تبدیل مواد آلی به کروژن و گاز

در باره نحوه تبدیل مواد آلی رسوبات به نفت و گاز با مطالعات جدید ژئوشیمیائی و جمع آوری اطلاعات تجربی ثابت شده است كه قسمت اعظم هیدروكربنهای طبیعی در اثر كراكینگ كروژن ناشی از حرارت زمین ژئوترمال تولید می گردد

در باره نحوه تبدیل مواد آلی رسوبات به نفت و گاز با مطالعات جدید ژئوشیمیائی و جمع آوری اطلاعات تجربی ثابت شده است كه قسمت اعظم هیدروكربنهای طبیعی در اثر كراكینگ كروژن ناشی از حرارت زمین (ژئوترمال) تولید می گردد. همانطور كه بیان گردید برای بوجود آمدن نفت و گاز وجود مواد آلی فراوان و تشكیل كروژن در هنگام دیاژنز رسوبات ضروری می باشد. پس سنگ مادر (Source Rock) سنگی است كه دارای مقدار كافی كروژن باشد. شرایط مساعد رسوبی برای تجمع و ذخیره شدن مواد آلی شامل گیاهان و جانوران دریائی و همچنین مواد آلی خشكی كه توسط رودخانه ها به حوزه رسوبی حمل می گردد، رسوبات رسی و یا گل كربناته (ریزدانه بودن و محیط آرام رسوب گذاری) می باشد. علاوه بر این محیط كف دریا بایستی محیط احیاء كننده باشد تا از اكسیدشدن مواد آلی جلوگیری بعمل آید.

طبیعی است هرچه میزان كروژن در سنگ مادر بیشتر باشد توانائی بیشتری برای تولید هیدروكربن وجود دارد لكن علاوه بر درصد مواد آلی، سنگ مادر بایستی ضخامت كافی نیز داشته باشد. براساس مطالعات ژئوشیمیائی انجام شده برای اینكه سنگ مادری بتواند هیدروكربن تولید نماید باید دارای حداقل تراكمی از كربن آلی باشد كه از آن كمتر قادر به تولید هیدروكربن نخواهد بود. این حداقل عمدتا" ۵/۰ درصد كربن آلی برآورد می شود. سنگ مادرهائی كه در حوزه های رسوبی ایران دیده می شود نظیر سازند كژدمی در ناحیه زاگرس حدود ۱۰-۵ درصد كربن آلی دارد كه بیشتر از جلبكها منشاء گرفته است. هیدروكربنها در اثر كراكینگ كروژن بوجود می آیند. كراكینگ كروژن عمدتا" در درجه حرارتهای ۱۰۰-۸۰ درجه سانتیگراد شروع می شود. این درجه حرارت در یك ناحیه رسوبی با درجه حرارت ژئوترمال طبیعی معادل عمقی بین ۳۰۰۰-۲۰۰۰ متر می باشد. بنابراین یك سنگ مادر هرچه قدر هم ضخیم و غنی از مواد آلی باشد تا در اعماق فوق قرار نگیرد نمی تواند هیدروكربن تولید نماید. بر همین اساس ابتدا نفت خام سنگین تولید می گردد. چگالی و وزن مخصوص نفت خام با ازدیاد عمق كاهش می یابد. هرچه قدر سنگ مادر عمیقتر مدفون گردد نفت تولید شده سبكتر است و گاز معمولا" محصول آخرین این فعل و انفعالات است. بنابراین ابتدای نفت های بسیار سنگین، نفتهای پارافینیك، نفتهای سبك، نفتهای میعانی و نهایتا" گاز بدست می آید. وقتی درجه حرارت از ۱۶۵ درجه سانتیگراد تجاوز كند فقط گاز تولید خواهد شد یعنی تقریبا" از عمق ۵۰۰۰ متر بیشتر (ضخامت رسوبی) احتمال یافتن نفت بسیار كم می شود و فقط می توان انتظار یافتن گاز را داشت. در درجه حرارتهای بالاتر از ۲۳۰ درجه سانتیگراد كروژن یك بافت گرافیتی ثابت پیدا می كند كه با ازدیاد درجه حرارت هیدروكربنی تشكیل نمی شود (نسبت هیدروژن به كربن تغییر نمی یابد). به طور كلی ازدیاد عمق باعث ازدیاد درجه حرارت می گردد كه این ازدیاد درجه حرارت دو اثر دارد:

