نکاتی در باره شیل نفت ها
کماکان مرموز و سر درگم کننده
الهه زارعی
تخمین زده می شود که شیل های نفتی دنیا حدود 3 تریلیون بشکه نفت داشته باشند که تنها حدود 2% آنها با تکنولوژی امروزی قابل استخراج است.
در سال های اخیر، در آمریکا، به عنوان جایگزین بخشی از سوخت لازم برای حل مسئله کاهش تدریجی نفت، بهره برداری از منابع شیل نفتی پیشنهاد شده است. در واقع در سنگها مقدار زیادی نفت به تله نیافتاده وجود دارد که به آن شیل نفتی می گویند. سازمان زمین شناسی آمریکا بیش از 3000 بیلیون بشکه نفت را در شیل های نفتی دنیا برآورد کرده که در هر تن از شیل بیش از 38 لیتر (10 گالن) نفت وجود دارد.
عدد فوق بسیار مبالغه آمیز است. زیرا نفت قابل بازیافت با تکنولوژی امروزی کمتر از 200 میلیارد بشکه است. تقریبا نیمی از ذخایر شیل های نفتی جهان در سازند گرین ریور وجود دارد که بخش هایی از کلرادو، یوتا و وایومینگ را نیز شامل می شود. در این منطقه، شیل های نفتی بخشی از لایه های رسوبی هستند که در حدود 50 میلیون سال قبل در کف دو دریاچه کم عمق و پر وسعت انباشته شده اند.
شیل های نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند. بیشتر مواد آلی در شیل های نفتی به صورت ذرات پراکنده است و به نحوی دگرسان شده اند. موجوداتی که آن ها را تشکیل دادهاند قابل تشخیص نیستند. در بسیاری از شیل های نفتی بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوان اند، بنابراین فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی هستند.
در حال حاضر توجه زیادی به شیل های نفتی می شود چون منشا یک سوخت فسیلی محسوب می شوند. این شیل ها سنگ مادرهای بسیار غنی از کروژن هستند که هیچگاه در عمق کافی مدفون نشده، لذا نابالغ باقی می مانند و نفتی تولید نکرده اند، هم چنین، چون نوعی سنگ مادر محسوب می شوند، اهمیت زیادی دارند. هر سنگ کم عمق که در اثر حرارت به مقدار تجاری نفت تولید نمایند، شیل نفتی نامیده می شوند.
این سنگ های دانه ریز دارای مقادیر قابل توجهی کروژن هستند. یک شیل نفتی معمولا وضعیت نابالغ کروژن پیش از دفن عمیق را حفظ می کنند و فقط تحت تجزیه حرارتی، نفت تولید می کنند. اما از طرف دیگر یک سنگ منشا به منظور تبدیل کروژن به نفت، نیاز به دفن در عمق قابل ملاحظه و درجه حرارت کاتاژنزی دارد. پس تفاوتی میان سنگ مادر و شیل های نفتی وجود دارد. گرچه در بعضی از شیل های غنی از مواد آلی نیز مقداری نفت وجود دارد، ولی میزان نفت در شیل های فوق تا حدی اندک است. به همین دلیل آنها را شیل نفتی محسوب نمی کنند.
شیل نفتی در واقع حاوی نفت نبوده، بلکه از مواد هیدروکربن مومی مانند کروژن (Kerogen) تشکیل یافته اند. جنس سنگ (شیل) نفتی متفاوت است. بعضی واقعآ شیل اند، یعنی بیشتر کانی های تشکیل دهنده سنگ از رس هاست. ولی برخی مانند شیل نفتی گرین ریور از سنگ کربناته دانه ریز با مقدار کمی کوارتز، فلدسپات و کانیهای رسی تشکیل شده است و از نظر سنگ شناسی در گروه شیل ها قرار نمی گیرند.
تمام شیل های نفتی شناخته شده از جنس شیل، مارن و سنگ آهک دانه ریز بوده اند که از نظر جنس سنگ تفاوتی با سنگ مادر ندارند. نفت موجود در شیل های نفتی تنها در اثر حرارت بوجود می آید که به این عمل پرولیز می گویند، که با حرارت دادن سنگ تا حدود 480 درجه سانتی گراد انجام می شود. نفت حاصل از شیل، سوختی را فراهم می کند که می تواند به مصرف دیگ های بخار برسد و یا می توان با شرایط صحیح تری ( اما گران) درجه آن را برای کاربردهای دیگر بالا برد.
گرچه طرح های آزمایشی برای استخراج نفت موجود در شیل ها از مدتها پیش عملی شده، اما هنوز هم هیچ سعی جدی برای بهره برداری اقتصادی از این مخازن وسیع صورت نگرفته است. دلیل اول برعدم توسعه آنها این است که نفت حاصل از شیل از نظر اقتصادی نمی تواند با نفت مخازن سنگی قابل مقایسه باشد. به علاوه، تولید نفت از شیل به مقدار زیادی آب، یعنی یکی از کمیاب ترین چیزها در نواحی نیمه خشک که بیشترین مخازن شیل نفتی در آنها واقعند، نیاز دارد.
