دانلود کامل ترین جزوه زمین شناسی نفت

جزوه تایپ شده زمین شناسی نفت

دانلود فایل

 دکتر ربانی دکتر دانشگاه سراسرییی دکتر کدخدایی دانشگاه پیام نور دکتر سحابی علمی کاربردی محمد لنکرانی دانشگاه آزاد رویا طالبی دانشگاه سراسری ‌

: — ً () /% – % گام مهمی در جهت ارزیابی غیرمستقیم خواص سنگهاي مخزن برداشته شد.
امروزه با استفاده از کامپیوترهاي داراي قابلیت بالا و نرم افزارهاي تخصصی در زمینه ژئوفیزیک، پتروفیزیک و مدلسازي زمینشناسی ،اطلاعات بسیار ارزشمندي از نحوه گسترش ساختارهاي زیرسطحی و خواص فیزیکی آنها بدست میآید.
پیشرفت در علوم مختلف مانند لرزهنگاري، چینهشناسی لرزهاي، رسوبشناسی ،ژئوشیمی ،پالئونتولوژي، پتروفیزیک، زمینشناسی ساختمانی و مدلسازي مخزن منجر به اکتشافات نفتی جدیدتر و شناخت هر چه بهتر خواص آنها شده است.

1-2- سیستم نفتی
هر سیستم نفتی شامل 5 جزء است که عبارتند از سنگ منشاء (سنگ مادر)، سنگ مخزن، پوشسنگ، تله نفتی و مهاجرت. وجود این 5 عامل براي انباشت اقتصادي نفت و گاز ضروري است.
سنگ منشاء: سنگی است که در آن مواد آلی حفظ شده، بالغ شده و در اثر دما، فشار و گذر زمان به هیدروکربن تبدیل میشوند.
سنگ مخزن: سنگی است که داراي تخلخل و تروایی مناسب بوده و توسط سنگهاي ناتراوا پوشیده شده است که میتواند هیدروکربن را در خود ذخیره کند.
پوشسنگ: سنگی است که فاقد تراوایی جزوه زمین شناسی نفت و مانع فرار نفت از سنگهاي مخزن میشود.
تله نفتی: مجموعهاي است که بصورت ساختمانی، چینهاي و هیدرودینامیکی تشکیل شده و نفت در آن بصورت اقتصادي تجمع پیدا میکند.
مهاجرت: بصورت اولیه و ثانویه انتقال هیدروکربن از سنگهاي منشا به مخزن را ممکن میسازد.

1-3- منشا نفت: آلی یا غیر آلی؟
بحثهاي فراوانی در مورد اینکه نفت داراي منشا آلی یا غیر آلی (معدنی) است، صورت گرفته است. امروزه منشا آلی نفت به اثبات رسیده است.
دلایل منشا غیر آلی نفت به قرار زیرند:
– شباهت بین بوي گاز چشمههاي نفتی و گاز آتشفشانها و همراهی میادین عظیم نفتی با کمربندهاي آتشفشانی: که منشا آتشفشانی را براي نفت نشان میداد. ولی تنها گاز آتشفشانها متان است و مقدار آن به بیش از 1% تجاوز نمیکند. با توجه به حجم عظیم هیدروکربنهاي کشف شده و وجود هیدروکربنهاي سنگینتر در نفت خام این دلیل مردود شد. بعلاوه کمربندهاي آتشفشانی معمولاً در نواحی چین خورده تشکیل میشوند (نواحی تحت تاثیر نیروهاي فشارشی) و چینها تلههاي مهم نفتی هستند که این مساله ارتباطی با آتشفشانها ندارد.
– واکنشهاي شیمی معدنی: برخی شیمیدانان توانستند واکنشهایی مانند فلزهاي قلیایی گرم با CO2 یا کربید گََرم با آب را انجام داده و گاز استیلن را تولید کنند. ولی با توجه به اینکه این واکنشها بیشتر بر مبناي اصول شیمیایی بودند و اینکه در طبیعت لایههاي کربید دار دیده نشده است، این فرضیه نیز رد شد.
– وجود هیدروکربنها در ادخالهاي سنگهاي آذرین: که منشا غیرآلی نفت را نشان میدهد. اما با توجه به وجود هیدروکربنهاي سنگینتر در نفت خام و حجم عظیم ذخایر هیدروکربنی این فرضیه نیز رد شد. ادخالهاي حاوي هیدروکربن میتوانند در اثر حرکت ماگما به بالا و طی آلودگی آن با رسوبات حاوي مواد آلی تشکیل شوند.
– فرضیههاي فضایی: وجود هیدروکربن در شهابسنگها بهمراه مطالعات اسپکتروسکوپی که دال بر تشکیل جو سیارات مشتري، کیوان ،اورانوس و نپتون از متان است، دلیلی بر منشا غیر آلی نفت بود. طرفداران این فرضیه گمان میکردند که قسمتی از مواد تشکیل دهنده منظومه شمسی جزوه زمین شناسی نفت هیدروکربنها بودند که پس از تشکیل کره زمین در داخل اعماق زمین قرار گرفتهاند. تنوع نفتهاي خام و گسترش آن در بخشهاي مختلف پوسته توسط این فرضیه قابل توجیه نبود.
دلایل منشا آلی نفت عبارتند از:
– میزان ایزوتوپ پایدار کربن 13 یا δ13C در نفت خام (36- تا 22- ) بسیار شبیه مقدار آن در گیاهان و جانوران است.
– وجود هیدروکربنها در فواصل زغالسنگی که نشان دهنده تشکیل نفت از گیاهان است.
– حضور پورفیرین در نفتهاي خام که ترکیبش بسیار شبیه هموگلوبین خون است و دال بر منشا جانوري است.
– همراهی هیدروکربنها در مجموعههاي فسیلدار
– حضور هیدروکربن در بافت برخی جانوران و گیاهان (مثلاً برخی دانههاي لوبیا در شمال مکزیک که به عنوان روان کننده عمل میکنند).
– وجود نفتخامهاي با موم زیاد که نمایانگر گیاهان خشکی است.
– چرخش نور پلاریزه توسط نفتهایی که نقطه جوش بالایی دارند و نیز برخی ترکیبات آلی. این خاصیت مربوط به وجود کلسترین در مواد آلی جانوري و فیتوسترین در مواد آلی گیاهی است.
– شباهت ترکیبات هیدروکربن به ترکیب پروتئینها، چربیها و اسیدهاي چرب که سازنده اجزاي بدن گیاهان و جانوران هستند.

زمین شناسی نفت

جزوه زمین شناسی نفت دانلود رایگان خلاصه کتاب پی دی اف pdf کامل

1-4- ارتباط زمینشناسی نفت با علوم دیگر
زمینشناسی نفت با علوم پایهي فیزیک، شیمی و زیستشناسی در ارتباط است. همچنین با رشتههاي ژئوفیزیک، ترمودینامیک ،مهندسی مکانیک، زمینشناسی فیزیکی، زمینشناسی تاریخی، زمینشناسی ساختمانی، پالئونتولوژي، چینهشناسی، نقشه برداري سطحی ،آبشناسی، هیدرودینامیک، پترولوژي، کانیشناسی، رسوبشناسی و سنگشناسی رسوبی، ژئوشیمی، ریاضی، شیمی فیزیک، مهندسی نفت و گاز و مهندسی حفاري داراي ارتباطی تنگاتنگ است. شکل 1-1 رابطه علوم پایه و زمینشناسی نفت را نشان میدهد.

شکل 1-1- ارتباط علوم پایه و زمینشناسی نفت
1-5- خواص فیزیکی نفت خام
چگالی نفت در مقیاس API سنجیده میشود که توسط انستیتو نفت آمریکا (American Institute of Petroleum) به صورت زیر تعریف شده است:
141.5
API  131.5
Specific gravity at 60 F
با افزایش حرارت درجه API افزایش مییابد. رابطه API با چگالی معکوس است. نفتهاي سبک درجه API بالاتري نسبت به نفتهاي سنگین دارند. مقدار API وقتی به 10 برسد، جرم مخصوص آن یک است که نفتی بسیار سنگین و معادل چگالی آب شیرین است.
مقیاس دیگري که در اروپا استفاده میشود ،جزوه زمین شناسی نفت نام دارد و به صورت زیر تعریف میشود:
141
Baume  130
Specific gravity at60 F
تقسیمبندي نفتهاي خام بر اساس درجه API به قرار زیر است:
٢٢<API: نفت سنگین
30<API<٢٢: نفت متوسط
30>API: نفت سبک
نفتهاي سنگین و خیلی سنگین ایران در سازندهاي آسماري، جهرم و سروك کوه موند با درجه API کمتر از 8 وجود دارند. سازندهاي فهلیان با درجه API معادل 10-8 و سازند سورمه با درجه API معادل 16-6 در میدان فردوسی از بزرگترین مخازن نفت سنگین ایران هستند. قیر و نفت سنگین در سازندهاي جهرم تا سورمه میدان گلشن نیز گزارش شده است. مشابه چنین نفتهایی در سازندهاي با سن میوسن کالیفرنیا نیز گزارش شده است. نفتهاي خیلی سبک در کشورهاي استرالیا، اندونزي و الجزایر گزارش شدهاند.

