جيولوجيا ا لبترول

petroleum geology
جيولوجيا البترول Petroleum geology
[color:0c43=8B0000]• مراحل تواجد النفط OIL PRESENCE STAGES :

1 - مرحلةالتكوين Evolving stage:وهي المرحلة الأولى من مراحل تواجد النفطيتم فيها تكوين المادة للنفط فيوجود عناصر ثلاثة يشترط توافرها وهي:
أ - المـادة العضويـة hydrocarbonsبتركيزات عاليـة فـيطبقة من الصخور وتسمى هذه الصخور " بصخورالمصدر "source rock
ب- حرارة Heat
ج - ضغط Pressureحيث يتوافر كل من الضغط والحرارة المناسبة في الأعماق الكبيرة .

2 -مرحلة الهجرة Migration stage :في هذه المرحلة يهاجر النفط من مناطق تكونه ( صخور المصدر ) حيثالضغوط المرتفعة متجها إلى مناطق أخرى حيث الضغط الأقل، وتتطلب هـذه المرحلة توافرعنصرين أساسيينوهما :
أ - فرق في الضغط Differential pressure: وهي القوة المسئولة عن حركة هذه الموائع .
ب - قنوات متصلة مع يعضها البعض تمثل المسامات والمنافذ(porosity) , إضافة إلى الكسور والشقوق في الصخوروهـي جميعها تمثل ممرات صخرية تسمحبمرور النفط من خلالها في اتجاه أفقي أو رأسي ( هجرة أفقية horizontal migration،هجرة رأسية vertical migration) .


3 - مرحلة التجمع Accumulation stage: وهـي المرحلة الأخـيرة والمسئولة عـن تجمع النفط بكميات كبيرة غالباً ما تكوناقتصادية ، ولتجمع النفطلابد من وجود نظام صخري يعمل عـلى منع استمرار هجرةالنفط وتجمعه
في نطاق هذا النظام، ويسمى هذا النظام بالمصيدةالنفطية Oil trap.


• عناصر المصيدة النفطية OIL TRAPS ELEMENTS :

1 -صخور الخزان Reservior rocks:وهي عبارة عـن طبقـة صخريـة ذات مسامية ونفاذية عالية ، ليسمح الصخرباحتواء النفط داخله ، حيث أنالمساميةهـي الحجم الكلي للفراغاتبالنسبةلحجم الصخـر ، بينماالنفاذيةهي قدرة الصخر على امرار المائع من خلاله ،كما هو في الحجر الرملي .

2 -صخر الغطاء Cap rock:وهو عبارة عن طبقة صخرية غير منفذة(impermable) تعلو صخر الخزانلتمـنع الهجرة الرأسيةللنفط مثل صخور الجبس اللامائية shales.

3 - تركيب صخري Structure:وهو عبارة عن تركيب جيولوجي يشمل صخرالخزان والغطاء الصخري بطريقة مناسبة تمنع استمرار هجرة النفط سواء الرأسية أوالأفقية ، مثل المصيدة القبوية dome trap(تركيبة) أو مصيدة عدم التوافق unconformity trap( طبقية ) .

4 -تواجد النفط Oil presence:أن تجمع النفط بكميات اقتصادية في طبقة المكمن بعد تكوين المصيدةالنفطية ، يعطيها صفـة المصيدة النفطية .


• أنواع المصائد النفطية TYPES OF OIL TRAPS:

وهناك نوعانأساسيان للمصائد النفطيه

1 - المصائدالتركيبيه Structural traps :وهي مصائد تتكون نتيجه تغير في وضعالطبقات مما أدى لتكوين مصيدة للغاز والنفط ، ومن انواعها :مصيدة القبه الملحيه salt dome trap ، المصيدة الصدعيه falut trap


2 - المصائد الطبقيه Stratigraphic traps:وهي مصيدة نتجتعن ترسب طبقه الحجر الرملي يعلوه طبقه غير منفذه مما يكون مصيدة طبيعية للنفطوالغاز تحول دون نفاذ النفط.


