كل ماتجهله عن البترول والنفط والمكامن النفطية هنا باذن الله

من طرف عماد الدين السبت أكتوبر 11, 2014 5:14 pm

كل ماتجهله عن البترول والمكامن النفطية

عُرف البترول منذ آلاف السنين, وعرفته شعوب العالم ذات الحضارات القديمة كمصر, وبابل, وسومر, والصين, وروسيا. وقد ورد ذكر البترول في الكتب المقدسة. وكذلك فيما كتبه الرحالة الأوائل. وقد جاء في التاريخ القديم أن فلك نوح عليه السلام قد غطى, من الداخل والخارج, بالقطران.

تعريف البترول:

يعرف البترول على أنه هذا السائل المعدني المتواجد طبيعياً في باطن الأرض ويختلف لونه بين اللون البني الفاتح إلى اللون الأسود الداكن وهو ذات رائحة كبريتية مميزة0 ولقد اشتقت كلمة البترول Petroleum من كلمتين لاتينيين هما الزيت والصخر ولهذا يدعى بزيت الصخور أو الزيت الصخري0 أما كلمة نفط فهي عربية الأصل.

والبترول هو التسمية العامة لمزيج عدد هائل من المواد الكيميائية الطبيعية التي تعرف بالهيدروكربونات. هذه المواد مركبه من تجمع ذرات الكربون وذرات الهيدروجين في جزيئات مختلفة الحجم والترتيب والنسبة.

ان اصل النفط أو البترول كائنات حية دقيقة عاشت في البحار

قبل ملايين السنين، ثم طمرت إلى باطن الأرض مباشرة بعد موتها وتحللت بواسطة البكتيريااللاهوائية فتكونت طبقة من المواد العضوية والطين، وبمرور الزمن ونتيجة للضغط والحرارة المتزايديدتين تحولت هده المواد العضوية إلى البترول كما تحول الطين إلى صخور رسوبية

كل ماتجهله عن البترول والنفط والمكامن النفطية هنا باذن الله 385px-Aiocoil

نظريات تفسر نشأة البترول وتكونه[عدل]

هناك ثلاث نظريات تفسر نشأة البترول هي:

النظرية البيولوجية أو العضوية
;النظرية الكيميائية
النظرية المعدنية.

أهمية البترول:

ترجع أهمية البترول إلى انه احد مصادر الطاقة الهامة و الأساسية ولكنها غير متجددة مما يدعو إلى تعظيم الاستفادة منه إلى اكبر قدر ممكن. إن الآلات والماكينات تعتمد اليوم على البترول في كل احتياجاتها كمصدر للطاقة ومصدر لزيوت التشحيم, كما تعتمد عليه الصناعات البتروكيماوية وما تنتجه من مواد كيماوية أولية ووسيطة ونهائية تستخدم في الصناعات المختلفة من المنتجات الكيميائية , كمذيبات والطلاء والبلاستيك, والمطاط الصناعي, والألياف الصناعية, والصابون والمنظفات والشمع والمتفجرات والأسمدة.

كل ماتجهله عن البترول والنفط والمكامن النفطية هنا باذن الله Oil_well_burning_in_Bibi_Eibat

كل ماتجهله عن البترول والنفط والمكامن النفطية هنا باذن الله Oil_well_burning_in_Bibi_Eibat

أصل البترول

(أ) النظرية غير العضوية

قام فوهلر عام 1828م بتحضير اليوريا عن طريق تسخين سيانات الأمونيوم. وكان من المعتقد السائد وقتئذ أن اليوريا وهي أحد المركبات العضوية التي لا يمكن تحضيرها إلا عن طريق المملكة الحيوانية
NH4NCO ¾¾® NH2CONH2
يوريا ايزوسيانات الأمونيوم

وفي عام 1866م قدم بارثلوث النظرية الغير عضوية لتحضير الهيدروكربونات من عناصر ومركبات غير عضوية يصنع كربيد الكالسيوم بتسخين الكوك (الفحم) وأكسيد الكالسيوم إلى 2000oم الذي بدوره يتفاعل مع الماء لينتج الأستيلين ومن الأستيلين يتم تكوين البترول عن طريق سلسلة من التفاعلات الألكله والبلمرة والتكثيف0
CaO + 3C ¾¾® CaC2 + CO DH = + 460 KJ/mol
CaC2 + 2H2O ¾¾® HCºCH + Ca(OH)2
بترول

