنصرهای شیمیایی را در زمین بررسی نمی‌کند، بلکه در شرایط زمین شناسی ویژه برخی نواحی به پژوهش آنها می‌پردازد. مثلا در قفقاز یا اورال ، راه اکتشاف کانه‌های مفید را پیدا می‌کند. بدین ترتیب بنیانهای نظری زمین شیمی‌ نوین بیش از پیش با مسایل عملی ‌یکی می‌شوند. بنابراین اصول کلی دانش مزبور سعی دارد تعیین کند که در کجا قادر خواهیم بود تا با یک عنصر شیمیایی نامعینی برخورد کنیم، کجا و در چه شرایطی. به عنوان مثال ، می‌توان یک تمرکز وانادیم یا ولفرام را یافت و چه فلزهایی مانند باریم و پتاسیم در همجواری «پیشدستی» می‌کنند و غالبا چه فلزهای دیگری مانند تلور یا تانتال «دوری می‌جویند».
    ژئوشیمی کاربردی


    رفتار هر عنصری با نهایت دقت بررسی شده است، ولی برای ساختن اندیشه‌ای درست از آن ، باید خواص و مشخصات این عنصر و میل ترکیبی آنرا با سایرین یا برخلاف چگونگی جدا شدن آن را بشناسیم. بنابراین ژئوشیمی‌دان یک مامور اکتشاف از نظر کانی تعیین می‌کند که در چه موضع از پوسته زمین کانه سنگ آهن یا منگنز پیدا می‌شود، در چه سنگی نهشت پلاتین کشف می‌گردد. همچنین زمین‌شناسان را وادار به جستجوی آرسنیک و آنتیموان در سازنده‌های زمین شناسی و کوههای جوان می‌کند و آنان را در برابر یک ناکامی ‌احتمالی حفظ می‌کند که این ناکامی‌ از جستجوی بیهوده این فلزها در جایی که شرایط لازم برای انباشتگی آنها وجود ندارد، حاصل می‌شود.

    ولی این امکان تنها در صورتی وجود دارد که حالت عنصرهای شیمیایی را بخوبی بشناسیم، همانطور که اگر بدانیم یک شخص در زندگی چه
    راهی پیش گرفته است، می‌توان کارهای او را از پیش اندیشید و طرز رفتارش را در فلان یا فلان موقعیتها پیش‌بینی نمود. بنابراین نمی‌توان نقش عملی این دانش نوین را بیش از حد آن ارزشیابی کرد. به کوتاه سخن ، گسترش ژئوشیمی به موازات شیمی ‌و زمین شناسی است.
    کلام آخر


    ما هنوز از مرحله بکار بردن همگی عنصرهای شیمیایی در امور صنعتی دور هستیم. کار زیاد و مداومی‌ بایستی‌ انجام داد تا اینکه تمام اجسام رده‌بندی تناوبی عنصرها واقعا در خدمت آدمی ‌قرار گیرند
    زندگی صحنه یکتایی هنرمندی ماست، هرکسی نغمه خود خواند و از صحنه رود صحنه پیوسته بجاست خرم آن نغمه که مردم بسپارند به یاد

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

موضوعات مشابه

  1. آشنایی با مفاهیم ژئوشیمی نفت و گاز
    توسط مهدی شاهروبندی در انجمن مقالات مهندسی شیمی
    پاسخ: 0
    آخرين نوشته: 02-21-2010, 09:59 AM

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •