ابتدا در مورد ساختار نفت خام اینگونه میتوان گفت که مایعی بدبو و غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه ای تیره است. این مایع دارای گرانروی (ویسکوزیته) نسبتاً بالایی بوده و ترکیبات اصلی تشکیل دهندۀ آن هیدروکربن ها می‌­باشند. از گذشته های بسیار دور مردمان مناطق نفت خیز مانند ایران کم و بیش با نفت خام آشنایی داشته. در مناطقی که نفت به طور طبیعی و خودجوش به سطح زمین می‌­رسیده از این مایع غلیظ برای قیر اندود کردن و به عنوان سوخت برای روشنایی و گرما به طور محدود استفاده می‌­کردند.

با گذشت زمان و پیشرفت علم بشر، رفته رفته به ارزش و خاصیت نفت خام با عنوان (طلای سیاه) پی برده شد. آنگاه بشر شروع به حفاری در مناطق نفت خیز و استخراج این ماده­ ارزشمند کرد. اولین چاه نفت رسمی جهان در ۲۴ ژانویه سال ۱۸۵۹ میلادی در ایالت پنسیلوانیای آمریکا توسط “سرهنگ ادوین لورنتین دریک” حفر گردید و استخراج نفت رسماً آغاز شد.

اولین چاه نفت در ایران که در واقع اولین چاه نفت خاورمیانه بود. در سال ۱۲۸۲ هجری خورشیدی توسط ویلیام ناکس دارسی ثروتمند استرالیایی در زمان مظفرالدین شاه قاجار در قصر شیرین به عمق ۵۰۷ متر حفر شد. پس از آن در خرداد ماه ۱۲۸۷ هجری خورشیدی دومین چاه به عمق ۳۶۰ متر در مسجد سلیمان افتتاح گردید و اکنون بیش از یک قرن از آغاز حیات صنعت نفت در ایران می­‌گذرد.

نفت خام

منشا نفت خام

اکنون برای توضیح منشا نفت نظریه های متعددی عنوان شده است که متحتمل ترین آنها نظریه آلی است.

نظریه ی آلی منشأ تشکیل نفت را گیاهان (عمدتا جلبکها) و موجودات آلی (زئو پلانگتون ها)موجود در اقیانوس ها می‌دانند.

علت اعتبار این نظریه به دلیل وجود نوع خاص از لیپیدها درون نفت است که مختص این موجودات می باشد.

باقی‌ماندهٔ جانوران و گیاهانی (اعم از جلبک‌ها و مرجانها) که میلیون‌ها سال قبل (پیش از پدید آمدن دایناسورها) در محیط آبی شور زندگی می‌کرده‌اند، طی میلیون‌ها سال توسط گل و رسوبات مدفون شده‌اند.

گرچه با توجه به مطالعات اخیر حتی ممکن است نفت سریع تر و از تجزیه اجساد انسان های گذشته نیز حتی به مقدار اندک به دست آید.

این باقی مانده ها تحت فشار و دمای بالا، نبود اکسیژن و گذشت مدت زمان طولانی، به نفت و گاز تبدیل گشته است. در اثر فشار روباره، نفت و گاز تشکیل شده به سنگ مخزن مناسب مهاجرت کرده و حضور پوش سنگی چون گنبد نمکی منجر به تجمع آنها در سنگ میخزن می شود.

به مجموعه ی سنگ منشا، سنگ مخزن حاوی هیدروکربنها و پوش سنگ، حوضچهٔ نفتی می گویند.

نفت خام حالت روغنی دارد و به شکل‌های جامد (قیرهای نفتی) و مایع دیده می‌شود. برخی اوقات به تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می‌شود. اگر نفت در لایه‌ای رسوبی جمع گردد به‌آن محل حوضچهٔ نفتی می‌گویند. از مجموع چندین حوضچهٔ نفتی، یک میدان نفتی حاصل می‌شود. به سنگ متخلخل دربرگیرندهٔ نفت که قابلیت تولید نفت را داشته باشد، سنگ مخزن می‌گویند.

