كيفية تكوّن النفط في الأرض

تكوُّن النفط في باطن الأرض

النفط هو أحد أهم مصادر الطاقة في العالم، ويُعتبر من المحروقات الأحفورية التي تسهم بشكل كبير في تلبية احتياجات الطاقة والصناعة. تكوُّن النفط ليس عملية مفاجئة أو عشوائية، بل هو نتيجة لعدة عوامل جيولوجية وزمنية معقدة تمتد لملايين السنين. لفهم كيف يتكون النفط في باطن الأرض، من الضروري التعرف على العمليات الجيولوجية التي تساهم في هذه العملية.

1. المواد العضوية كمصدر للنفط

العملية تبدأ بالمادة العضوية، وهي المكون الرئيسي الذي يتحول في النهاية إلى النفط. تكوِّن المواد العضوية أساسًا من الكائنات الحية مثل الطحالب، النباتات البحرية، والكائنات الدقيقة التي تعيش في المحيطات والبحيرات. عندما تموت هذه الكائنات، تغرق في قاع المحيط أو البحيرة، ويغطيها الطين والرواسب الأخرى التي تتراكم فوقها.

2. الضغط والحرارة

بعد أن تُغطى المواد العضوية في قاع المسطحات المائية بالطين والرواسب، يتراكم المزيد من الطبقات عليها بمرور الزمن. مع مرور الوقت، يبدأ وزن الرواسب الجديدة في الضغط على المواد العضوية، مما يؤدي إلى زيادة الضغط والحرارة على هذه المواد. هذه البيئة من الضغط والحرارة هي بيئة مثالية لتحويل المواد العضوية إلى هيدروكربونات، مثل النفط والغاز الطبيعي.

الحرارة تعمل على تحلل المركبات العضوية من خلال عملية تُسمى التحلل الحراري. هذه العملية لا تتحقق بين ليلة وضحاها، بل تتطلب آلاف السنين من الضغط والحرارة المستمرين. في هذه المرحلة، تبدأ المواد العضوية بالتحول تدريجيًا إلى مادة سائلة ثقيلة تُعرف بالنفط الخام.

3. التفاعل الكيميائي وتحول المواد العضوية إلى هيدروكربونات

تحت تأثير الحرارة والضغط، تنكسر الروابط الكيميائية في المواد العضوية، مما يؤدي إلى تكوُّن جزيئات أصغر من الكربون والهيدروجين تعرف بالهيدروكربونات. هذا التحول الكيميائي هو الأساس الذي يؤدي إلى تكون النفط. يتكون النفط أساسًا من خليط من الهيدروكربونات، وهو مادة تحتوي على نسب متفاوتة من الكربون والهيدروجين.

4. الانتقال إلى الصخور الخازنة

مع استمرار عملية التحول، يبدأ النفط الناتج في الهجرة من الطبقات المصدر إلى طبقات صخرية ذات مسامية و نفاذية جيدة تُسمى الصخور الخازنة. هذه الصخور هي التي تحتفظ بالنفط بعد انتقاله إليها. عادةً ما تكون الصخور الخازنة من النوع المسامي مثل الحجر الرملي أو الحجر الجيري، التي تسمح بتخزين النفط والغاز في مسامها.

تبدأ هذه العملية عندما تنتقل الجزيئات النفطية الناتجة عن التحلل الحراري من الطبقة المصدر إلى الصخور الخازنة المجاورة. يحدث ذلك عندما تكون هناك قوة ضغط معينة تدفع السوائل الهيدروكربونية عبر المسام والشقوق في الصخور.

5. التراكم في مصائد النفط

بعد انتقال النفط إلى الصخور الخازنة، يتعين أن يتجمع في أماكن معينة ليصبح قابلًا للاستخراج. يتجمع النفط في مصائد النفط، وهي طبقات جيولوجية تمثل مناطق مغلقة أو شبه مغلقة تتيح تجمع النفط بداخلها. تتكون المصائد النفطية عادةً من طبقات من الصخور غير النفاذة، مثل الطين أو الصخور الطينية، التي تحبس النفط داخل الصخور الخازنة.

