Neft və Təbii Qazın Əsas Konsepsiyaları
Neft və təbii qaz, təzyiq, temperatur, zaman və spesifik ətraf mühit şəraitinin təsiri altında üzvi maddələrin karbohidrogenlərə çevrilməsini əhatə edən uzun bir geoloji proses nəticəsində əmələ gələn qalıq yanacaqlardır. Neft və təbii qazın əmələ gəlməsinin əsas anlayışlarını anlamaq təkcə enerji sənayesi üçün deyil, həm də geologiya, ətraf mühit və təbii sərvət siyasəti üçün vacibdir. Bu məqalədə üzvi materialın mənşəyindən tutmuş yetkinləşmə, miqrasiya və karbohidrogenlərin rezervuar süxurlarında tutulmasına qədər neft və qaz əmələ gəlməsinin əsas mərhələləri qısa, lakin hərtərəfli şəkildə təsvir edilmişdir.
1. Üzvi maddələrin mənşəyi: karbohidrogen əmələ gəlməsinin əsası
Neft və təbii qazın əmələ gəlməsi üzvi maddələrin, əsasən plankton (fitoplankton və zooplankton), yosunlar, bakteriyalar və bəzən daha yüksək bitki maddələri kimi mikroskopik orqanizmlərin qalıqlarının toplanması ilə başlayır. Bu orqanizmlər dayaz dənizlər, deltalar, göllər və ya dərin dəniz hövzələri kimi su mühitlərində yaşayırlar . Orqanizmlər öldükdə, onların qalıqları gil və lil kimi xırda hissəciklərlə birlikdə çökür.
Üzvi maddələrin tam parçalanmadan "sağ qalmasının" ilkin açarı oksigensiz (anoksik) və ya ən azı oksigensiz (hipoksik) mühitdir. Oksigenlə zəngin şəraitdə mikroblar üzvi maddələri tamamilə CO2 və suya çevrilənə qədər parçalayacaqlar. Əksinə, sakit, oksigensiz sularda - tez-tez qapalı hövzələrdə və ya güclü təbəqələşmiş sularda - üzvi maddələr daha asan qorunur və tədricən basdırılır.
2. Dəfn və diagenez: kerogenin doğuşu
Zamanla üzvi maddələr ehtiva edən çöküntülər yeni çöküntü təbəqələri ilə basdırılır. Bu basdırma prosesi tədricən litostatik təzyiqi və temperaturu artırır. Kimyəvi-bioloji və fiziki dəyişikliklərin ilkin mərhələsi diagenez adlanır və ümumiyyətlə aşağı temperaturda (təxminən <50–60°C) baş verir, baxmayaraq ki, bu miqyas istilik qradiyentindən və yerli şəraitdən asılı olaraq dəyişə bilər. Diagenez zamanı anaerob mikroorqanizmlər üzvi maddələrin bir hissəsini sadə birləşmələrə çevirir və müəyyən şərtlər altında dayaz bioqaz (biogen metan) istehsal edir. Lakin, neft və qaz əmələ gəlməsi üçün diagenezin ən vacib nəticəsi karbohidrogen əmələ gəlməsi üçün əsas "xammal" kimi xidmət edən mürəkkəb, həll olmayan, bərk üzvi material olan kerogenin əmələ gəlməsidir. Kerogen, daha sonra mənbə süxurları kimi tanınan incə dənəli, üzvi maddələrlə zəngin çöküntü süxurlarında saxlanılır. Kerogenin növü əsasən mənbə süxurunun neft və ya qaz istehsal etmə ehtimalının daha yüksək olduğunu müəyyən edir. Ümumiyyətlə: – I tip kerogen (adətən yosun və göl mühitlərindən): çox hidrogenlə zəngindir, neft istehsal etməyə meyllidir. – II Tip kerogen (dəniz planktonu): həm neft, həm də qaz istehsal edir. – III Tip kerogen (liqnin/sellüloza ilə zəngin quru bitkiləri): qaz istehsal etməyə meyllidir. – IV Tip kerogen (oksidləşmiş/inert üzvi maddə): aşağı karbohidrogen potensialı. 