لا يدرك الكثيرون أن تكوين النفط الخام عملية جيولوجية معقدة تستغرق ما يصل إلى 400 مليون سنة، حيث تتحول بقايا الكائنات الحية المدفونة في أعماق الأرض بفعل الضغط والحرارة والتفاعلات الكيميائية إلى هذا المورد الثمين.
وتمر عملية تكوين النفط الخام بخمس مراحل رئيسية، تبدأ بترسيب المواد العضوية وتنتهي بتجمع النفط في المصائد الجيولوجية.. في هذا التقرير، نستعرض بالتفصيل مراحل تكوين النفط والعوامل المؤثرة في نشأته.
كيف يتكون النفط الخام؟
1. الترسيب العضوي
تبدأ رحلة تكوين النفط عندما تموت كائنات حية دقيقة، مثل العوالق النباتية والحيوانية، وتترسب في قيعان البحار والمسطحات المائية الراكدة. هذه الكائنات تختلط مع الطين والرواسب المعدنية، مكونة ما يُعرف بـ”الصخور المصدرية”.
2. التحلل اللاهوائي
بعد دفن المواد العضوية تحت طبقات من الرواسب، تبدأ البكتيريا اللاهوائية في تحليلها، مما يؤدي إلى فقدان الأكسجين والنيتروجين، وتركز الكربون والهيدروجين في المادة العضوية المتبقية، والتي تُعرف بـ”الكيروجين” (Kerogen).
3. الدفن والتعرض للضغط والحرارة
مع مرور ملايين السنين، تتراكم المزيد من الرواسب فوق الصخور المصدرية، مما يزيد الضغط والحرارة. يؤدي ذلك إلى تحول الكيروجين إلى مواد هيدروكربونية معقدة، وهي الأساس الكيميائي للنفط الخام.
4. النضج الحراري
عند درجات حرارة تتراوح بين 60 و120 درجة مئوية، وهي ما يُعرف بـ”نافذة النفط”، تبدأ المركبات العضوية في التحول إلى النفط الخام. إذا ارتفعت الحرارة أكثر من ذلك، يتكسر النفط إلى غازات هيدروكربونية خفيفة، مكونًا الغاز الطبيعي.
5. الهجرة النفطية
بمجرد تكوّن النفط، يبدأ في الهجرة من الصخور المصدرية إلى الصخور الخازنة عبر مسامات الصخور وشقوقها. تتوقف هذه الهجرة عندما يصل النفط إلى طبقات صخرية غير نفاذة تُعرف بـ”المصائد النفطية”، حيث يتجمع في تجاويف تحت سطح الأرض.
فيديو .. كيفية تكوين النفط الخام عبر ملايين السنين
العوامل المؤثرة في تكوين النفط الخام
نوع المواد العضوية
تعتمد جودة وكمية النفط على طبيعة الكائنات الحية المترسبة، حيث تساهم الطحالب والعوالق البحرية بشكل رئيسي في تكوين النفط الخام، بينما تؤدي النباتات البرية إلى تكوين الفحم.
درجة الحرارة والضغط
كلما زاد العمق، ارتفعت درجات الحرارة والضغط، مما يسرع من عملية التحلل الحراري وتحويل الكيروجين إلى نفط.
الزمن الجيولوجي
تحتاج عملية تكوين النفط إلى ملايين السنين لضمان اكتمال التحولات الكيميائية اللازمة.
البيئة الترسيبية
تلعب الظروف البيئية دورًا هامًا، حيث تؤدي البيئات البحرية العميقة واللاهوائية إلى حفظ المواد العضوية من التحلل السريع، مما يساعد على تكوين النفط.
التركيب الكيميائي للنفط الخام
1. الهيدروكربونات: النفط الخام يتكون أساسً الهيدروكربونات، وهي مركبات تتكون من الكربون والهيدروجين، يمكن أن تكون هذه المركبات في صورة سلاسل مستقيمة أو متفرعة أو حلقات.
2. المركبات الأخرى: بالإضافة إلى الهيدروكربونات، يحتوي النفط الخام على كميات قليلة من مركبات أخرى تحتوي على الكبريت والنيتروجين والأكسجين والمعادن. هذه المركبات تؤثر على خصائص النفط الخام.
دور البكتيريا في تكوين النفط
البكتيريا اللاهوائية: تلعب البكتيريا اللاهوائية دورًا حاسمًا في المراحل الأولى من تكوين النفط. تقوم هذه البكتيريا بتحليل المواد العضوية في الصخور المصدرية، مما يؤدي إلى تكوين الكيروجين.
تأثير البكتيريا على نوعية النفط: يمكن أن يؤثر نوع البكتيريا الموجودة في الصخور المصدرية على نوعية النفط الخام الناتج.
نافذة النفط (Oil window):
نطاق درجة الحرارة: نافذة النفط هي نطاق درجة الحرارة الذي يحدث فيه تحول الكيروجين إلى نفط خام. هذا النطاق يتراوح عادة بين 60 و120 درجة مئوية.
تأثير درجة الحرارة: إذا كانت درجة الحرارة أقل من نافذة النفط، فلن يتحول الكيروجين إلى نفط. وإذا كانت درجة الحرارة أعلى من نافذة النفط، فسيتكسر النفط إلى غاز طبيعي.
الصخور المصدرية:
أنواع الصخور المصدرية: يمكن أن تتكون الصخور المصدرية من أنواع مختلفة من الصخور الرسوبية، مثل الصخور الطينية والصخور الكربونية.
خصائص الصخور المصدرية: تؤثر خصائص الصخور المصدرية، مثل محتواها من المواد العضوية ونفاذيتها، على كمية النفط الخام التي يمكن أن تنتجها.
الهجرة النفطية:
آلية الهجرة: بعد تكوين النفط الخام، يبدأ في الهجرة من الصخور المصدرية إلى الصخور الخازنة. تحدث هذه الهجرة بسبب اختلاف الضغط والكثافة بين النفط الخام والصخور المحيطة.
العوامل المؤثرة على الهجرة: تؤثر عوامل مثل نفاذية الصخور والصدوع والشقوق على سرعة واتجاه الهجرة النفطية.
ختامًا؛ يمثل النفط الخام نتاج عمليات جيولوجية معقدة وطويلة الأمد، حيث يتطلب تكوينه ظروفًا خاصة تشمل الترسيب العضوي، التحلل اللاهوائي، الضغط والحرارة، ثم الهجرة والتجمع في المصائد النفطية، هذه العملية التي تستغرق ملايين السنين تجعل النفط موردًا غير متجدد، مما يستدعي البحث عن بدائل مستدامة لمصادر الطاقة.
مراجع:
- نظريات تكون النفط – كلية العلوم جامعة ديالي
- تكوين النفط – (Energy Education)
- شرح النفط الخام من التكوين وحتى التداول – وكالة الطاقة الدولية
اقرأ أيضاً:
- أجود أنواع النفط الخام: أفضل 7 خامات في العالم وخصائصها المميزة
