بطور کلي در ابتداي صنعت نفت ، علايم ظاهري نفت يعني نفت و گازهايي که در سطح زمين وجود داشته ، در اکتشاف نفت موثر بوده است. بعدها مشخص شد که مطالعه لايه‌هاي مختلف نفت در اکتشاف نفت ، موثر بوده است. اگر لايه نفوذ ناپذير باشد، احتمال اينکه نفت درآن وجود داشته باشد، وجود دارد. علاوه براين ، مطالعه لايه‌هاي مختلف و مطالعه خواص فيزيکي و شيميايي تحت عنوان ژئوفيزيک و ژئوشيمي در اکتشاف نفت موثر بوده است.
اکتشاف به کمک زمين شناسي
زمين شناسي به ما مي‌آموزد که آيا شکل و وضع لايه‌هاي زير زميني در محل مورد نظر براي تشکيل نفتگير مناسب است يا خير. در صورتيکه مناسب تشخيص داده شد، به جستجوي مخازن زيرزميني نفت پرداخته مي‌شود.
از اين بعد مبناي کار ، تهيه نقشه‌اي از لايه‌هاي زيرزميني است. بدين ترتيب که ابتدا عکسهاي هوايي گرفته مي‌شود و سپس عکسهاي هوايي تهيه شده ، بوسيله دوربين مخصوصي به نام استروسکوپ برجسته نشان داده مي‌شود. بدين ترتيب ، وضع برآمدگيها و حتي نوع لايه‌ها و عمق و زواياي آن تشخيص داده مي‌شود. از روي خصوصيات عکسها ، نقشه زمين شناسي تهيه مي‌گردد.
نفتگير
نفتگير يا تله نفتي ، به محل تجمع نفت و گاز گفته مي‌شود. به عبارت ديگر به ناحيه‌اي که از حرکت صعودي نفت و گاز جلوگيري کرده و سبب تجمع نفت گاز شود تله نفتي گفته مي‌شود. سنگ مخزن مناسب ، منافذ به هم مرتبط ، وجود نفت و گاز و عامل بازدانده حرکت صدور کننده نفت و گاز يا پوش سنگ از جمله عوامل اصلي تشکيل دهنده نفت گيري باشد.
قسمتهاي عمده يک نفتگير
قله
قله به بلندترين نقطه نفتگير اطلاق مي‌شود.
نقطه ريزش
نقطه ريزش به پايين ترين نقطه‌اي که نفت در نفتگير تجمع يابد گفته مي‌شود. نقطه ريزش بر سطح ريزش که سطحي افقي است قرار دارد. بستگي به ساختمان نفتگير به فاصله قائم بين قله و نقطه ريزش نفتگير گفته مي‌شود.
مخزن
مخزن ممکن است تا نقطه ريزش از نفت و گاز پر شده باشد و يا اين که در نقطه‌اي بالاتر از آن حاوي نفت و گاز شود شيب ساختماني مخزن ممکن است تحت تاثير شيب ناحيه‌اي قرار داشته و به همين دليل با بستگي ساختمان مخزن يکسان نباشد.
پي نفتگير
کلمه پي به بخش نفت ده نفتگير اطلاق مي‌شود. ضخامت کل مخزن مشتمل بر فاصله بين بلندترين نقطه مخزن تا سطح تماس آب و نفت مي‌باشد. اين ضخامت ممکن است تنها 1 الي 2 متر را در برگرفته و يا اين که به صدها متر نيز برسد. ضخامت خالص مخزن به مجموعه لايه هاي نفت ده و مفيد مخزن گفته مي شود. مخزن ممکن است حاوي نفت، گاز ياغ هر دوي آنها باشد. سطح تماس آب و نفت به پايينترين سطخ نفت قابل توليد در نفتگير گفته مي‌شود. سطح تماس گاز و آب و سطح تماس گاز و نفت نيز به پايينترين سطحي که گاز قابل توليد در مخزن وجود داشته باشد، گفته مي‌شود. تعيين عمق اين سطوح قبل از توليد ضروري است. گاز به علت سبکتر بودن به بخش بالاي مخزن انتقال يافته و نفت در زير گاز تجمع مييابد.