3. Katagenez: “neft pəncərəsi” və termogen qaz əmələ gəlməsi Dəfn daha dərinə doğru davam etdikcə temperatur yüksəlir. Müəyyən bir temperatur aralığında kerogen maye və qaz halında karbohidrogen molekullarına “çatlamağa” başlayır. Bu mərhələ katagenez adlanır və neft əmələ gəlməsinin əsas mərhələsidir. Neft və qaz geologiyasında vacib bir termin neft pəncərəsidir ki, bu da neftin ən effektiv şəkildə əmələ gəldiyi temperatur və dərinlik aralığıdır. Ümumiyyətlə, neft pəncərəsi təxminən 60–120°C temperaturdadır (dəyişdirilə bilər). Bu fazada kerogen müəyyən miqdarda maye karbohidrogenlər (neft) və qaz istehsal edir. Temperatur artmağa davam edərsə (məsələn, 120–200°C), maye karbohidrogenlər daha yüngül, daha sadə molekullara parçalanmağa meyllidir və bu da qaz istehsalını artırır. Daha yüksək temperaturda əmələ gələn qaz termogen qaz adlanır (mikrob aktivliyi ilə aşağı temperaturda əmələ gələn biogen qazdan fərqli olaraq). Bu istilik yetkinləşmə prosesi bir neçə əsas amildən çox asılıdır: 1. Geoloji zaman: əmələ gəlmə "ani" baş vermir; milyonlarla yüz milyonlarla il çəkir. 2. Geotermal qradiyent: yüksək geotermal istiliyə malik ərazilər kerogeni daha tez və daha dayaz dərinliklərdə yetişdirə bilər. 3. Çökmə sürəti: sürətli basdırılma temperatur və təzyiqin daha sürətli artmasına səbəb olur. 4. Kerogen növü və ümumi üzvi tərkibi (ÜTM): mənbə süxurunun karbohidrogen istehsal etmək qabiliyyətini müəyyən edir. 4. Metagenez: qaz və karbon qalıqlarının dominantlığı. Daha inkişaf etmiş mərhələdə, yəni metagenezdə (çox yüksək temperatur, ümumiyyətlə >200°C), kerogen və hətta əmələ gələn neft quru qaza (metan dominantı) daha da parçalana və daha inert karbon qalığı qoya bilər. Ekstremal şəraitdə karbohidrogen əmələ gəlmə potensialı azala bilər, çünki üzvi material "həddindən artıq yetkinləşib". Bu, bütün üzvi zəngin çöküntü hövzələrinin mütləq neft istehsal etməməsinin səbəbini izah edir; istilik yetkinlik səviyyəsi düzgün vəziyyətdə olmalıdır.
5. Karbohidrogen miqrasiyası: mənbə süxurundan su anbarına
Mənbə süxurlarının içərisində əmələ gələn neft və qaz həmişə dərhal toplanmır. Mənbə süxurları ümumiyyətlə çox incə dənəli (şist) olur və bu da aşağı məsaməlilik və keçiriciliyə səbəb olur. Karbohidrogenlər əmələ gəldikcə maye təzyiqi artır və onları mikro çatlar və ya keçirici yollar vasitəsilə xaricə itələyir. Bu hərəkət prosesi ilkin miqrasiya adlanır.
Mənbə süxurunu tərk etdikdən sonra karbohidrogenlər ən asan yolla, məsələn, daha keçirici qumdaşı və ya əhəngdaşı təbəqələrindən keçərək hərəkət edəcəklər. Bu hərəkət ikinci dərəcəli miqrasiya adlanır. Miqrasiyanın istiqaməti ümumiyyətlə üzmə qabiliyyətinə görə yuxarıya doğru olur (neft və qaz lay suyundan daha az sıxdır), lakin təzyiq, geoloji quruluş və yeraltı su axını da buna təsir göstərə bilər.
