صنایع بالادستی و پایین دستی در نفت و گاز

صنایع بالادستی در صنعت نفت عبارتی است که عمدتاً به بخش جست و جو، اکتشاف، حفاری، تولید نفت خام و گاز طبیعی اشاره دارد. صنایع بالادستی به نام اکتشاف و تولید هم شناخته می شود.

صنفت نفت معمولا به سه بخش تقسیم می شود. صنایع بالادستی، پایین دستی و میان دستی که صنایع میان دستی عمدتاً در دسته ی پایین دستی طبقه بندی می‌شوند. صنایع بالادستی شامل جستجو برای یافتن میدان ها بالقوه ی زیرزمینی یا زیر دریایی، حفاری و اکتشاف چاه و نهایتاً عملیات چاه ها است که نفت خام و گاز طبیعی خام را به سطح می آورد.

صنایع پایین دستی در صنعت نفت عبارتی است که عموما برای اشاره به تصفیه نفت خام و فروش و توزیع گاز طبیعی و محصولات مشتق از نفت خام مورد استفاده قرار می‌گیرد^[۲].

میدان نفتی

حوزه ی نفتی یا میدان نفتی به محدوده با ناحیه ی جغرافیایی گفته می شود که بتوان چاه های متعدد نفت را بر روی مخازن یا میدان های نفتی حفر کرد و از آن نفت استخراج نمود. هر کدام از میادین نفتی در یک مجموعه زمین شناسی مستقل و معین از لحاظ رسوبی و محیطی قرار دارند.^[۳]

مخزن نفتی

یا مخزن نفت و گاز یک استخر زیر سطحی از هیدروکربن های موجود در سازندهای متخلخل و یا شکسته است.

سازند^[۴]

یک واژه ی زمین شناسی و واحد سنگی اصلی چینه شناسی است و شامل مجموعه لایه هایی است که صفات مشخص سنگ شناسی دارند. بالا و پایین یک سازند مشخص است ولی ضخامت آن حد معینی ندارد. هم چنین یک سازند ممکن است یک یا چند بخش داشته باشد.

سازند آسماری

این سازند جوان ترین سنگ مخزن پهنه ی زاگرس است و به همین دلیل مطالعات گسترده ای بر روی خواص سنگ چینه ای این سازند انجام شده است. نام این سازند از کوه آسماری ( جنوب شرقی مسجد سلیمان) اقتباس شده است و شامل سنگ آهک های مقاوم کرم تا قهوه ای رنگ با ریخت شناسی کوه ساز می‌باشد. سنگ آهک آسماری مهم ترین سنگ مخزن حوضه ی رسوبی زاگرس ایران است و چون برای نخستین بار در خاورمیانه در این سازند نفت کشف شده است، معروفیت جهانی دارد^[۵].

اکتشافات نفت

اکتشاف نفت به عملی گفته می شود که زمین شناسان صنعت نفت در زمین به دنبال منابع هیدروکربنی می‌باشند تا بتوانند میدان های نفتی و گازی را شناسایی کنند.

زمین شناسی نفت از علوم مرتبط وابسته به علم ژئوفیزیک، دیرین شناسی( فسیل شناسی)، سنگ شناسی و رسوب شناسی و …. نشأت می‌گیرد.

در این علم جهت پیدا نمودن نفت اجبارا باید حفاری زمین توسط دستگاه های حفاری پیشرفته و به وسیله ی مهندسین حفاری انجام شود. یک زمین شناس باید بتواند هم سطح و هم زیر زمین را مورد مطالعه قرار دهد. در اوایل قرن بیستم اکتشاف نفت بر مبنای نقشه برداری سطحی تاقدیس ها بود. در میانه ی دهه ی ۱۹۲۰ میلادی، به کارگیری روش های ژئوفیزیکی اکتشاف نفت را وارد مرحله ی تازه ای نمود، در سال های بعد روش های چاه نگاری الکتریک، صوتی، پرتوزایی مورد استفاده وسیعی قرار گرفتند. سپس استفاده از عکس های هوایی بخصوص در مناطق فاقد پوشش گیاه بسیار کارآمد نشان داد. امروزه با وجود کامپیوتر روش های چند بعدی سنجش از راه دور و ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی سطحی ابزار جدید مهمی می‌باشند^[۶].