حضور گاز يا نفت بطور منفرد در مخزن به وضعيت فشار ، دما ، درجه بلوغ سنگهاي منشا ، تداوم ورود گاز و نفت و ظرفيت مخزن بستگي دارد. مرز بين گاز ، نفت و آب ممکن است تدريجي و يا شاخص باشد. مخازني که داراي مرز شاخص آب ، نفت يا گاز مي‌باشد. از تراوايي خوبي برخوردار مي‌باشند. مخازني که داراي مرز تدريجي آب ، نفت و يا گاز بوده تراوايي کمتري را داشته و فشار موئين بالاتري را در بر مي‌گيرد. آب زيرين به آب مستقر در بخش تحتاني محدوده هيدروکربوردار اطلاق مي‌شود. آب مجاور نيز به آب کناري مخزن گفته مي‌شود.
پوش سنگ
از آنجايي که نفت و گاز سبکتر از آب بوده و مخازن نيز در بسياري مواقع تحت تاثير شيب ناحيه‌اي قرار دارد، لذا نفت و گاز چه بصورت عرضي و چه در جهت قائم همراه آب و در خلال آب و سنگ عبور مي‌کند، تا به يک ناحيه کمتر تراوا برخورد کرده و از حرکت بازايستد. لايه غير تراوا که سبب توقف نفت مي‌شود را پوش سنگ مي‌گويند.
پوش سنگ ممکن است محدب باشد. همين امر از فرار نفت و گاز جلوگيري مي‌کند. حرکت بالا رونده نفت ممکن است تحت تاثير اختلاف پتانسيل سيال به فرض حرکت پائين رونده آب قرار گرفته و در نتيجه متوقف شود. اين عامل بازدارنده و تجمع نفت را به اصطلاح سد محلولي گويند. افزايش شيب پتانسيل محلول در نواحي که خلل بسيار ريز شده ، تراوايي کاهش يابد و يا سازند نازک شود کاملا محسوس مي باشد.
تعيين شکل و وضعيت مخزن
زمين شناسي نفت موظف است موارد فوق را تلفيق کرده و وضعيت مخزن را مشخص کند. اطلاعات وي به ترتيب ناشي از داده‌هاي ژئوفيزيکي ، حفاري ، فشار محلول ، رحنمونها ، نقشه برداري سطحي ، مغزها و نقشه‌هاي زيرزميني بوده و در اين مرحله شکل و وضعيت مخزن مشخص مي‌شود. تعيين خلل و تراوايي نياز به داشتن اطلاعات وسيعتر و دقيقتر از مخزن بوده و با استفاده از داده‌هاي حفاري ، نمونه‌هاي ژئوفيزيکي ، خرده‌هاي ناشي از حفاري ، مترها ، نقشه‌هاي مقاطع عرضي و طولي مخزن ، نحوه گسترش سنگها ، ارتباط آنها ، حضور دگرشيبي‌ها و غيره ميسر مي‌شود.
طبقه بندي نفتگيرها
مواد نفتي به طرق مختلفي در نفتگير تجمع مييابد. عمده ترين نفتگيرها عبارتند از:
نفتگيرهاي ساختماني :اين نفتگيرها حاصل فرايندها تکتونيکي و تغيير شکل سنگ مخزن مي‌باشند.
نفتگيرهاي چين خورده
نفتگرهاي کسکي
نفتگيرهاي دياپيري : اين نفتگيرها حاصل جريان يافتن لايه ناشي از اختلاف وزن مخصوص آنها مي‌باشد.
دياپيرهاي نمکي
دياپيري گلي
نفتگير چينه‌اي : اين نفتگيرها ناشي از تغيير در تدوم سنگ شناسي و يا حاصل محيط رسوبي و يا تغييرات ثانويه است.