زمین شناسی

ویسکوزیته یا گرانروي اندازهاي از مقاومت سیال در مقابل جریان است. گرانروي نفت با تعداد اتمهاي کربن رابطه مستقیم و با مقدار گاز حل شده در آن رابطه عکس دارد. گرانروي نفت خام معمولاً بین 2/. تا 50 سانتیپواز است. در سطح زمین نفت خام گرانروي بیشتري نسبت به مخزن دارد. بر خلاف گازها، گرانروي نفت خام با افزایش دما کاهش مییابد، چون مولکولها بیشتر به صورت مجزا جزوه جنگلداری ۲ میکنند و اصطکاك درونی آنها کاهش مییابد. همانند گازها گرانروي نفت خام با افزایش فشار تا رسیدن به نقطه جوش افزایش مییابد.
زیر نقطه جوش با آزاد شدن گاز گرانروي نفت افزایش مییابد، چون گاز محلول آزاد میشود.
کشش سطحی اندازهاي از کشش بین مولکولهاي یک مایع است. هر چه کشش سطحی پایینتر باشد سیال بدون کمک هیج نیرویی مانند جریان باد یا مایع پخش خواهد شد و برعکس هر چه کشش سطحی بالاتر باشد، مقاومت سطح سیال در مقابل پخش شدن بیشتر است.
کشش سطحی با دما رابطه معکوس دارد.
رنگ نفت خام به صورتهاي مختلف مشاهده میشود، مانند قهوهاي، قهوهاي تیره، سیاه و سبز. آنچه که از آن تحت عنوان نفت سیاه (Black oil) یاد میشود به نفتهاي داراي محتواي آسفالتی بالا اطلاق میشود. اصطلاح کروسین (Kerosene) به نفتهاي سفید یا نفت چراغ اطلاق میشود. یکی از خواص هیدروکربنها این است که در اثر نور U.V (اشعه ماوراء بنفش) از خود خاصیت فلورسانس نشان میدهند. خاصیت فلورسانس در اغلب نفتها دیده میشود که به این حالتbloom میگویند. محدوده رنگهاي فلورسانس در جزوه زمین شناسی نفت خام اززرد تا سبز و آبی متغییر است. نفتهاي آروماتیکی داراي بیشترین خاصیت فلورسانس هستند.
فعالیتاپتیکیOptical activity: نفتها قدرت چرخش سطح پلاریزان را به راست (dextrorotary) و همچنین به چپ (levorotary) داراهستند، که توسط پلاریسکوپ بر حسب درجه در میلی متر اندازه گیري م یشود. محدوده فعالیتهاي اپتیکی در نفت خام از 0 تا 1/2 درجهمتغییر است. این خاصیت در اجزائی از نفت که در دماي 250 تا 300 درجه سانتی گراد و در فشار 12 میلیمتر جیوه وجود دارند بیشتر دیدهشده است. فعالیتهاي اپتیکی دلیلی بر آلی بودن منشا نفت است و علت فعالیتهاي اپتیکی به خاطر وجود کلسترول (C26H45OH) م یباشد.
نقطه ریزش حداقل دمایی است که نفت خام میتواند تحت شرایط استاندارد جریان پیدا کند. نفتهاي خامی که نقطه ریزش بالایی دارند
(40 درجه سانتیگراد) بعلت محتواي واکسی (موم) زیاد در مناطق سردسیر مساله ساز میشوند. در صورتی که نقطه ریزش خیلی پایین باشد، انتقال آن توسط خطوط لوله نفت در مناطق سردسیر نیز امکانپذیر است. هر چه محتواي واکسی نفت خام بالاتر رود بر درخشندگی آن افزوده میشود. البته این نوع نفتها میتوانند در خطوط لوله انتقال نفت محتواي واکسی خود را رسوب دهند و سبکتر شوند، اما افزایش رسوبات در دیواره لولههاي نفت منجر به مسدود شدن آنها به مرور زمان میگردد. دامنه نقطه ریزش نفت خام از70- تا 90+ درجه متغیراست.
