مدخل إلى جيوكيمياء البترول

& يهتم علم جيوكيمياء المادة العضوية والنفط بالاستفادة من المبادئ، والمعارف، والتقنيات الكيميائية في فهم وتطور المادة العضوية في الرسوبيات، اعتبارا من ظروف تشکلها، وتطورها، ونضجها، وتحولها إلى مواد بترولية، وكذلك في أعمال البحث والتنقيب عن المكامن البترولية، وتقليل نسب المخاطرة الاستكشافية، ولا يقتصر الأمر إلى هذا الحد، بل يتعداه إلى محاولة تسخيرها في رفع قيم الإنتاجية.

يحتوي علم جيوكيمياء المادة العضوية عددا كبيرا من التخصصات الدقيقة التي تهتم بدراسة المادة العضوية، وتركيبها الكيميائي، وأشكال تواجدها، وتوزعها ضمن الغلاف المائي، والرسوبيات، والصخور الرسوبية، والتطورات اللاحقة التي يمكن أن تطرأ عليها اعتبارا من لحظة ترسبها، وما ينتج عن هذه التطورات من ثروات باطنية متنوعة، كالنفط، والغاز، والفحم

بعد الكربون من أهم العناصر الداخلة في تركيب المادة الحية والمادة العضوية، وجميع المركبات الناتجة عن تطوراتها اللاحقة، وتؤثر نسبته ونسبة المركبات التي يشكلها تأثير مباشرة، وهامة في جميع مراحل تطور المواد العضوية، وما ينتج عنها، لذلك لابد عند دراسة جيوكيمياء المادة العضوية من التعرف على أهم ميزات هذا العنصر، وخصائصها لجيوكيميائية، وتوزع مركباته في الطبيعة، ودوره في تطور الكائنات الحية، والمواد العضوية في الرسوبيات حتى لحظة تشكل البترول، خاصة وأن دراسة نسب الأنواع المختلفة من مركبات الكربون تعد من الأدوات الهامة في عمليات البحث والتنقيب عن المواد الهيدروكربونية .&

أهم ميزات ذرة الكربون:

&يقع الكربون في الفصيلة الرابعة من الجدول الدوري، أي أن ذرته تحتوي على أربعة إلكترونات في أبعد مدار لها، ويتميز بكتلة ذرية تعادل.01 12وهو رباعي التكافؤ .

تصادف في الطبيعة ثلاثة نظائر للكربون هي: C14 C13C12 لكن النظير C12 هو الشكل المسيطر بشكل ساحق، لذلك من النادر أن تنحرف الكتلة الذرية الوسطية للكربون عن القيمة 12.| يتميز الكربون بقدرته العالية على الارتباط بسرعة مع أي من الهيدروجين، و الأكسيجين، ليشكل أكثر مركبين للكربون شيوعا في الطبيعة، وهما CH4، و 2CO؛ لكن الشيء غير العادي في الكربون هو قدرته على تشكيل روابط کربون - كربون قوية، تستطيع أن تبقی مستقرة عندما تجتمع المركبات الكربونية مع العناصر الأخرى، ومن المعروف أن أكثر العناصر، أو اتحادات العناصر استقرارا، هي تلك التي تحتوي على ثمانية إلكترونات في مدارها الخارجي، وتستطيع ذرة الكربون أن تحقق هذا الشرط عن طريق تشكيلها روابط تساهمية تستطيع من خلالها تقاسم الإلكترونات مع ذرات کربون أخرى، أو مع غيرها من العناصر.

تعد قدرة الكربون على الاتحاد مع نفسه ليشكل سلاسل، وحلقات، ومعقدات، وجسور کربونية قوية، من أهم المميزات، التي تجعله العنصر الأساسي لكل أشكال الحياة، ولا يستطيع أي من العناصر الأخرى المعروفة في الطبيعة أن يقوم بمثل هذا الدور باستثناء السليسيوم، الذي يتميز أيضا برا بعلة تكافؤية رباعية، ولكن يمكن صنع السلاسل السيليسية في المختبرات فقط، وهي غير موجودة في الطبيعة، وذلك للأسباب التالية:

1- إن طاقة الروابط السيليسية ( Si – Si bond ) التي تقدر ب 53 کیلو کالوري مول، هي أضعف بكثير من علاقة الرابطة الكربونية ( C- C)، التي تقدر ب 83 کیلو کالوري / مول .

2- لا يستطيع السيليكون أن يشكل روابط مضاعفة مع الأكسيجين ليكون SiO2 بنفس الطريقة ( المناورة )، التي يقوم بها الكربون ليشكل غاز CO2، حيث لا يوجد SiO2 إلا على شكل بوليمرات ذات أوزان جزيئية عالية، لذلك لا يمكن لهذه المواد البلورية الصلبة أن تدور خلال الغلافين المائي، والحيوي، بالطريقة التي يقوم بها co2.

3- تتخرب الطبقة الإلكترونية الخارجية للسيليكون بسرعة بوجود المياه، أو الأكسيجين، أو الأمونيا، لذلك فإن السلاسل السيليسية غير ثابتة بوجود مثل هذه المركبات، التي تنتشر في الطبيعة بشكل واسع

يطلق على كيمياء الكربون عادة تسمية الكيمياء العضوية، وذلك لأن الكربون يشكل البنية الأساسية الكل أشكال الحياة، بينما تطلق تسمية الكيمياء العضوية على كيمياء