نفتگيرهاي هيدروديناميکي : اين نفتگير حاصل جريان يافتن آب مي‌باشد.
نفتگيرهاي مرکب : حاصل تلفيق دو يا بيشتر فرايندهاي فوق مي‌باشند.
نفتگيرهاي برون پوش سنگ
روشهاي ژئوفيزيکي براي شناسايي لايه‌هاي مختلف زمين
روش ثقل سنجي
با اين روش مي‌توان به کمک دستگاه مخصوص ، تغييرات قدرت ثقل زمين را در نقاط مختلف اندازه گيري و به اين ترتيب تا حدي وضع لايه‌هاي مختلف را معلوم نمود.
روش لرزه نگاري
با ايجاد زمين لرزه مصنوعي ، ارتعاشاتي به اعماق زمين فرستاده مي‌شود و با مطالعه امواج انعکاسي و يا انکساري ، وضع طبقات زيرزميني را بررسي مي‌نمايند. از نظر اينکه سرعت امواج در لايه‌هاي مختلف متفاوت است (هرچه لايه متراکم تر باشد، سرعت امواج بيشتر است)، روش لرزه نگاري مي‌تواند اطلاعاتي به شکل محدود از وضع لايه‌ها را بدست دهد.
روش مغناطيسي
روش مغناطيسي بر مبناي بررسي جهت و شدت ميدانهاي مغناطيسي قرار دارد. براي اين منظور ، از دستگاهي به نام مگنتومتر استفاده مي‌شود. چون در قشر زمين ، مقاديري مواد آني وجود دارد و نيز چون ساختمانها و گسستگي‌هاي متعدد ، وضع لايه‌ها را نسبت به سطح زمين تغيير مي‌دهد و اگر خواص مغناطيسي برخي از اين لايه‌ها با لايه‌هاي ديگر متفاوت باشد، اثر مغناطيسي مختلفي در سطح زمين بوجود مي‌آورد.
از اين روي ، اين عوامل مجموعا يا منفردا مانع از انطباق نصف النهار مغناطيسي بر نصف النهار جغرافيايي مي‌شود. تفاوت حاصل را اختلالات مغناطيسي مي‌نامند و در نتيجه با مطالعه اختلالات مغناطيسي مي‌توان وضع لايه‌ها را بررسي نمود.
روش الکتريکي
روش الکتريکي بر مبناي اندازه گيري مقاومت مخصوص زمين در مقابل امواج الکتريکي در ايستگاههاي مختلف قرار دارد.
روش ژئوشيمي
ژئوشيمي علمي است که بطور کلي از شيمي زمين و بطور اختصاصي از مواد متشکله آن صحبت مي‌نمايد. ژئوشيمي از توزيع و حرکت مواد شيميايي در داخل زمين در زمان و مکان بحث مي‌کند.
گلداشميت ژئوشيمي را بدين ترتيب تعريف مي‌نمايد.
اولين نقش ژئوشيمي از يک طرف اندازه گيري کمي ترکيب زمين و مواد متشکله آن است و از طرف ديگر ، کشف قوانيني که توزيع هر يک از مواد را در زمين کنترل مي‌نمايد.
هدفهاي اصلي ژئوشيمي را مي‌توان به شکل زير خلاصه نمود.
1) اندازه گيري نسبي و مطلق فراواني مواد و ايزوتوپها در زمين.
2) بررسي توزيع و مهاجرت هر يک از مواد در قسمتهاي مختلف زمين.
نتايج بررسيهاي لايه‌هاي زمين با روشهاي مختلف
با اطلاعاتي که از لايه‌هاي مختلف زمين برمبناي روشهاي زمين شناسي ، ژئوفيزيکي و ژئوشيمي بدست مي‌آيد، مواد مختلف موجود در لايه‌هاي زمين کشف مي‌شود و محل و کيفيت نفت خام موجود در لايه‌ها کشف مي‌شود و بدين ترتيب با تشخيص محل صحيح نفت و گاز موجود در اعماق زمين مي‌توان به حفاري و استخراج اين مواد اقدام کرد.