6. Su anbarları, tələlər və qapaq süxurları: iqtisadi yığılmaların əmələ gəlməsi şərtləri
Neft və qazın istehsal edilə bilən miqdarda toplanması üçün neft sistemi adlanan geoloji sistem tələb olunur. Onun üç əsas komponenti bunlardır:
1. Su anbarı qayaları
Su anbarı karbohidrogenləri saxlaya və ötürə bilən bir süxurdur. Bu süxur məsaməliliyə (saxlama sahəsi) və keçiriciliyə (mayeləri ötürmə qabiliyyəti) malik olmalıdır. Su anbarlarına ümumi nümunələr əriməyə/qırılmağa məruz qalmış qumdaşı və karbonat süxurlarıdır.
2. Tələ
Tələ, karbohidrogenlərin miqrasiyasını dayandıran və onların toplanmasına imkan verən geoloji konfiqurasiyadır. Tələlər aşağıdakılar ola bilər:
– Struktur tələlər: antiklinal qırışlar, qırılmalar, duz günbəzləri.
– Stratiqrafik tələlər: fasiya dəyişiklikləri, sıxılmalar, uyğunsuzluqlar.
– Kombinasiya tələsi: hər ikisinin kombinasiyası.
3. Möhür/qapaq qayası
Möhür, karbohidrogenlərin səthə çıxmasının qarşısını alan keçirməyən bir təbəqədir. Yaxşı möhürlərə misal olaraq şist, gil, duz (halit) və ya anhidrit göstərmək olar. Möhür olmadan karbohidrogenlər miqrasiya etməyə davam edəcək və sızaraq səthdə neft və ya qaz sızmaları əmələ gətirə bilər.
Tutulan layda mayelər sıxlığa görə düzülür: yuxarıda qaz, aşağıda neft və aşağıda lay suyu. Neft və su arasındakı sərhəd neft-su təması (OWC), qaz və neft arasındakı sərhəd isə qaz-neft təması (GOC) adlanır.
7. Niyə bütün ərazilərdə neft və qaz hasil olunmur?
Bir bölgədə qalın çöküntülər olsa belə, neft və qaz avtomatik olaraq əmələ gəlmir və toplanmır. Neft və qazın əmələ gəlməsi üçün bir neçə amilin üst-üstə düşməsi tələb olunur: mənbə süxuru üzvi maddələrlə zəngin və yetkin olmalı, miqrasiya yolları mövcud olmalı, su anbarı keyfiyyətli olmalı, tələlər miqrasiyadan əvvəl və ya miqrasiya zamanı əmələ gəlməli və möhürlər effektiv olmalıdır. Hətta bir element belə sıradan çıxarsa - məsələn, yetişməmiş kerogen və ya tələlərin olmaması - onda iqtisadi yığılma baş verməyəcəkdir.
Bundan əlavə, tektonik proseslər tələlərə zərər verə və ya möhürləri qıra bilər ki, bu da karbohidrogenlərin sızmasına səbəb olur. Maqmanın müdaxiləsi və ya sürətli qalxma nəticəsində yaranan temperatur dəyişiklikləri də istehsal olunan karbohidrogenlərin yetkinlik səviyyəsinə və növünə təsir göstərə bilər.
Nəticə
Neft və təbii qazın əmələ gəlməsinin əsas konsepsiyası bir sıra qarşılıqlı əlaqəli geoloji proseslərə əsaslanır: aşağı oksigen şəraitində üzvi maddələrin toplanması, diagenez yolu ilə kerogenin əmələ gəlməsi, neft və qaz əmələ gətirən katagenezin termal yetkinləşməsi və quru qaz əmələ gətirməyə meylli olan metagenez mərhələsi. Əmələ gəldikdən sonra karbohidrogenlər mənbə süxurundan rezervuar süxuruna miqrasiya edir və nəticədə keçirməyən qapaq süxurunun köməyi ilə geoloji tələyə düşür. Bu proseslərin hərtərəfli başa düşülməsi alimlərə çökmə hövzələrinin potensialını qiymətləndirməyə , enerji kəşfiyyatına rəhbərlik etməyə və daha məsuliyyətli resursların idarə olunmasını dəstəkləməyə imkan verir.
İstəsəniz, “neft sistemi”nin daha texniki izahı ilə davam edə bilərəm (məsələn, TOC, Rock-Eval, vitrinit əks etdirmə və tələ tiplərinə nümunələr) və ya məqalənin ümumi oxucu üçün daha populyar versiyasını yarada bilərəm.