 

ترکیب نفت خام

نفت خام به طور معمول با ترکیبات هیدروکربنی که در آنها بیشتر رایج است ،  مشخص می شود: پارافین ها ، نفتن ها و ترکیبات آروماتیک.  پارافین ها متداول ترین هیدروکربن های موجود در نفت خام هستند. برخی از پارافین های مایع از اجزای اصلی تشکیل دهنده بنزین  هستند و از این رو ارزش بسیاری دارند.

نفتن ها بخش مهمی از تمام محصولات تصفیه مایع هستند و همچنین برخی از بقایای سنگین  فرآیندهای پالایشی را تشکیل می دهند. ترکیبات آروماتیک به طور کلی تنها درصد کمی از نفت خام را تشکیل می دهند. رایج ترین ترکیب آروماتیک موجود در نفت خام ، بنزن است که یک عنصر محبوب در صنعت پتروشیمی است.

پارافین ها یا آلکان ها

این ترکیبات در شیمی آلی با فرمول عمومی  CnH2n+2 نشان داده می شوند و به دو گروه نرمال و ایزو دسته بندی می ‌شوند. هیدروکربن‌ های اشباع شده با زنجیره خطی را پارافین‌ های نرمال و هیدروکربن‌ های شاخه ‌دار را ایزو پارافین ‌ها می گویند که تنها از نظر شکل با یکدیگر متفاوت هستند. این مسئله خواص آنها را تحت تاثیر قرار می دهد.

متان، اتان، پروپان و بوتان که اعضا اولیه این گروه هستند به شکل گاز و باقی ترکیبات از پنتان تا هپتادکان مایع هستند. ترکیبات سنگین ‌تر نیز به صورت مومی ‌شکل می باشند.

نفتن ها

نفتن‌ها با فرمول مولکولی CnH2n گروه  دیگری از ترکیب های نفت خام هستند که دارای یک یا چند حلقه سیرشده از اتم های کربن می باشند. این ترکیبات بخش مهمی از محصولات پالایشی نفت خام هستند و ساده‌ تر به گازوئیل تبدیل می‌ شوند.

ترکیبات آروماتیک

این ترکیبات تقریبا در تمامی انواع نفت خام وجود دارند و شامل هیدروکربن ‌هایی حلقوی و غیراشباع با پیوند دوگانه کربن- کربن، به صورت تناوبی هستند. بنزن، تولوئن و زایلین برخی از ترکیبات آروماتیک مایع هستند اما با افزایش تعداد کربن این ترکیبات به جامد تبدیل می شوند مانند نفتالین.

ترکیبات پلی ‌آروماتیک‌ با وزن مولکولی بالا که در نفت خام وجود دارند شامل هترواتم‌ هایی مانند  گوگرد، نیتروژن و اکسیژن هستند.

اولفین ها با فرمول مولکولی CnH2n  در حین پالایش نفت خام تولید می شوند . این ترکیبات با دارا بودن یک پیوند دوگانه بسیار واکنش ‌پذیر به راحتی دچار اکسیداسیون و پلیمریزاسیون می ‌شوند.

69

نفتگیر ها وانواع آن

نفتگیر یا تله نفتی ، به محل تجمع نفت و گاز گفته می‌شود. به عبارت دیگر به ناحیه‌ای که از حرکت صعودی نفت و گاز جلوگیری کرده و سبب تجمع نفت و گاز شود، تله نفتی گفته می‌شود. سنگ مخزن مناسب ، منافذ به هم مرتبط ، وجود نفت و گاز و عامل بازدارنده ی حرکت صدور کننده نفت و گاز یا پوش سنگ از جمله عوامل اصلی تشکیل دهنده ی نفت گیر می باشد.

مواد نفتی به طرق مختلفی در نفتگیر تجمع می‌یابد، عمده ترین نفتگیرها عبارتند از:

۱– نفتگیرهای ساختمانی

۲– نفتگیرهای چینه ای

۳– نفتگیرهای هیدرودینامیک

۴– نفتگیرهای مرکب

۵– نفتگیرهای دیاپیری

۱– نفتگیرهای ساختمانی (Structural Traps) 

 شکل مهندسی موجود در این گونه نفتگیرها به تغییرات بعد از رسوبگذاری در مخزن مانند چین خوردگی و گسل خوردگی بستگی دارد. این نوع نفتگیرها خود به دو دسته چین خورده و گسلی تقسیم می شوند.