براي اکتشاف نفت ابتدا مدارک ، شواهد و سفرنامه‌ها و همچنين جغرافياي محيط را مورد مطالعه قرار داده و پس از اينکه چاههاي آزمايشي حفر کردند و از وجود نفت اطمينان حاصل کردند، شروع به استخراج نفت مي‌کنند.
تاريخچه استخراج نفت
سابقه اکتشاف نفت در ايران به حدود 4000 سال پيش مي‌رسد. ايرانيان باستان به عنوان مواد سوختي و قيراندود کردن کشتي‌ها ، ساختمانها و پشت بامها از اين مواد استفاده مي کردند. نادر شاه در جنگ با سپاهيان هند قير را آتش زد و مورد استفاده قرار داد.
در بعضي از معابد ايران باستان براي افروختن آتش مقدس از گاز طبيعي استفاده شده و بر اساس يک گزارش تاريخي يک درويش در حوالي باکو چاه نفتي داشته که از فروش آن امرار معاش مي‌کرده است.
عکسبرداري هوايي
اگر در منطقه‌اي به وجود نفت مشکوک شوند از آنجا عکسبرداري هوايي مي‌کنند تا پستي و بلنديهاي سطح زمين را دقيقا منعکس نمايند. آنگاه عکس را به صورت فتوموزائيک درآورده و با دستگاه استريوسکوپ مورد مطالعه قرار مي‌دهند.
نقشه برداري عملي
براي گويا کردن عکسهاي هوايي نقشه برداري از محل ، توسط اکيپي صورت مي‌گيرد. فواصل و اختلاف ارتفاع با دستگاه فاصله ياب يا تئودوليت تعيين مي‌شود و بدين ترتيب نقطه به نقطه محل مورد نظر مطالعه مي‌شود.
نقشه کشي
اطلاعات بدست آورده را بوسيله دستگاه پانتوگراف در اندازه‌هاي بزرگتر و يا کوچکتر رسم کرده و همراه با عکسهاي هوايي نقشه پانتوگرافي که پستي و بلنديهاي سطح زمين را نشان مي دهد رسم مي کنند.
آزمايش روي نمونه هاي سطحي
پس از نمونه برداري ، آنها را شماره گذاري کرده و در کيسه‌هاي مخصوص به آزمايشگاه مي‌فرستند. در آنجا بر روي يک شيشه مستطيل شکلي کمي چسب کانادا قرار داده و مقداري از خرده سنگهاي دانه بندي شده را روي آن مي‌چسبانند. سپس آنها را سائيده تا ضخامت آن 0.2 ميليمتر گردد و نور بتواند از آن عبور کند. اين نمونه ها را که اسلايد مي‌گويند در زير ميکروسکوپ قرار داده تا از نظر زمين شناسي ، نوع سنگ ، فسيل شناسي ، ميکروفسيل شناسي و ساختار زمين مورد بررسي قرار گيرد.
رسم نقشه زمين شناسي
با در دست داشتن نتايجي که از روي نمونه‌هاي سطح زمين بدست آمده ، عکسهاي هوايي و نقشه‌هاي توپوگرافي ، نقشه زمين شناسي سطح زمين را رسم مي کنند. با داشتن خطوط ميزان منحني ، بعد سوم يا ارتفاعات را هم روي آنها مشخص مي‌کنند.
? نقشه ساختماني زيرزميني
براي آگاهي نسبت به زير زمين نياز به روشهاي غير مستقيم است که يکي از آنها روشهاي ژئوفيزيکي است. بوسيله اين روشها شکل لايه هاي زير زمين را مشخص کرده و مي‌توان تا اعماق زيادي اکتشاف غير مستقيم نمود.