[color:0c43=8B0000]• الحفرواستخراج النفط DRILLING & EXTRACTION OIL:

تعتبر عمليةالحفر من أهم وأخطر العمليات والأكثر كلفة ، وهي التقنية الوحيدة لاستخرج النفط منباطن الأرض ، وتتم عملية استخراج النفط عنطريق أربع مراحل أساسية هي :

1- حفر آبار النفط Oil Well Drilling

يتم حفر آبار النفط بواسطة الحفر الرحوي ( Rotary Drilling ) التي تستخدم منصة الحفر التي يمكن وصفها باختصار فيما يلي :



جهاز الحفر الرحوي

منصة الحفر platform rigs:
تستخدم منصة الحفر في عملية الحفر الدوراني وهي تتكون مـن أجزاءأساسية تساعد في عملية الحفر :

أ - برج الحفر drilling tower:
وهو عبارة عن برج معدني منتصب فوق منصة عريضة أفقية ويستخدم هـذاالبرج في
عملية تثبيت أعمدة الحفر رأسيا وتوصيلها ببعضها ، ثم دفعها إلى أسفلبطريقة حلزونية
ب - أعمدة الحفر drilling columns:
وهي أعمدة معدنية صلبة جداً تنتهي أطرافها بوصلات لتوصيلهاببعضها لتشكل عمود أطول ، وتتميز أعمدة الحفر بأنها مجوفة لتسمح بمرور طين الحفربداخلها .

ج - رأس الحفر ( المثقاب )drill :
وهو عبارة عن كتلة معدنية مصنعة بأشكال هندسية مختلفة ، ذات حواف حادةقـد تكون عـلى شكل مسننات تعمل على تفتيت الصخور وهـي مجوفة وتحتوي على فتحات فـيالأسفل تسمح باندفاع طينة الحفر خلالها إلى تجويف الحفرة .


د – طينة الحفر drilling mud.وهي عبارة عن مواد كيميائيةمطحونة تخلط بالماء لتكون سائل غليظ . وأثناء عملية الحفر يتم ضخ هذا السائل بواسطةمضخات ضخمة من خلال التجويف في داخـل أنابيب الحـفر ليصل إلى رأس الحفر ، ويخرج منخلال فتحات ليندفع في قاع البئر صاعداً إلى أعلى حتى يصل إلى السطح حامـلاً معهالفتات الصخري الناتج من عملية الحفر ، وعلـى السطح يمر الطين على مرشح يفصل الفتاتالصخري عن الطين . ومن ثم يدفع الطين مرة أخرى إلـى تجويف أنابيب الحفر ليعاودالكرّة ويكون ما يعرف بدورة طين الحفر .

ويمكن تلخيصفوائد استخدام طين الحفرفيما يلي :

تبريد معدات الحفر حيث ترتفع درجة حرارتها بسبب احتكاكها بالصخورأثناء الحفر .
إخراج الفتات الصخري الناتج من عملية الحفر أثناء اندفاع الطينمن قاع البئر إلى السطح .
يزيد من تماسك جدار الحفر ليمنع انهيار جدران الحفرةأثناء الحفر .
تفادي خروج الغازات أو السوائل الموجودة تحت ضغوط عالية في باطنالأرض ، التي قد تؤدي إلى حالة انفجار في البئر وذلك عن طريق موازنة وزن عمود الطينالموجود في الحفر لضغط الغازات والسوائل في الطبقات الصخرية .