در بخش بالادستی نفت، اولین مرحله برای دست یابی به نفت و بهره برداری از آن، اکتشاف مخازن نفتی است. ابتدا با توجه به مطالعات سطحی و صحرایی محیط، مجموعه ای از اطلاعات اولیه به دست می‌آید و اولویت های اکتشاف برای استفاده از روش های دیگر مشخص می شود. این روش ها شامل:

• • روش های سطحی

• • ثقل سنجی و میدان های الکترو مغناطیسی

• • لرزه نگاری

• • ژئوشیمی آلی

• روش های حفاری(انواع چاه ها)

روش های سطحی^[۷]

گاه مطالعه ی برخی از نشانه ها در سطح زمین می‌تواند راهنمای ما برای کشف مخازن احتمالی باشد. بخشی از لایه ها که هزاران متر زیرزمین هستند، ممکن است در اثر عوامل مختلفی که به سطح زمین رسیده باشند و ما آن بخش از لایه را که برونزد^[۸] آن نامیده می شود مشاهده می‌کنیم.میتوان برخی مطالعات ‌در مورد آن لایه را از طریق نمونه گیری از برونزد آن انجام داد. گاه نفت موجود در زیر زمین، در اثر عوامل مختلفی به طور طبیعی و بدون حفاری به سطح زمین راه پیدا می‌یابد و چشمه های نفتی^[۹] ایجاد می‌کند. این نفت می‌تواند از سنگ مخزن به سطح زمین راه یافته باشد و یا اینکه در مسیر حرکت نفت از سنگ منشاء به سنگ مخزن و به دلیل نبود پوشش سنگ به سطح آمده باشد.

در منطقه ی مسجد سلیمان ایران، نمونه های متعددی از چشمه های نفتی وجود دارد. ابتدایی ترین کار در اکتشاف مخازن نفت این است که با مطالعه ی برونزد ها و نشانه های سطحی، اطلاعاتی ‌در مورد سازندهای نفت به دست آورد و یا با مطالعه ی ساختارهای زیرزمینی که آثار آن ها در روی زمین قابل مشاهده است تا حدوددی به تله های نفتی پی برد و همچنین اگر در سطح چشمه های نفتی وجود داشته باشد، با مطالعه ی آن به سنگ منشاء آن پی برد و از این طریق مخازن احتمالی را شناسایی کرد.

ثقل سنجی و میدان های الکترو مغناطیسی

این دو روش برای شناسایی مخازن نفتی ای که ساختار مشخص معینی ( مثل تاقدیس) در اعماق کم دارند، به کار می‌روند. البته با روش مغناطیس سنجی تلوریک^[۱۰] می توان مخازن تا حدی عمیق را نیز شناسایی کرد. در روش ثقل سنجی اساس کار این گونه است که تغییر شتاب جاذبه ثقل در نقاط مختلف را می توان به تغییر ماهیت سنگ یا تغییر ساختار مخصوصا ساختار های تاقدیس نسبت داد^[۱۱].

توضیح اینکه شتاب جاذبه ی زمین، در قسمت های مختلف زمین، با توجه به تغییر ساختار های زمین شناسی و همچنین تغییر ماهیت لایه‌های موجود در آن بخش از زمین تغییر می‌کند. هر اندازه که لایه ها دارای چگالی بیشتری باشد، یا آن که لایه‌های چگال تر در فاصله ی کمتری از سطح زمین قرار داشته باشند یا آنکه لایه‌های چگال تر در فاصله ی کمتری از سطح زمین قرار داشته باشند، نیروی جاذبه ی بیشتری ایجاد می‌کنند. به دلیل آنکه لایه هایی که در عمق بیشتری قرار دارند در تاقدیس ها فاصله های آن ها از سطح زمین کمتر می شود و تفاوتی را در شتاب ثقل نسبت به نقاط اطراف ایجاد می‌کند. این نشانه ها می‌تواند عامل شناسایی تاقدیس ها باشد.

اساس کار روش مغناطیس سنجی تلوریک بر این است که میدان مغناطیسی طبیعی زمین را می سنجد اما اگر سنگی وجود داشته باشد که خود میدام مغناطیسی اضافی ایجاد کند، با بهره گرفتن از دستگاه های مغناطیس سنج شناسایی می شود. از آنجایی که برخی از سنگ های رسوبی خود مغناطیسی هستند و میدان مغناطیسی اضافی ایجاد می‌کنند به کمک این دستگاه‌ها می توان ضخامت این لایه ها را تا حدودی مشخص کرد. باید توجه داشت که جنس سنگ مخزن و منشاء از سنگ های رسوبی است.