پس از اطمينان از اينکه لايه هاي اعماق زمين مناسب ايجاد نفت گير است و در صورتي که ذخيره هيدروکربورهاي آن قابل ملاحظه باشد، محل حفر چاه را با علامت روي زمين مشخص کرده و دکل حفاري را در محل بر پا مي کنند. عمليات جاده سازي از جاده اصلي تا سر چاه و کارگذاري يک لوله آب به منظور آبرساني به دستگاههاي حفاري نيز انجام مي‌شود. دستگاه حفاري قابل حمل بوده و دکلهاي بزرگ از چندين قسمت تشکيل شده‌اند که به هنگام استفاده قطعات آن را به هم وصل مي‌کنند.
آزمايش روي نمونه‌هاي عمقي
در ضمن حفاري خرده سنگهايي که بوسيله گل حفاري به سطح زمين آورده شده‌اند توسط الک‌هايي از گل حفاري جدا شده و براي مطالعه به آزمايشگاه مي‌فرستند. آگاهيهاي بدست آمده را به عنوان يک داده جديد به سيستم اکتشاف مي‌دهند.
تهيه مقاطع بزرگ
براي تهيه مقاطع بزرگ از يک مته الماسه موجدار توخالي استفاده مي شود تا لايه هاي اعماق زميني را برش داده و به سطح زمين آورد. روي اين لايه ها که به مغزه معروف است عمق را نوشته و براي آزمايش در جعبه‌هاي مخصوص نگهداري مي‌کنند روي اين مغزه‌ها دو دسته عمليات انجام مي‌گيرد يکي مطالعات مهندسي مخازن يا پتروفيزيکي است که در آن ميزان خلل و فرج سنگ را اندازه گيري مي کنند، و ديگري مطالعات زمين شناسي است که روي مقاطع نازک آن صورت مي‌گيرد. براي اين کار اسلايدي به ضخامت 0.2 ميليمتر از آن تهيه کرده و به آن آليزارين يا فروسيانور مي‌افزايند تا معلوم شود که نوع سنگ ، آهکي و يا از جنس دولوميت است. در صورتي که سنگ آهکي باشد رنگ اسلايد قهوه‌اي مي‌شود.
نتيجه گيري
نتايج را در جداولي يادداشت کرده و اسلايدهاي لايه هاي مختلف چاه را پس از شماره گذاري در جعبه هاي مخصوص بايگاني مي‌کنند. اين جعبه‌ها شناسنامه چاه مربوطه مي‌باشند. با انجام آزمايش لحظه به لحظه کار حفاري دنبال شده تا تحت کنترل قرار گيرد. با حفر چاه به ذخيره اطلاعاتي آن منطقه افزوده تر مي‌شود تا بالاخره نفت اين ماده حياتي پرارزش در خدمت بشر قرار گيرد. ماده‌اي که پس از مواد غذايي بهترين ارزش را در زندگي بشر امروز دارا مي‌باشد.
نفت در علوم مختلف زمين شناسي
بهره گيري از علم زمين شناسي (مبني برمطالعه سنگها ازجهات گوناگون) به منظور اکتشاف و بهره برداري از منابع نفت و گاز اساس علم زمين شناسي نفت را تشکيل مي‌دهد.
مطالعه سنگها با بهره گيري از شاخه‌هاي مختلف علم زمين شناسي امکانپذير است که با نتايج حاصل از اين مطالعات و جمع بندي آنها ، سرانجام بکار برد زمين شناسي در شناسايي منابع هيدروکربني که همان علم زمين شناسي نفت (Peiroleum Geology) مي‌باشد، دست خواهيم يافت..
شاخه‌هاي مختلف علم زمين شناسي که در جهت شناسايي ، اکتشاف و بهره برداري از منابع نفتي ، هر کدام منحصرا به صورت تخصصي مي‌توانند نقش ارزنده‌اي را داشته باشند عبارتند از :.
رسوب شناسي
تقريبا تمام منابع هيدروکربني در تشکيلات رسوبي و اشکال رسوب شناسي گوناگون وجود دارند. همچنين براي مخزن شدن سنگ يا به دام افتادن نفت و توسعه عمومي حوضه رسوبي ، شناختن مسائل زمين شناسي ساختماني بسيار مهم است. .