2 - تبطين البئر Well Casing

عنـد وصول الحـفر إلـى أعمـاق معينة يتم تبطين البئـر بأنبوب فولاذييسمى أنبوب البطانة ( Casing ) يتم إنزال هذا الأنبوب من قمة البئر إلـى قاعة ويثبتبضخ نوعية خاصة مـن الأسمنت بين جدار البئر وأنبوب البطانة تعمل علـى تثبيت الأنبوبفـي الجدار . يمنع هذا الأنبوب من انهيار البئر ، وكذلك يمنع ضياع الطين أثناءارتفاعه إلى سطح الأرض وذلك بتخلله خلال جدران البئر ( خاصة إذا كانت الصخور مساميةنفاذة ) أو خلال تجاويف كهفيه قد تكون موجودة في بعض مناطق الحفر . وكذلك فإن هذاالأنبوب يمنع تسرب المياه الجوفية من طبقات الأرض الحاملة إلى البئر . ويكون قطرأنبوب الطي كبيرا عند القمة ويصغر بالتدريج إلى أعماق أكبر . وقبل البدء في حفرمرحلة جديدة من البئر يوصل أنبوب التبطين بعد تثبيته بالإسمنت ، برأس البئر تحتمنصة برج الحفر ، ويتألف رأس البئر من مجموعة من الشقف ( Flanges ) والوصلاتوالصمامات يوصل بأعلاها جهاز مانع الانفجار ( Blow out Preventer, Bop ) الذي يمكنبواسطته منع خروج الغاز أو النفط أو الماء أثناء الحفر حتى تتم عمليات الحفروالتبطين وغيرها في أمان .

3 - تثقيبأنبوب الحفر Perforated pipe drilling:
عند انتهاء الحفر والتأكدمن الوصول إلى الطبقات الحاملة للنفط يتم إنزال شحنة متفجرات معينة تحدث انفجارامحدودا يسمح بتثقيب أنبوب الحفر واتساع الشقوق في صخور المكمن ، وقد تتم عمليةالتثقيب في عمقين مختلفين في البئر نفسه ، وبهذا تصبح البئر مزدوجة الإنتاج كما فيالشكل وإذا لم يكن تدفق النفط مناسبا فإنه يتم إنزال كمية من حمض الهيدروكلوريكخاصة في الطبقات الجيرية لزيادة نفاذية الصخور ، وقد يتم تصديع الطبقة الصخريةباستخدام ضغط عال لتسمح بنفاذ النفط إلى قاع أنبوب الحفر .
وبعد تثقيب البئر يتمإنزال أنبوب قطره حوالي ثلاث بوصات داخل البئر ، فإذا كانت البئر مزدوجة الإنتاج ،يتم إدخال حشوة بين أنبوب الإنتاج وأنبوب الطي فوق منطقة الإنتاج السفلي فيتدفقالنفط من هذه الطبقة خلال هذا الأنبوب . وأما إنتاج المنطقة الأعلى فيتدفق منالفراغ بين أنبوب الإنتاج وأنبوب الطي كما يرى في الشكل .

4 - شجرة عيد الميلاد Christmas s Tree
أثناءعمليات الحفر يكون البئر مملوءا بطين حفر ثقيل حتى يتغلب على الضغط الممكن . وهذايسمح عند انتهاء عمليات الحفر ومتطلباتها برفع مانع الانفجار ( BOP ) بدون خطورة . ثم يركب رأس البئر ويوصل بأنبوب الإنتاج وأنبوب الطي عند قمة البرج .
ورأس البئرعبارة عن مجموعة من الصمامات والوصلات يمكن بواسطتها التحكم في تدفق النفط ، ويسمىرأس البئر في هذه الحالة بشجرة عيد الميلاد ( Christmass Tree ) . انظر الشكل . ويزاح الطين بعد ذلك من أنبوب الطي بضخ الماء حتى يصبح الماء أقل من ضغط النفط فيالطبقة المنتجة وعند ذلك يدفع مخلوط النفط والغاز أمامه من الماء وتبدأ البئر فيالإنتاج .
_______

مشكوووور جيو محمد
معلومات قيمة

الموضوع ممتاز ويستحق القراءة

شكراً لك على هذه المعلومات ....وبارك الله فيك