نقطهابر(cloud point) حداقل درجه حرارتی است که اولین ابر در نفت خام تشکیل میشود که با بر جا گذاشتن ترکیبات پارافینی واکسیهمراه است. در جه حرارت نقطه ابر 2 الی 5 درجه بیشتر از نقطه ریزش است.
قابلیت تراکمپذیري نفت خام با گاز محلول در آن رابطه مستقیم دارد و معمولاً مقدار آنpsi /6-10 × 10 است. این مقدار براي آب و گاز به ترتیب psi/6- 10 ×4 و psi/6-10 × 500 است.
شاخصانکسار (Refracting index) برابر عکس نسبت سرعت نور در آن نفت به سرعت نور در خلاء م یباشد. شاخص انکسار مطلق ازشاخص انکسار در هوا بدست م یآید. محدوده هاي شاخص انکسار 1/49-1/39 میباشد.
بو (Odor): هیدروکربنهاي سبک مانند پارافینها داراي بوي شبیه بنزین هستند. نفتهایی که داراي درصد بالایی از آروماتیکها هستند کهداراي بوي خوشایندي م یباشند. ترکیبات غیر اشباع، سولفور و نیتروژن داراي بوي بدي م یباشند.
نقطه فلش و سوختن (flash and burning point): نقطه فلش حرارتی است که بر اثر گرما نفت بخار خارج شده و به شکل جرقهکوتاهی دیده میشود. اگر دادن گرما به نفت ادامه پیدا کند، سوختن نفت به شکل یکنواختی در میآید (داراي شعله ثابتی میشود). حداقلدرجه حرارتی را که این پدیده رخ میدهد، نقطه سوختن گویند.
1-6- شیمی نفت خام
کربن و هیدروژن دو عنصر اصلی تشکیل دهنده هیدروکربنها هستند. هیدروکربنها میتوانند در دماي معمولی بسته به تعداد و آرایش اتمهاي کربن در مولکولهاي آنها، گازي، مایع یا جامد باشند. هیدروکربنهایی که تا چهار اتم کربن دارند گازي هستند، آنهایی که داراي15 یا بیشتر از 15 اتم کربن هستند، جامد و آنهایی که بین این دو قرار دارند مایعند. نفتهاي خام مایع هستند، اما ممکن است داراي اجزاي گازي یا جامد (یا هر دو) باشند. هر چه نفت خام سنگینتر باشد (مولکولهاي آن داراي اتمهاي کربن بیشتري باشند)، به حالت جامد بودن نزدیک است و این مساله بویژه زمانی که آن را سرد میکنیم حائز اهمیت است. نفتهاي سبک حتی در دماهاي خیلی کم نیز مایع باقی میمانند. هیدروکربنهاي C1 جزوه زمین شناسی نفت C4 در فاز گازي هستند ،C5 تا C15 مایع و C15+ بسیار ویسکوز و در فاز جامدند. واژه گاز خشک به متان اطلاق میگردد. گاز تر شامل اتان، پروپان و بوتان است.
سادهترین هیدروکربن متان است که یک مولکول گازي با یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن است. یک اتم کربن داراي چهار باند است که میتواند با یک یا اتمهاي کربن بیشتري پیوند بیشتر برقرار کند (ویژگی منحصربفرد کربن). مولکولهاي هیدروکربن بزرگتر داراي دو یا تعداد بیشتري اتم کربن هستند که به یکدیگر و به اتمهاي هیدروژن پیوستهانند. اتمهاي کربن میتوانند در یک زنجیره مستقیم، زنجیره انشعاب دار یا یک حلقه به هم وصل شوند.
براي مثال همانطور که در شکل 1- 2 نشان داده شده است، پروپان (8(C3H یک زنجیره مستقیم — ((- — ًً ((— — – -؛ ()