ژئوشيمي آلي .
ژئوشيمي آلي که مواد موجود در رسوبات و تغيير شکل آنها و تبديل آنها به هيدروکربن‌ها را مورد مطالعه قرار مي‌دهد، نيز يک بخش مهم از زمين شناسي محسوب مي‌شود. بعلاوه امکان تشکيل سنگهاي مادر با مقدار مواد آلي زياد و سنگهاي ذخيره با تخلخل بالا را مي‌توان تا حد وسيعي توسط مفاهيم و مدل‌هاي رسوب شناسي و شناخت اقيانوس‌هاي گوشته پيشگويي کرد. .
ديرينه شناسي .
ارتباطات بيو استراتيگرافي ازروي لايه‌هاي مشاهده شده در چاههاي اکتشافي و نيز استفاده از ميکرو فسيل شناسي جهت پي بردن به توسعه ميدانهاي نفتي تا حد زيادي در صنعت نفت کارايي دارند. به نمونه‌هاي کوچک بدست آمده درطول حفاريها که حاوي ميکروفسيل‌ها هستند نمي‌توان زياد اطمينان کرد. به عبارت ديگر مغزه‌هاي بدست آمده با وزن چندگرم امکان دارد داراي چند صد ميکرو فسيل باشند که ممکن است براي جمع بندي و نتايج چينه شناسي بهتر از ماکرو فسيل‌ها باشند. .
زمين شناسي ساختماني .
پيش از صد سال قبل اکتشافات نفت را با توجه به تراوش‌هاي بزرگ نفت که درسطح زمين و در نزديکي محل حفاري صورت مي‌گرفت انجام مي‌دادند. ولي امروزه براي اکتشاف از ساختارهايي که به ندرت در سطح زمين قابل روئيت هستند، استفاده مي‌کنند و براي تشريح ساختارهاي زيرزميني ابتدا اندازه گيري‌هاي ژئوفيزيکي در سطح زمين انجام داده و سپس ارتباطات لايه‌ها را بوسيله مفاهيم بدست آمده از طريق لاگ‌ها و فسيل‌ها استفاده مي‌کنيم. .
ژئوفيزيک .
معمولا در اندازه گيري‌هاي ژئوفيزيکي از روشهاي گراديمتري (Gradimetry) و مگنتومتري (Magnecometry) و بالاخره لرزه نگاري که بهتر از دو روش قبلي است استفاده مي‌کنند. با پيشرفت‌هاي سريع در کيفيت تکنيک‌هاي لرزه نگاري و نتايج حاصله از اين نوع اندازه گيري‌ها مفاهيم کاملا جديد و ميدانهاي توسعه يافته‌اي را مي‌توان مشخص کرد. به دليل اينکه حفاري در زير بستر اقيانوسها بسيار پرهزينه است، در اکثر اوقات مقاطع لرزه نگاري و ديگر داده‌هاي ژئوفيزيکي تنها اطلاعات ما مي‌باشند. .
روشهاي چاه‌پيمايي ژئوفيزيکي نيز به سرعت توسعه يافته‌اند و لاگ‌ها يک پيوستگي اطلاعاتي را در مورد سري‌هاي طويل طبقات تهيه مي‌کنند که بندرت با ديگر روشها مي‌توان اين اطلاعات را تهيه نمود. اين اطلاعات نه تنها تعبير ترکيب ليتوژي سنگها و اختلاف آنها را از نظر تخلخل و نفوذپذيري ممکن مي‌سازد (خواص ويژه مخازن نفتي) بلکه محيط‌هاي ته نشيني در رسوبات را مشخص مي‌کند. .
منابع:
1-http://forum.parsigold.com
2-http://daneshnameh.roshd.ir
3-http://forum.p30world.com
4-http://www.assaluyeh.com
5- روزنامه کارگزاران
/س