مواد زاید حاصل از استخراج شیل های نفتی خود مسئله جدی دیگری است که هنوز به آن پاسخ داده نشده است. مقدار نفتی که می توان از شیل های نفتی استخراج کرد از حدود 4% تا بیش از 50% وزن سنگ در تغییر است، یعنی بین 10 و 150 گالن نفت در هر تن سنگ یا 50 تا 70 لیتر در هر هزار کیلوگرم است. شیل های نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند. بیشتر مواد آلی در شیل های نفتی به صورت ذرات پراکنده می باشد و به نحوی دگرسان شده اند.
موجوداتی که آن ها را تشکیل داده اند قابل تشخیص نیستند. شیل هایی که غنی از ماده آلی هستند و به طور عمیق دفن شده اند، شیل های نفتی پرباری نیستند، حتی اگر چین خوردگی بعدی و فرسایش باعث برگشتن شیل به سطح زمین شده باشد. مقدار دقیق مواد آلی مورد نیاز که بتوان یک سنگ دانه ریز و غنی از مواد آلی را شیل نفتی نامید، اختیاری است. معمولا حداقل 5% وزنی محتوی مواد آلی برای شیل نفتی در نظر گرفته می شود.
تخمین زده می شود که شیل های نفتی دنیا حدود 3 تریلیون بشکه نفت داشته باشند که تنها حدود 2% آنها با تکنولوژی امروزی قابل استخراج است. مهم ترین ذخیره شیل نفتی شناخته شده جهان در ایالات متحده آمریکای شمالی، در سازند گرین ریور به سن ائوسن قرار دارد که در محیط دریاچه ای رسوب کرده است. مقدار نفت موجود در آن 255 میلیارد تن یا حدود 1755 میلیارد بشکه است.
در ایران شیل های نفتی سازند سرگلو که مانند شیل های نفتی مهم اروپا به سن ژوراسیک و دارای سنگواره پزیدونیای فراوان است در شمال زاگرس مرکزی و غرب حوضه زاگرس گسترش یافته است. این سازند در زاگرس مرتفع، اشتران کوه، قالی کوه، زرد کوه و کوه گره در طول 170 کیلومتر دارای شیل نفتی است.
ذخیره نفت قابل استحصال شیلهای نفتی سازند سرگلو در نواحی اشتران کوه و قالی کوه حدود 30 میلیون بشکه است. استخراج هیدروکربنها از شیل های نفتی، آلاینده ها و مواد زائدی تولید می کند که سبب آلودگی محیط زیست می شود، لذا استخراج آنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
*الهه زارعی، کارشناسی ارشد زمین شناسی
عدد فوق بسیار مبالغه آمیز است. زیرا نفت قابل بازیافت با تکنولوژی امروزی کمتر از 200 میلیارد بشکه است. تقریبا نیمی از ذخایر شیل های نفتی جهان در سازند گرین ریور وجود دارد که بخش هایی از کلرادو، یوتا و وایومینگ را نیز شامل می شود. در این منطقه، شیل های نفتی بخشی از لایه های رسوبی هستند که در حدود 50 میلیون سال قبل در کف دو دریاچه کم عمق و پر وسعت انباشته شده اند.
شیل های نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند. بیشتر مواد آلی در شیل های نفتی به صورت ذرات پراکنده است و به نحوی دگرسان شده اند. موجوداتی که آن ها را تشکیل دادهاند قابل تشخیص نیستند. در بسیاری از شیل های نفتی بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوان اند، بنابراین فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی هستند.
در حال حاضر توجه زیادی به شیل های نفتی می شود چون منشا یک سوخت فسیلی محسوب می شوند. این شیل ها سنگ مادرهای بسیار غنی از کروژن هستند که هیچگاه در عمق کافی مدفون نشده، لذا نابالغ باقی می مانند و نفتی تولید نکرده اند، هم چنین، چون نوعی سنگ مادر محسوب می شوند، اهمیت زیادی دارند. هر سنگ کم عمق که در اثر حرارت به مقدار تجاری نفت تولید نمایند، شیل نفتی نامیده می شوند.
این سنگ های دانه ریز دارای مقادیر قابل توجهی کروژن هستند. یک شیل نفتی معمولا وضعیت نابالغ کروژن پیش از دفن عمیق را حفظ می کنند و فقط تحت تجزیه حرارتی، نفت تولید می کنند. اما از طرف دیگر یک سنگ منشا به منظور تبدیل کروژن به نفت، نیاز به دفن در عمق قابل ملاحظه و درجه حرارت کاتاژنزی دارد. پس تفاوتی میان سنگ مادر و شیل های نفتی وجود دارد. گرچه در بعضی از شیل های غنی از مواد آلی نیز مقداری نفت وجود دارد، ولی میزان نفت در شیل های فوق تا حدی اندک است. به همین دلیل آنها را شیل نفتی محسوب نمی کنند.