۲– نفتگیرهای چینه ای (Stratigraphic Traps) 

شکل گیری این نوع از نفتگیرها ، مدیون تغییرات لیتولوژیکی است. تغییر در لیتولوژی یا در طی رسوبگذاری صورت می گیرد ، مانند تغییر رخساره در رسوبات کانال های رودخانه ای و یا ریف ها و یا ناشی از تغییرات بعد از رسوبگذاری است ، نظیر فرسایش رسوبات و یا تغییرات دیاژنزی آنها.

تعیین موقعیت نفتگیرهای چینه ای به مراتب مشکل تر از نفتگیرهای ساختمانی است چرا که این نوع نفتگیرها به راحتی بوسیله مطالعات لرزه ای آشکار نمی شوند و همچنین فرآیندهایی که در تشکیل آن ها دخالت دارند عموماً خیلی پیچیده هستند.

این دسته از نفتگیرها خود به دو دسته تقسیم می شوند:

  • نفتگیرهایی که ارتباطی به سطوح ناپیوستگی ندارند.
  • نفتگیرهایی که همراه ناپیوستگی ها می باشند.

۳– نفتگیرهای هیدرودینامیکی (Hydrodynamic Traps) :

در این نوع نفتگیرها حرکت رو به پایین آب مانع حرکت رو به بالای نفت و گاز می شود. نفتگیرهایی که صرفاً هیدرودینامیکی باشند بسیار کمیاب اند، ولی تعدادی از نفتگیرها هستند که در واقع نتیجه ی ترکیب نیروهای هیدرودینامیکی و عوامل ساختمانی و چینه ای هستند.

تله های صرفاً هیدرودینامیکی بسیار نادرند اگرچه میدان های وجود دارند که در آن ها سطح تماس آب و نفت به صورت کج شده است و به تله افتادن نفت تحت تأثیر ترکیبی از عوامل ساختمانی و نیرو های هیدرودینامیکی است. جریان هیدرودینامیکی عموماً با فشار مخزن در طول یک میدان تعیین می شود تشخیص وضعیت سطح تماس آب و نفت در یک میدان بسیار باارزش است.

۴– نفتگیرهای مرکب (Combination Traps ) 

نفتگیرهای مرکب نفتگیرهایی هستند که از ترکیب دو یا چند نوع نفتگیر بوجود آمده اند. راه های متفاوتی برای تشکیل این نوع نفتگیرها وجود دارد. نفتگیرهای مرکب می توانند ناشی از ترکیب عوامل ساختمانی و چینه ای ، ساختمانی و هیدرودینامیکی ، چینه ای و هیدرودینامیکی و غیره باشد.

به طور مثال زمانی که باریک شدگی لایه نفوذ پذیر به طرف بالا در یک مخزن ایجاد شود و این ساختمان با یک گسل ، قطع شود یک نفتگیر مرکب ایجاد می شود.

۵– نفتگیرهای دیاپیری

این نفتگیرها حاصل جریان یافتن لایه ی ناشی از اختلاف وزن مخصوص می‌باشند.

دیاپیر ها نیز به دودسته زیر تقسیم میشوند:

  • -دیاپیر های نمکی
  • -دیاپیر های گلی
70

در این بخش با نفت خام، ترکیبات، منشا و … آشنا شدیم. اگر به مهندسی نفت علاقه مندید، در ادامه با ما همراه باشید.

بخش تصفیه نفت خام، پالایش و محصولات نهایی نفت خام را در مقالات بعدی بررسی میکنیم.

چنانچه در حوزه کاری خود به مشکلی برخورد کرده‌اید و در جستجوی فرد و یا شرکت‌های توانمند برای حل مشکلتان هستید می توانید با عضویت در سامانه گلوپ و ثبت مشکل خود با این افراد و شرکت ها ارتباط برقرار کنید.

 

 

برای مشاهده مطالب بیشتر به گلوپ پلاس مراجعه فرمایید.

این مطلب را دوست داشتید؟ با دوستانتان به اشتراک بگذارید...

دیدگاهتان را بنویسید

اگر درباره این مطلب نظری دارید می توانید از طریق این قسمت با ما و بازدیدکنندگان ما به اشتراک بگذارید.