در اصطلاح، پترولیوم، ترکیب طبیعی پیچیده ای از هیدروکربنهای مختلف بوده که شامل فازهای مایع، گاز و جامد است. اگرچه برداشت عموم از این واژه بیشتر متوجه فاز مایع آن یعنی نفت خام می باشد، ولی با عنایت به دو جزء اصلی نفت یعنی هیدروژن و کربن به انواع جامد و مایع و گاز آن هیدروکربن نیز گفته می شود. نفت در طبقه بندی کلی در دسته قیر یا بیتومن قرار دارد که به صورت مجموعه ای از هیدروکربن های مختلف به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. در علم شیمی و زمین شناسی پترولیوم به هیدروکربوره ای اطلاق می گردد که از طریق چاههای نفت از داخل زمین استخراج می شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی شناخته می شود. بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی (15 درجه سانتیگراد و 76 میلیمتر فشار جیوه) به صورت مایع درآمده که به آن نفت خام می گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می ماند.
گرچه دو ترکیب اصلی نفت، کربن و هیدروژن می باشد. اما عناصر دیگری از قبیل گوگرد، ازت و اکسیژن در مجموع حدود سه درصد ترکیب نفت را تشکیل می دهند. هرچند تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام بسته به سن زمین شناسی، ژرفای تشکیل، خاستگاه و موقعیت جغرافیائی آن متغیر می باشد، لکن در مجموع حدود 97 درصد ترکیب نفت را کربن و هیدروژن تشکیل می دهد.
بند دوم : تعریف گاز طبیعی
گاز طبیعی ماده ای است بی رنگ و بی بو و سبک تر از هوا که از آن به عنوان سوخت فسیلی تجدیدناپذیر نیز یاد می شود که از بقایای گیاهان و حیوانات دریایی در 200 تا 400 میلیون سال پیش تشکیل شده است. این بقایا در اعماق زمین مدفون شده و با گذشت زمان و بر اثر گرمای زمین و فشار وارده و فعل و انفعالات شیمایی تبدیل به گاز طبیعی شده اند. گاز طبیعی خام مرکب از اجزاء مختلفی است که مهمترین بخش آن متان بوده که ماده ای بی رنگ و بو و بی مزه می باشد. سابقه تاریخی کشف گاز و استفاده از آن به قرن گذشته و توسط یونانیان، ایرانی ها و هندی ها برمی گردد که از گازهای خارج شده از شکافهای زمین استفاده کرده و معابدی را در اطراف آنها می ساختند. حدود 2500 سال پیش چینی ها از گاز به عنوان سوخت استفاده کرده و برای اولین بار از طریق لوله ها به معادن نمک انتقال داده و به مصرف رساندند. در سال 1821 ویلیام هارت اولین چاه گاز را به عمق 27فوت در فلوریدا حفر نمود. گاز طبیعی عمدتا از هیدروکربورها از جمله عناصری چون کربن، کربن دی اکسید کربن، نیتروژن و در بعضی از مواقع هیدروژن سولفید تشکیل می شود. گاز طبیعی یا به شکل محلول در نفت یا به صورت غیر همراه نفت وجود دارد. نوع اخیر گاز فقط در میدانهای مستقل گاز که قادر به تولید تجاری گاز می باشند استخراج می گردد. حجم نفت و گاز در مکانهایی در زیر سطح زمین در مناطق خشکی یا دریایی یافت می شود. مایعات گازی ریشه در دو منشأ دارند که عبارت از هیدروکربن های مایع همراه گاز مخازن گازی و مایعات جدا شده از گازهای حل شده در نفت خام می باشند. گازهای هیدروکربنی که در مخازن نفتی وجود دارند گاز طبیعی نامیده می شوند. این گاز ممکن است در مخزن همراه نفت باشد و یا بدون نفت مخزن گازی مستقلی را تشکیل دهد. در حالت نخست گاز همراه و در حالت دوم گاز ناهمراه نامیده می شود. گاز همراه یا در نفت محلول است یا اینکه در قسمت گنبد نفتگیر (تله نفتی) وجود دارد. این گاز در هنگام استخراج نفت با آن از مخزن خارج می شود و پس از عبور از دستگاههای عبور کننده، اگر برای آن مصرفی وجود نداشته باشد سوزانده می شود . گاز طبیعی مرکب از ترکیبات شیمیایی از قبیل متان، اتان، پروپان، بوتان، پنتان و گاز کربنیک بوده وبیشترین بخش آن را متان تشکیل می دهد .تشکیل گاز طبیعی و نفت خام ،محصول یک فرایند پیچیده زمین شناسی و شیمیایی است.
گفتار دوم :فرایند تشکیل و منشا نفت وگاز
در گذشته این نظریه وجود داشت که نفت منشأ معدنی دارد و در اثر واکنش آب و دی اکسید کربن به کمک انرژی حرارتی درون زمین یا انرژی خورشید بوجود می آید. اما این نظریه امروز منسوخ شده و دانشمندان اثبات کرده اند که نفت و گاز دارای منشأ آلی بوده و جانداران آبزی بویژه پلانکتون ها منشأ این دو ماده می باشند؛ بقایای این جانداران در شرایط ویژه (دور از اکسیژن و درون گل و لای) و بر اثر وجود باکتری های هوازی و فشار، طی سالیان متمادی ماده ای به نام ساپروپل را تشکیل داده که این ماده در مرحله بعد بر اثر تغییرات فیزیکی و شیمیایی، ترکیبات نفتی را تولید می کنند . بقایای گیاهان نیز در صورت ته نشین شدن در لایه های زمین، در اثر فعل و انفعالات زمین شناسی نفت تولید می کنند. به عبارت دیگر صرفنظر از منشأ گیاهی و جانوری، شرط لازم برای تشکیل نفت و گاز، تولید، تجمع و حفظ مواد آلی است .