شیل نفتی در واقع حاوی نفت نبوده، بلکه از مواد هیدروکربن مومی مانند کروژن (Kerogen) تشکیل یافته اند. جنس سنگ (شیل) نفتی متفاوت است. بعضی واقعآ شیل اند، یعنی بیشتر کانی های تشکیل دهنده سنگ از رس هاست. ولی برخی مانند شیل نفتی گرین ریور از سنگ کربناته دانه ریز با مقدار کمی کوارتز، فلدسپات و کانیهای رسی تشکیل شده است و از نظر سنگ شناسی در گروه شیل ها قرار نمی گیرند.
تمام شیل های نفتی شناخته شده از جنس شیل، مارن و سنگ آهک دانه ریز بوده اند که از نظر جنس سنگ تفاوتی با سنگ مادر ندارند. نفت موجود در شیل های نفتی تنها در اثر حرارت بوجود می آید که به این عمل پرولیز می گویند، که با حرارت دادن سنگ تا حدود 480 درجه سانتی گراد انجام می شود. نفت حاصل از شیل، سوختی را فراهم می کند که می تواند به مصرف دیگ های بخار برسد و یا می توان با شرایط صحیح تری ( اما گران) درجه آن را برای کاربردهای دیگر بالا برد.
گرچه طرح های آزمایشی برای استخراج نفت موجود در شیل ها از مدتها پیش عملی شده، اما هنوز هم هیچ سعی جدی برای بهره برداری اقتصادی از این مخازن وسیع صورت نگرفته است. دلیل اول برعدم توسعه آنها این است که نفت حاصل از شیل از نظر اقتصادی نمی تواند با نفت مخازن سنگی قابل مقایسه باشد. به علاوه، تولید نفت از شیل به مقدار زیادی آب، یعنی یکی از کمیاب ترین چیزها در نواحی نیمه خشک که بیشترین مخازن شیل نفتی در آنها واقعند، نیاز دارد.
مواد زاید حاصل از استخراج شیل های نفتی خود مسئله جدی دیگری است که هنوز به آن پاسخ داده نشده است. مقدار نفتی که می توان از شیل های نفتی استخراج کرد از حدود 4% تا بیش از 50% وزن سنگ در تغییر است، یعنی بین 10 و 150 گالن نفت در هر تن سنگ یا 50 تا 70 لیتر در هر هزار کیلوگرم است. شیل های نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند. بیشتر مواد آلی در شیل های نفتی به صورت ذرات پراکنده می باشد و به نحوی دگرسان شده اند.
موجوداتی که آن ها را تشکیل داده اند قابل تشخیص نیستند. شیل هایی که غنی از ماده آلی هستند و به طور عمیق دفن شده اند، شیل های نفتی پرباری نیستند، حتی اگر چین خوردگی بعدی و فرسایش باعث برگشتن شیل به سطح زمین شده باشد. مقدار دقیق مواد آلی مورد نیاز که بتوان یک سنگ دانه ریز و غنی از مواد آلی را شیل نفتی نامید، اختیاری است. معمولا حداقل 5% وزنی محتوی مواد آلی برای شیل نفتی در نظر گرفته می شود.
تخمین زده می شود که شیل های نفتی دنیا حدود 3 تریلیون بشکه نفت داشته باشند که تنها حدود 2% آنها با تکنولوژی امروزی قابل استخراج است. مهم ترین ذخیره شیل نفتی شناخته شده جهان در ایالات متحده آمریکای شمالی، در سازند گرین ریور به سن ائوسن قرار دارد که در محیط دریاچه ای رسوب کرده است. مقدار نفت موجود در آن 255 میلیارد تن یا حدود 1755 میلیارد بشکه است.
در ایران شیل های نفتی سازند سرگلو که مانند شیل های نفتی مهم اروپا به سن ژوراسیک و دارای سنگواره پزیدونیای فراوان است در شمال زاگرس مرکزی و غرب حوضه زاگرس گسترش یافته است. این سازند در زاگرس مرتفع، اشتران کوه، قالی کوه، زرد کوه و کوه گره در طول 170 کیلومتر دارای شیل نفتی است.
ذخیره نفت قابل استحصال شیلهای نفتی سازند سرگلو در نواحی اشتران کوه و قالی کوه حدود 30 میلیون بشکه است. استخراج هیدروکربنها از شیل های نفتی، آلاینده ها و مواد زائدی تولید می کند که سبب آلودگی محیط زیست می شود، لذا استخراج آنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
*الهه زارعی، کارشناسی ارشد زمین شناسی
چهارشنبه ۲۵ شهريور ۱۳۹۴ ساعت ۰۷:۱۴
کد مطلب: 8973