هناك عدة أنواع من المصائد النفطية، مثل المصائد الهيكلية والمصائد الطبقية. في المصائد الهيكلية، يحدث التراكم نتيجة لتحولات في بنية الصخور تحت الأرض، مثل التواء أو انثناء الصخور، بينما في المصائد الطبقية، يحدث التراكم نتيجة لتغيرات في خصائص الصخور.

6. الاختراق والتراكم

في بعض الأحيان، يمكن أن يتسرب النفط من الصخور الخازنة عبر الشقوق أو الفجوات إلى الطبقات العليا في الأرض. إذا كانت هناك طبقة غير نفاذة في الأعلى (مثل طبقات الصخور الصلبة أو الطينية)، فإن هذه الطبقة تحجز النفط داخل الصخور الخازنة، مما يتيح له أن يتجمع فيها على مر السنين.

إذا كانت الظروف جيولوجية ملائمة، فقد يتراكم النفط بكميات كبيرة في هذه المصائد النفطية. وعندما تتجمع كميات كبيرة من النفط في هذه المصائد، يصبح من الممكن استخراجها من خلال عمليات الحفر والتنقيب.

7. تكوين الغاز الطبيعي مع النفط

النفط ليس دائمًا المادة الوحيدة التي تتكون من المواد العضوية المدفونة. في العديد من الحالات، يمكن أن يتشكل الغاز الطبيعي أيضًا خلال عملية التحلل الحراري. الغاز الطبيعي يتكون من مزيج من الهيدروكربونات الخفيفة، مثل الميثان، وقد يتواجد مع النفط في نفس المصائد. يشترك النفط والغاز الطبيعي في نفس العملية التكوينية، ويعتمدان على نفس العوامل الجيولوجية.

8. العوامل المؤثرة على تكوُّن النفط

عملية تكوُّن النفط لا تحدث في أي مكان أو تحت أي ظروف، بل هي مرتبطة بمجموعة من العوامل الجيولوجية التي تشمل:

• العمر الجيولوجي للطبقات: كلما كانت الطبقات أقدم، كلما زادت احتمالية حدوث عملية التحول الحراري للمواد العضوية إلى النفط.

• درجة الحرارة: يجب أن تكون درجة الحرارة في العمق مناسبة لتحفيز التحلل الحراري. يتم تحديد هذه الدرجة بناءً على العمق الذي توجد فيه المواد العضوية.

• الضغط: تتطلب عملية التحول أيضًا ضغوطًا معينة في طبقات الأرض لتسهم في تكوُّن النفط بشكل صحيح.

• المواد العضوية: نوع المواد العضوية التي تشكل المصدر يعتبر عاملاً مهمًا. الطحالب والكائنات البحرية الدقيقة توفر كميات كبيرة من المواد العضوية التي تؤدي إلى تكوُّن النفط.

9. التنوع في أنواع النفط

لا يوجد نوع واحد من النفط، بل هناك أنواع متعددة تختلف في خصائصها، بما في ذلك كثافة النفط ونسبة الكبريت فيه. يعتمد نوع النفط على عدة عوامل، أبرزها المواد العضوية التي تشكل المصدر، والبيئة الجيولوجية التي يحدث فيها التكوين، ودرجة الحرارة والضغط التي يتعرض لها النفط في باطن الأرض.

10. دورة النفط

بعد أن يتم استخراج النفط من باطن الأرض، يخضع لعدة عمليات لتحويله إلى منتجات قابلة للاستخدام، مثل البنزين، الديزل، والبتروكيماويات. النفط الخام، على الرغم من كونه مادة طبيعية ثمينة، إلا أنه يحتاج إلى التكرير لتحويله إلى منتجات مفيدة.

يتطلب النفط الخام مجموعة من العمليات الجيولوجية والكيميائية المعقدة ليصل إلى شكله الذي يمكن استخراجه واستخدامه في صناعة الطاقة والصناعات الكيميائية.