الف- كراكینگ كروژن و تبدیل مولكولهای بزرگ به مولكولهای كوچكتر مانند تشكیل نفت و گاز

ب- پلیمریزاسیون مولكولها كه به تشكیل متان و گرافیت ختم می گردد (كروژنهای گرافیتی)

گازطبیعی موجود در مخازن عمدتا" از متان، اتان، پروپان، بوتان و تعداد بسیار ناچیزی از هیدروكربنهای سنگینتر تشكیل می گردد. نفت مایع از بوتان به بالا است.

نكته مهم دیگری كه در مورد تشكیل هیدروكربنها وجود دارد زمان زمین شناسی می باشد. به عبارت دیگر رسوبات قدیمی تر (از نظر زمین شناسی) در درجه حرارتهای پائین تر، همان محصولی را می دهد كه سنگ مادری با سن زمین شناسی كمتر در درجه حرارتهای بالاتر هیدروكربن تولید خواهد نمود

آیا می دانستید؟

- تقریباً۳۰۰۰ فرآورده‌ی نفتی وجود دارد. علاوه بر تولید فرآورده‌هایی نظیر گازوئیل، سوخت دیزل، نفت سفید و نفت خام برای تولید محصولاتی نظیر: جوهر، مداد شمعی، آدامس بادكنكی، مایع‌های ظرفشوئی، خوشبو كننده‌ها، لنزهای چشمی، نوارهای كاست، لاستیك اتومبیل، آمونیاك و دریچه‌های مصنوعی قلب نیز به كار می‌رود.

اولین موتور با سوخت گاز طبیعی در سال ۱۸۶۰ ساخته شد.

- خانه‌های ایران بیشتر با گازهای طبیعی گرم می‌شوند تا سوخت‌های دیگر.

- وقتی گاز طبیعی می‌سوزد دی‌اكسیدكربن و بخار آب تولید می‌كند. این دو ماده همان موادی هستند كه از تنفس انسان نیز بر جای می‌مانند.

- گاز طبیعی در حالت عادی بدون بو است. به گاز طبیعی قبل از توزیع یك ماده از تركیبات سولفور به نام تجاری مركاپتان اضافه می‌شود تا هنگام نشت احتمالی گاز به ما كمك كند.

- تعداد بنزین مصرفی اتومبیل‌های امریكا در سال می‌تواند یك زمین فوتبال را تا ارتفاع ... پركند.

- بزرگترین ایالت ذغال‌سنگ در آمریكا وایومینگ است كه درسال ۱۹۹۶، ۲۷۸ میلیون تن ذغال‌سنگ تولید كرد.

- صنعت استخراج زغال سنگ هم اكنون از لحاظ صدمات و یا بیماریهای وارده به كارگران از ایمن‌ترین صنایع است.

- اعضای اتحادیه‌های كارگری فقط بر روی چهل درصد صنایع استخراج ذغال‌سنگ فشار وارد می‌كنند.

- ۲/۳ تولید ذغال‌سنگ امریكا توسط راه‌آهن حمل می‌شود.

- از هر ده تن ذغال‌سنگ مصرفی در امریكا ۹ تن آن در تولید برق مصرف می‌شود.

- وقتی كه ذغال سنگ در یك نیروگاه برق بخار می‌سوزد، بخار یك توربین را به حركت درمی‌آورد. این توربین یك مولد برق را به حركت درمی‌آورد. در طی این فرآیند ۲/۳انرژی تولید شده توسط ذغال‌سنگ طی ۲۰ سال گذشته ۱میلیون هكتار اراضی معدنی را استخراج كرده این مساحت از ایالت دلاور نیز كمتر است

نویسنده : وبلاگ ملاصدرا