وكذلك اقترح مندليف 1876م أن المركبات الهيدروكربونية النفضية تتكون في باطن الأرض من تأثير بخار الماء الساخن على كربيد المعادن وتتم التفاعلات بتأثير الحرارة والعوامل المساعدة0

تم تحضير الميثان من إماهة كربيد الألمونيوم

Al4C2 + 12H2O ¾¾® 4Al(OH)3 + 3CH4

ولقد قلت أهمية النظرية الغير عضوية للأسباب التالية:

(1) أن السلاسل الهيدروكربونية الموجودة في النفط الخام لا توجد مشابهتها إلا في النواتج العضوية

(2) وجود المركبات النتيروجين في النفط الخام وبالأخص البورفين التي تشتق من النباتات والتي تدل على تكون النفط من مصادر حية
(3) وجود نشاط إشعاعي C12, C13 هو مقارب لما هو في النواتج الكربونية الطبيعية وليس من أصل غير عضوي ولكون المركبات الغير عضوية الطبيعية لا تمتلك أي هيئة لامتصاص الأشعة

(4) تدور مركز الضوء الحساس بواسطة النفط الخام مقارب لتلك المتوفرة في المركبات الكربونية الطبيعية

(5) تكون النفط الخام نتيجة تأثير حرارة منخفضة

(6) وجود الصخور الرسوبية مصاحبة للنفط الخام وعدم وجود الصخور الناريةذ

(7) وجود كميات قليلة من الهيدروكربونات في الصخور الرسوبية دلالة على تكونه ببطء يؤكد عدم تكوينة تحت ظروف فيزيائية وكيميائية صعبة

( Cool

وجود المتحجرات العضوية الحيوانية والنباتية مصاحبة للنفط الخام

النظرية العضوية

منذ عام 1886م افترضوا أن النفط الخام تكون نتيجة لتحلل الحيوانات البحرية الكبيرة بفعل حرارة باطن الأرض حيث تم تحللها إلى جزيئات دهنية صغيرة وبعد عمليات كيميائية متسلسلة تحولت إلى مكونات النفط الخام

اعتراضات:

- من نتائج المختبر لتحلل الدهون أثبت أنه ليس بالإمكان من الناحية العملية تحويلها إلى هيدروكربونات سائلة أو غازية

- بجانب عدم وجود أجزاء هذه الحيوانات على هيئة متحجرات في النفط المكتشف.

اعتبر بعض الباحثين أن أصل النفط الخام عبارة عن مواد نباتية ومما يؤيد ذلك:

(1) وجود النفثا الطبيعة نتيجة تحلل الحراري للنباتات والغابات المندثرة في باطن الأرض

(2) التحلل الحراري للفحم الحجري وتحوله إلى مكونات هيدروكربونية

(3) تكون غاز الميثان نتيجة لتفكك السليلوز

(4) التحلل البكتيري للكربوهيدرات لإعطاء الميثان

(5) وجود بعض الصبغات المشتقة من أصل نباتي مثل الكلوروفيل والكاروتين وقد أثبت ذلك الدارسات الميكروسكوبية للنفط الخام

(6) وجود كائنات حية في النفط االخام

واقترح أنجلر في عام 1911م لتكون النفط الخام من الحيوانات والنباتات أو ما يعرف بالكتلة العضوية

المرحلة الأولى:

تتجمع أجزاء النباتات والحيوانات الميتة في قاع البحيرات و البحار ويتوالى دفنها مع استمرار ترسيب حبيبات الصخور والرمال الناتجة من عوامل التعرية المختلفة لسطح القشرة الأرضية. ثم تتفاعل البكتريا والحيوانات الدقيقة مع معظم المواد الكربوهيدراتية البسيطة والبروتونات الذائبة في الماء وتحللها إلى مكونات غازية أو مركبات تذوب في الماء, ويتبقى بعد ذلك الشحوم الحيوانية والزيوت النباتية والمواد الشمعية والمواد غير القابلة للذوبان في الماء مثل الراتنجات والسليلوز والبروتونات العالية وكذلك المركبات التي تقاوم عمليات التحلل بالبكتريا الهوائية. ثم تتجمع المخلفات الناتجة وتدفن على أعماق متزايدة مع استمرار عملية الترسيب.

