مراحل اکتشاف نفت خام
یکی از مهمترین مراحل اکتشاف نفت (Hydrocarbon Exploration)، دسترسی و بهرهبرداری از آن، شناسایی و اکتشاف معادن زیر زمینی نفت خام میباشد. این معادن زیر زمینی نفت میتوانند در سطح خشکی یا در اعماق دریا باشند. همچنین عمق معدن میتواند از چند ده متر تا هزاران متر متغیر باشد و همین امر بحث اکتشاف نفت را به مسأله مهمی تبدیل کرده است.
اوایل اکتشافهای نفتی، با توجه به نشانه های آشکار و سطحی وجود نفت یا گاز در منطقه، آنجا را حفر میکردند تا به معادن زیرزمینی دست پیدا کنند. امروزه این روش کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا تکنولوژی بشر پیشرفت کرده و همچنین بیشتر مناطقی که دارای این گونه نشانه ها بوده اند مورد بهره برداری قرار گرفته اند. در حال حاضر برای اکتشاف نفت از روشهای زمین شناسی و ژئوفیزیکی استفاده میشود.
روشهای زمین شناسی و بررسی مراحل اکتشاف نفت (Geological Methods)
روش های زمین شناسی و مراحل اکتشاف نفت (Hydrocarbon Exploration) به دو نوع مختلف صورت میگیرد:
1- در نوع اول آن یک سری عکس های هوایی از منطقه مورد نظر گرفته میشود. عکس ها به وسیلۀ دستگاهی به نام استرئوسکوپ (Stereoscope) تحلیل و بررسی میشود. استرئوسکوپ تصاویر را به صورت برجسته نشان داده و با توجه به موقعیت پستی و بلندی ها و ناهمواری های منطقه و همچنین رنگ ظاهری سنگ ها و زمین های منطقه، احتمال وجود نفت در آن جا را مورد بررسی قرار دهد.
2- نوع دوم از روش های زمین شناسی مطالعه بر روی نوع، جنس و قدمت سنگ های منطقه است. در این روش نقشه های مربوط به سنگ ها رسم شده است. تمام اطلاعات آن ها به طور دقیق ثبت میشود تا با مطالعه زمین شناسان احتمال وجود نفت در منطقه بررسی شود.
در بسیاری از موارد مشخصات و اطلاعات مربوط به لایه های زیر زمینی با آنچه که در روی زمین و قابل مشاهده است، تفاوت دارد. در این موارد لازم است تا اطلاعات مربوط به سنگ ها و لایه های زیر زمینی تعیین و مطالعه شود. بهترین راه تهیۀ اطلاعات در مورد لایه های زیر زمینی یک منطقه، انجام حفاری اکتشافی در آن منطقه است.
در حفاری اکتشافی یک چاه عمیق حفر شده است. با پیشرفت چاه اطلاعات مربوط به سنگ شناسی، کانی شناسی و خواص فیزیکی لایه های مختلف بر حسب عمق لایه ها ثبت میشود. زمین شناسان با مطالعه بر روی این اطلاعات، احتمال وجود نفت در منطقه را بررسی میکنند.
روش های ژئوفیزیکی در مراحل اکتشاف نفت (Geophysical Methods)
روش های ژئوفیزیکی اکتشاف نفت خام (Hydrocarbon Exploration) در واقع مبتنی بر علم ژئوفیزیک هستند که خود ترکیبی از علوم زمین شناسی و فیزیک است. در علم ژئوفیزیک از اندازهگیری ها و روش های فیزیکی برای مطالعه و تحلیل زمین و پدیده های مربوط به آن استفاده میگردد. روش های ژئوفیزیکی اکتشاف نفت خام شامل سه دستۀ زیر هستند:
1- روش ثقل سنجی یا گراویمتری (Gravimetry Method)
در این روش از وسیله ای به نام ثقل سنج یا گراویمتر استفاده میشود. ساختار کلی گراویمترها به صورت یک جرم متصل به یک فنر است و یک نیروسنج در بالا که تغییرات شتاب ثقل وارد بر جرم را اندازه میگیرد. طبق رابطه گرانش، هرگاه دو جسم به جرم m و M به فاصلۀ r از هم قرار بگیرند، نیروی جاذبه بین آنها برابر است با:
از طرفی بنابر قانون دوم نیوتون : F = m.g و همچنین رابطه چگالی m = ρ . V
از معادلۀ بالا نتیجه میتوان گرفت که شتاب ثقل در نقاط مختلف یک منطقه به چگالی لایه های تشکیل دهندۀ آن منطقه وابسته است. با عبور گراویمتر از بالای منطقۀ مورد بررسی، این دستگاه پروفیل شتاب ثقل آن ناحیه را رسم میکند. وجود طاقدیس ها، گسل ها، گنبد نمکی و هرگونه تغییرات در چگالی لایه های زیرین زمین سبب ایجاد تغییرات در پروفیل شتاب ثقل میشود.
همچنین عواملی مانند شرایط جغرافیایی، جزر و مد، اختلاف ارتفاع و… باعث تغییر شتاب ثقل میشوند که باید تصحیح های مربوط به این عوامل روی شتاب ثقل انجام شده و سپس پروفیل مورد بررسی قرار گیرد.
