البرنامج الجيوكيميائي للاستكشاف البترولي

^ مقدمة ^ :

&يستخدم في مختلف تقنيات التحاليل الجيوكيميائية بهدف الاستكشاف البترولي مقاربات متعددة للإجابة عن التساؤل فيما إذا كان المقطع الصخري أو التشكيلة الصخرية موضوع الاهتمام قد قامت بتوليد كميات كافية من المواد البترولية لتشكل تراكمات اقتصادية، وإذا كان الأمر كذلك فإين هي الأماكن الواعدة. إن بعض التقنيات متشابهة لدرجة أنه ليس من الضروري استخدامها جميعها في الاستكشاف في الأماكن الوحشية ( wilecat) وفي نفس الوقت فإن من الخطورة الاعتماد على طريقة واحدة، وذلك لإنه من الناحية الجيوكيميائية إن أية مقاربة هي عرضة للحالات الشاذة. وفي الحقيقة فإن تقنيات الاستكشاف تحت السطحية تصبح ذات قيمة أكبر عندما يتم وصف الحالة الجيولوجية بشكل دقيق ومن ثم اجابة الجيوكيميائي على الأسئلة الاستكشافية المطروحة من خلال اختيار أفضل التحاليل.

إن المقاربات الجيوكيميائية النموذجية هي تلك التي تستخدم أقل التقنيات تكلفة وأكثرها سرعة للمسح الإمكانية الهيدروكربونية للعينات المتوفرة. وعندما يتم ربط المعطيات المتحصل عليها مع بقية المعطيات المتوفرة من السجلات والقياسات فإنه يتم اختيار محالات محددة لإجراء تحاليل جيوكيميائية تفصيلية أكثر.&

** الاستكشاف ( أو الاستطلاع ) السطحي**:

&تتميز بعض الأماكن بوجود المواد الهيدروكربونية في كل من الرسوبيات السطحية وصخور تحت السطح، حيث تكون التسربات الهيدروكربونية شائعة، كما تصادف الشواهد النفطية والغازية أثناء الحفر في مستويات مختلفة، كما تلاحظ الشواهد الغازية في طين الحفر، وعلى العكس من ذلك تماما في أماكن أخرى، حيث تكون الرسوبيات خالية من أية شواهد هيدروكربونية، لا وجود للتسربات، ولا تظهر مجسات الطين أي شيء. إن فهم أية أماكن تتميز بوجود الشواهد الهيدروكربونية، وأية أماكن تخلو منها يمكن أن يتبع بتخريط( رسم خرائط ) سطحي وتحت سطحي لهذه الشواهد، واستخدام الجيوكيمياء للتنبؤ بمصادرها.

يعد وجود الشاذات الإيجابية في التدرجات الحرارية أحد العوامل التي يمكن أن تشير إلى وجود حقول نفطية وغازية عملاقة. ومن جهة أخرى فقد بينت بعض الدراسات كتلك التي أجراها کلیم(1975 ,Klemme )، أن إنتاج المواد الهيدروكربونية في وحد الحجم من الصخر هي أكثر في الأحواض التي تتميز بجريان حراري مرتفع من تلك التي تتميز بجريان حراري منخفض.

يمكن الاستفادة من استخدام تكامل قياسات الجريان الحراري ( Heat flow) مع المعطيات الجيوفيزيائية للحصول على تنبؤ أولي بالتدرج الجيوحراري. ويحسب الجريان الحراري من خلال العلاقة :

على الرغم من أن الجريان الحراري يختلف من منطقة إلى أخرى، لكنه بشكل أساسي ثابت في موقع محدد، وذلك بشرط عدم وجود تأثيرات جانبية محلية، كوجود قبة ملحية قريبة. وبما أن الجريان الحراري ثابت في موقع معين، في، التناقص في الموصلية الحرارية في المقطع الرسوبي سيؤدي إلى زيادة في التدرج الحراري، والعكس صحيح. إن التنبؤ بالموصلية الحرارية في مكان محدد وتكامله مع المعطيات حول الجريان الحراري يمكن أن يساعد في التنبؤ التقريبي بالتدرج الجيوحراري قبل عمليات الحفر، وهو ما نحن بحاجة إليه للتنبؤ بالعمق المحتمل لتولد البترول.

تعد تكشفات صخور الشيل والكربونات من عمر ما قبل الثلاثي والتي يمكن أن تؤدي دور الصخور المولدة ملائمة للعديد من التحاليل الجيوكيميائية، وذلك بشرط أخذ العينات تحت الطبقات المعرضة للتجوية. إن عمق التجوية يختلف من مكان إلى آخر، ولكنه يتراوح في معظم الصخور الأم بين 0.15 – 1.5 م .