المرحلة الثانية:

تتعرض البقايا النباتية والحيوانية التي قاومت عمليات التحلل البكتيرى لمعدلات مختلفة من الضغط والحرارة مما ينتج عنها خروج ثاني أكسيد الكربون من الأحماض العضوية الأليفاتية الناتجة من التحلل المائي للشحوم الحيوانية والزيوت النباتية. وكذلك تفقد الكحولات الطبيعية جزئ الماء وتتكون نتيجة لذلك خليط هيدروكربوني شبيه بالبيتيومين أو الراتنجات البترولية. وباستمرار تعرض الهيدروكربونات الناتجة لمزيد من الحرارة والضغط تتكسر هذه الجزيئات إلى مكونات هيدروكربونية ذات وزن جزيئي منخفض نسبياً وغنية بالمواد غير المشبعة.

ومن المعروف أن الأحماض الدهنية تتواجد في العديد من النباتات والحيوانات على هيئة استرات الجلسرين وبالتحلل المائي ينتج الجلسرين والأحماض الدهنية

المرحلة الثالثة:

وباستمرار تعرض البترول المتكون في مراحله الأولى لمزيد من الضغط والحرارة وتحركه من خلال مسام الصخور الرسوبية واحتكاكه بالعديد من العناصر والحفازات الطبيعية الموجودة في باطن الأرض والتي تعمل كعوامل مساعدة للكثير من التفاعلات العضوية مثل البلمرة والألكلة والتكثيف والتحليق والأزمرة والتحم وتبادل الهيدروجين والتي تؤدي إلى تكون العديد من المركبات البرافينية والنافثينية و الاروماتية و الاسفلتية, وكذلك يتكون العديد من الهيدروكرونات الحلقية غير المتجانسة والتي تحتوى على الكبريت والنيتروجين والاكسجين, كما تتكون المواد البورفرينية التي تحتوي على الفلزات الثقيلة مثل الحديد والفانديوم والنحاس والماغنسيوم

وعلى هذا الأساس فانه باختلاف طبيعة النباتات والحيوانات المترسبة وكذلك باختلاف طبيعة ومكونات الصخور الرسوبية الحاوية للبترول يختلف البترول الناتج في الكثير من صفاته الطبيعية والكيميائية