واحد اندازه گیری شتاب ثقل، گال (G) نامیده میشود که برابر با سانتی متر بر مجذور ثانیه است. به علت کم بودن میزان تغییرات شتاب ثقل، معمولاً برای اندازه گیری ها از واحد میلی گال (mG) استفاده میشود.
همانگونه که در شکل زیر مشاهده میشود، وجود گنبد نمکی باعث کاهش چگالی لایه ها شده و پروفیل شتاب ثقل در آن نقطه دچار افت و پایین آمدگی شده است.
2- روش مغناطیس سنجی (Magnetometry Method)
در این روش از یک مغناطیس سنج عقربه ای یا دیجیتالی استفاده میشود. اساس کار آن به این صورت است که تغییرات میادین مغناطیسی در منطقه مورد نظر، اندازه گیری شده و تحلیل میگردد. اصولاً سنگهای مختلف در لایه های زمین خواص مغناطیسی مختلفی دارند. به طور مثال سنگ های آذرین به علت وجود مانیتیت در ساختار آنها دارای خاصیت مغناطیسی قوی ای هستند.
در مراحل اکتشاف نفت ، هنگام استفاده از مغناطیس سنج، این دستگاه منطقه را بررسی میکند و در جایی که سنگ آذرین یا سنگ های مغناطیسی دیگر تشخیص داد، احتمال وجود نفت رد میشود. اما در مورد لایه های رسوبی که خاصیت مغناطیسی کمی دارند میتواند وضعیت قرارگیری و سکوی بلورین آنها را تشخیص دهد. نهایتاً با رسم پروفیل حوزه مغناطیسی و مطالعۀ آن امکان وجود نفت در منطقه بررسی میشود.
3- روش لرزه نگاری (Seismic Method)
لرزه نگاری یکی دیگر از مراحل اکتشاف نفت است. در روش لرزه نگاری، به وسیله تجهیزات مخصوص نوعی زمین لرزهی بسیار خفیف ایجاد میکنند. این زمین لرزه باعث تشکیل امواج لرزه ای میشود که به سوی عمق زمین میروند. این امواج پس از شکست و بازتاب های فراوان مجدداً به سطح زمین برمیگردند و به وسیلۀ گیرندههای مخصوص دریافت میشوند تا خصوصیات آنها مورد مطالعه قرار گیرد.
در لرزه نگاری فقط امواج طولی مورد استفاده قرار میگیرند. این امواج که دارای سرعت انتشار بالایی هستند مانند یک نیمکره در حال انبساط، منتشر میشوند. سرعت انتشار امواج تابعی از چگالی سنگ ها و خواص ارتجاعی آنها است.
اگر امواج ارسالی پس از برخورد با سطح دو لایه مختلف منعکس گردد به آن امواج بازتابی میگویند. همچنین در مواردی موج پس از رسیدن به یک لایه که سرعت پیمایش در آن بیشتر است، به طور کامل میشکند. پس از طی مسافتی از حدفاصل دو لایه به سطح زمین باز میگردد که در این حالت به آن امواج شکسته میگویند.
روش استحصال امواج در سطح زمین به این گونه است که معمولاً 24 گیرنده به نام ژئوفن (Geophone) برای مناطق خشکی و هیدروفن (Hydrophones) برای دریا، در طول یک خط مستقیم به فاصلۀ 20 تا 100 متر از یکدیگر قرار میگیرند.
با برخورد امواج به گیرنده ها، ارتعاشات مکانیکی ایجاد شده در آنها تبدیل به یک جریان الکتریسیتۀ ضعیف میشود. این جریان در ادامه از یک تقویت کننده عبور میکند و در پایان علائم مخصوص بر روی نوارهای لرزه نگاری ثبت و رسم میشود. با مطالعۀ این علائم میتوان زمان رفت و برگشت امواج، فرکانس موج و دیگر مشخصات را تعیین کرده و به خواص لایه های زمین و احتمال وجود نفت و عمق آن پی برد.
جمع بندی مراحل اکتشاف نفت
مراحل اکتشاف نفت (Hydrocarbon Exploration)، اولین مرحله در فرایند بهره برداری از نفت و گاز است. این امر عمدتاً توسط متخصصان ژئوفیزیک صورت گرفته و آنها از طریق روش های زمین شناسی و ژئوفیزیکی منابع زیرزمینی نفت را کشف میکنند. کشور ایران دارای ذخایر فراوان نفت و گاز است و طی اکتشافات جدید هر روزه به حجم این ذخایر افزوده میشود.
عملیات حفاری و استخراج نفت در ایران توسط مرکز اکتشافات وزارت نفت صورت می گیرد. از کمپانی های معروف جهانی در این حوزه می توان به شرکت انگلیسی British Petroleum، شرکت چینی Sinopec، شرکت Total فرانسه، شرکت Valero در آمریکا و شرکت Gazprom روسیه اشاره کرد.
چطوری حجم مخزن اکتشاف رو محاسبه می کنن؟ ایکاش یه توضیح میدادین
مقاله مفیدی بود. داخل ایران از اتمام این تجهیزات اکتشاف هست؟