يعد تغير اللون أفضل دليل مرئي على شدة التجوية، وكلما كان تغير اللون أشد كلما كانت التجوية أشد. وبشكل عام فإن نسبة الكربون العضوي والمستخلصات الهيدروكربونية تكون أقل في الجزء المجوى من الصخور، ويعود ذلك بشكل رئيس إلى التفكك الحيوي، والانحلال. كما أن الكيروجين غالبا ما يكون أغنى بالأكسجين، ويكون هناك نقص بالبيريت بالمقارنة مع المقطع غير المجوى.&

**القياسات الهيدروكربونية في طين الحفر( Hydrocarbon mud logging )***:

&استخدمت القياسات الهيدروكربونية من قبل الشركات البترولية للكشف التجاري عن الطبقات المنتجة أثناء الحفر الدوراني لأول مرة في عام 1939. ما أن يقوم رأس الحفر بتكسير الخور إلى قطع صغير أو فتات حتى يتحرر الغاز الموجود إلى تیار طين الحفر، وما أن يتم خروج الطين من فتحة البئر حتى يتم أخذ عينة إلى فاصل الطين عن الغاز(Mud - gas separator )، الذي هو ببساطة عبارة عن علبة اسطوانية تحتوي على صفائح لفصل الطين، أو عن وحدة تحريض لضرب الطين وتحرير الغاز منه. يتم بعد ذلك تحليل المزيج الغازي في الكروماتوغراف الغازي، وحساب محتواه من الغازات الهيدروكربونية، و C15. تقوم بعض الأنظمة بتحليل نسب الميتان، والإيثان +( الايتان والغازات الهيدروكربونية ذات العدد الهيدروكربوني الأعلى )، بينما يمكن استخدام بعض الكواشف الأخرى لقياس نسب الغازات غير الهيدروكربونية على سبيل المثال H2S.

لقد صممت هذه التقنية بشكل خاص لاختبار الصخور الخازنة للمواد البترولية أثناء عمليات الحفر، لذلك يتم استخدامها خاصة عندما يتم اختراق طبقات العطاء المؤملة، ولكن معظم الشركات تستخدمها في الأماكن الوحشية ( Wildcat ) خلال المقطع الصخري البكري بشكل مستمر، من جهة أخرى تقوم بعض الشركات كما في دول الاتحاد السوفييتي السابق باستخدام سجلات طين الحفر المستمرة وعينات الأكوار من أجل الكشف عن الخزانات، وعن الصخور المولدة، حيث يتم تحرير الغازات المدمصة في الأكوار عن طريق تسخينها إلى درجة حرارة °70C، وتمثل السجلات الغازية المتحصل عليها اتحاد المعطيات من تحاليل الطين والأكوار. وهو ما يمكن الجيوكيميائيين بالتنبؤ ودراسة ليس فقط الصخور الخازنة وإنما أيضا الصخور المولدة خلال كامل المقطع الصخري الرسوبي. غالبا ما تحتوي الصخور الرسوبية الواقعة مباشرة فوق طبقات الخزان الغازي أو النفطي على كميات أكبر من الغاز منها في بقية مقطع البئر، أو في الآبار الجافة. يبين على سبيل المثال الشكل سجلات الغاز لبئرين ( البئرين: 41، و42 ) حفرا في منطقة كوم -داغ( Kum- Dag ) في روسيا. صادف البئر 41 تراکم بترولي تجاري على عمق حوالي 780م، بينما كان البئر 42 الذي يبعد حوالي 1200م عن البئر 41 بئرا جافا، وقد بينت القياسات وجود تركيز مرتفع من الغازات خلال مقطع البئر 41 ولكن أكبر تزايد كان في الأعماق التي تزيد عن 580م والواقعة فوق مستوى التراكم، وقد بينت القياسات وجود تركيز مرتفع من الغازات خلال مقطع البئر 41 ولكن أكبر تزايد كان في الأعماق التي تزيد عن 580م والواقعة فوق مستوى التراكم، بينما لم يلاحظ إلا آثار من الميتان في مقطع البئر 42. يمكن أن يصار بعد أن تتم دراسة المحتوى الهيدروكربوني في طين الحفر إلى رسم مقاطع المضاهاة بين الآبار ، أو حتى بين الأمكنة المدروسة. على سبيل المثال يبين الشكل  مضاهاة بين خمسة مواقع تمثل خلاصة نتائج تحاليل مئات العينات للغازات في طين الحفر في حوض غرب کندا، حيث نلاحظ غنى الموقعين الأول والثاني اعتبارا من اليسار بالميتان والإيتان + على امتداد المقطع الرأسي، حيث هاتين المنطقتين تحتويان على حقول نفطية وغازية، وفي الموقع الثالث لوحظ وجود الغاز في المجالات التي عثر فيها على النفط، بينما لا يوجد في الموقع الرابع شواهد غازية، حيث أن المنطقة التي يمثلها هذا الموقع تخلو من المكامن البترولية، بينما من جديد يلاحظ ازدياد حاد في نسب الغاز الرطب في طين الحفر في صخور الميسيسبي في الموقع الخامس، حيث توجد تراكمات نفطية.&

الشكل يبين سجلات الغاز في طين الحفر في البئرين 41 – 42 في منطقة kum -dag