حيث تقرر النظرية الخاصة بالأصل البيولوجي أن البترول قد تكون من بقايا بعض الكائنات الحية، الحيوانية والنباتية، وبخاصة الأحياء البحرية الدقيقة، التي تجمعت مع بقايا كائنات أخرى بعد موتها في قيعان البحار والمحيطات، واختلطت برمالها، وبرواسب معدنية أخرى، وتحولت تدريجيا إلى صخور رسوبية، وتزايد سمكها، ثم تعرضت لضغوط هائلة، وارتفعت حرارتها إلى درجات بالغة العلو بفعل تحركات القشرة الأرضية، وتأثيرات حرارة باطن الأرض، فتكونت طبقات الصخور الرسوبية التي تسمى بصخور المصدر، وفي ثناياها تحولت البقايا العضوية الغنية بالكربون والهيدروجين إلى مواد هيدروكربونية، تكون منها زيت البترول والغاز الطبيعي؛ نتيجة عوامل الضغط والحرارة والتفاعلات الكيميائية، والنشاط البكتيري الذي قام بدور مهم في انتزاع الأكسجين والكبريت والنيتروجين من المركبات العضوية بخلايا الكائنات الحية، وتنتج الصخور المولدة الغنية بالبترول كميات كبيرة منه، إلا أن ما يتحرك إلى الطبقات المجاورة قليل نسبي أما أغلب البترول فيبقى في الصخور المولدة ولا يمكن إنتاجه. ويضيع جزء كبير من البترول في الطريق، أثناء هجرته، بين حبيبات الصخور، وفي الشقوق والصدوع والفجوات والمغارات، أو بالتسرب إلى سطح الأرض ولا يصل إلى المكامن أو المصائد. ومن ناحية أخرى تتحكم بيئات ترسيب المواد العضوية، وخصائصها الجيولوجية، وظروفها المناخية في خصائص البترول الكيميائية من حيث مكوناته الطبيعية مثل الكثافة واللون. ونظرية النشأة العضوية للبترول هي الأكثر قبولا بين العلماء المعاصرين لأسباب عديدة، أولها اكتشاف الغالبية العظمى من حقول البترول في الصخور الرسوبية، وبالقرب من شواطئ البحار، أو في قيعانها مثل خليج السويس والخليج العربي وبحر الشمال. أما البترول الموجود في بعض الصخور النارية أو المتحولة، فإن مصدره هو الهجرة من صخور رسوبية مجاورة. ثانيها: أن الزيت المستخرج من باطن الأرض يحتوي، عادة، على بعض المركبات العضوية، التي يدخل في تركيبها النيتروجين والفوسفور والكبريت، وهي عناصر لا توجد في كربيدات الفلزات Carbides، بل توجد في خلايا الكائنات الحية فقط، سواء كانت حيوانية أم نباتية. وثالثها: تميز البترول بخاصية النشاط الضوئي التي تكاد تنفرد بها المواد العضوية. ولما كانت المواد العضوية المترسبة هي المصدر الأساسي الذي نشأ منه البترول، فإن صفاته الطبيعية وخصائصه الكيميائية تختلف باختلاف طبيعة الكائنات الحية، ومكونات الصخور الرسوبية الحاوية له، وهناك معايير ضرورية لتقويم صخور المصدر، من حيث إمكان وجود البترول فيها ونوعه، وإمكان إنتاجه، منها أن تكون صخور المصدر غنية بالمواد العضوية، وألا يقل الحد الأدنى للكربون العضوي في هذه الصخور عن 0.4 - 0.5%، ومنها تحديد أنواع المواد العضوية النباتية أو الحيوانية، التي تتحكم في نوع البترول، ومنها تعرف مستوى توليد الهيدروكربونات المولدة وطردها، ثم يأتي تقدير الاحتياطيات المؤكدة جيولوجيا، وإمكان استخراجها بالتكنولوجيا المتاحة وبالكمية المناسبة، التي ينبغي ألا تقل عن 20% من البترول المختزن في المصيدة، ويمكن أن تصل إلى 80% منه، وفي أمريكا الشمالية تعد نسبة 30-35% معدلا اقتصادياً جيداً لاستغلال الحقل البترولي. وفي تقدير المخزونات البترولية تعطي الأولوية لتحديد سمك واستمرار الصخور الخازنة Reservoir Rocks، ومسامية هذه الصخور ونفاذيتها، والضغوط التي يتعرض لها الزيت. والنظرية الثانية تقول بأن نشأة البترول غير عضوية، وأنه معدني الأصل، تكوّن نتيجة لتعرض بعض رواسب كربيدات الفلزات الموجودة في باطن الأرض لبخار الماء، ذلك لأن كربيد الكالسيوم يتفاعل مع الماء مكونا الهيدروكربون غير المشبع "الأسيتلين". ولكن الندرة الشديدة لرواسب الكربيدات، يصعب معها تصور أنها كانت موجودة بكميات هائلة وكافية، لتكوين ما استخرج، فعلا، من زيت البترول وما لا يزال موجوداً في باطن الأرض. وجيولوجيا فمثل هذه الكربيدات إن وجدت فلابد أن تكون في ثنايا الصخور البركانية Volcanic Rocks، بدليل خروج غازات هيدروكربونية من فوهات البراكين، بينما لا يوجد البترول إلا في طبقات الصخور الرسوبية. وإلى جانب النظريتين العضوية والمعدنية لنشأة البترول هناك النظرية الكيميائية، التي تفترض أن بعض الهيدروكربونات قد تكونت في الزمن القديم باتحاد الهيدروجين بالكربون، ثم انتشرت في باطن الأرض، واختزنت فيها، وتحولت إلى زيت البترول، الذي بدأ يتسرب إلى سطح الأرض عن طريق بعض الشقوق والصدوع في القشرة الأرضية، أو عن طريق حفر آبار الاستكشاف أو المياه، وظهرت الهيدروكربونات على هيئة غازات طبيعية وبترول، أو بقيت في بعض الطبقات المسامية. ومن قرائن النظرية الكيميائية وجود احيتاطيات هائلة من البترول في مناطق صغيرة جداً في مساحتها كالخليج العربي، تقترب من ثلثي الاحتياطي المؤكد للبترول العالمي، ولا يعقل أن تكون هذه المساحة مكان تجمع بالغ الضخامة من بقايا الكائنات الحية. وهذه النظرية تعني أن هناك احتمالات كبيرة للغاز الطبيعي والبترول في أماكن كثيرة من الأرض، وأن باطن الأرض يحتوي على مصدر لا ينضب من الهيدروكربونات المكونة للبترول. ويثق بعض العلماء من الولايات المتحدة والسويد وروسيا بصدق هذه النظرية، إذ جرى الحفر على أعماق تناهز خمسة آلاف متر أو أكثر، بل إن عمق بعض الآبار الاستكشافية في روسيا وصل إلى 15كم في الدرع الجرانيتية لشبه جزيرة "كولا" شمال الدائرة القطبية

وللموضوع بقية.. يتـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ[ع ان شاء الله