مطابق نظریه آلی، با مدفون شدن مواد آلی در داخلی رسوبات و به وجود آمدن ضخامت کافی از رسوبات روی آنها، مولکول های مواد آلی در اثر عوامل بیوژنتیک و فیزیکی و شیمیایی به مولکول های هیدروکربوری تبدیل می شوند . بر اثر ته نشین شدن پیکر موجودات نفت ساز همراه با رسوبات رسی ریزدانه و آهکی که سنگ های مناسبی برای نگهداری پیکر این موجودات هستند، پس از گذشت میلیون ها سال «سنگ مادر» به وجود می آید . با گذشت زمان چنانچه سنگ مادر در اثر فشار و دمای زیاد به اعماق پایین تر رود، فشار و دمای زیاد باعث تجزیه و از بین رفتن آن می شود. همچنین، اگر لایه های نفت زا به سطح زمین راه یابند هیدروکربن های سبک تبخیر می شوند و هیدروکربن های سنگین به صورت توده ای از مواد جامد یا ذرات پراکنده در محل تراوش نفت باقی می مانند .
به هرحال، پس از تشکیل سنگ مادر، ذرات پراکنده هیدروکربن ها و آب و نمک همراه آن، از درون ترک ها و شکاف های موجود در لایه های رسوبی به نقاط با فشار کمتر، حرکت می کنند. طول این مسیر گاهی به صدها کیلومتر می رسد. این حرکت در اثر فشردگی لایه های رسوبی بر اثر افزایش وزن رسوبات جدید، حرکت و جا به جایی پوسته زمین و … به وقوع می پیوندد و نفت تحت فشار زیاد به سمت رسوبات متخلخل حرکت می کند که به این جا به جایی «مهاجرت اولیه» می گویند .
حرکت نفت کماکان تداوم دارد تا به سنگ مخزن برسد. سنگ مخزن فضاهای خالی ظرف زیرزمینی نفت و گاز را تأمین می کند. این فضاها را خلل و فرج بین ذرات کانیها ایجاد می کنند. هر سنگی که به اندازه کافی فضای خالی برای تجمع هیدروکربن داشته و هنگامی که چاهی در داخل آن حفر می گردد، سیال ذخیره شده را در چاه تخلیه کند، می تواند سنگ مخزن باشد. سنگ ها کم و بیش دارای فضای خالی یا تخلخل می باشند، ولی تنها سنگهایی که دارای خلل و فرج بیشتر و مرتبط با یکدیگرند سنگ های مخزنی مفید را تشکیل می دهند. منظور از تخلخل هر سنگ، نسبت حجم فضای خالی موجود در سنگ به حجم کلی سنگ است . در قسمت بالای سنگ مخزن لایه ای وجود دارد که به آن پوش سنگ می گویند که سطح غیرقابل نفوذی می باشد و مانع از ورود نفت به سطح زمین می گردد. پوش سنگ به مثابه سدی نفوذ ناپذیر در قسمت بالای سنگ مخزن عمل می کند و تخلخل موجود در سنگ مخزن باعث می شود که نفت در آن ذخیره شود و ارتباط بین خلل و فرج های سنگ سبب حرکت آسان نفت در درون آن می گردد
پس از ورود نفت به سنگ مخزن نیروی گرانش وارد عمل می شود. این نیرو باعث می شود تا سیال دارای چگالی کمتر به سمت بالا حرکت کند و در نتیجه سیالات دو سنگ مخزن بر حسب چگالی از هم جدا شوند. گاز در قسمت بالای مخزن، نفت در وسط آن و آب و نمک در زیر قرار گیرد. این فرایند را مهاجرت ثانویه می گویند. بعد از این به کمک نیروی مویینگی سیالی که خاصیت ترکنندگی بیشتری دارد، همانند فتیله چراغ به سمت بالا حرکت کرده و در نتیجه به لحاظ وجود این خاصیت در آب و علیرغم سنگینی وزن آن بیشتر از نفت به سمت بالا حرکت می کند و در نهایت با نیروی گرانش به حالت تعادل می رسد.
محدوده مکانی و ظرف تجمع نفت و دیگر سیالات در زیرزمین را نفت گیر یا تله نفتی می گویند. نفت و سیالات در این مکان محبوس شده و پوش سنگ، مانع از حرکت آن به سمت بالاتر شده است . همچنانکه برای جمع نمودن قطرات باران وجود ظرف معقری لازم است، برای جمع شدن قطرات نفت و گاز نیز وجود یک ظرف معقر ضروری می باشد که نفت گیر دارای چنین خاصیتی است. جداره نفت گیر را سنگ پوش و فضای داخلی آنرا روزنه های سنگ مخزن تشکیل می دهد. لذا دیواره ظرف باید سالم و بدون درز باشد تا سیال به خارج نشت نکند . اگر مواد نفتی موجود در زیر پوشش سنگ به صورت پراکنده باشد، از نظر اقتصادی قابل برداشت نمی باشد .بنابر این مواد نفتی بایستی به صورت متمرکز وجود داشته باشند. نفت گیرها را به انواع مختلف ساختمانی ، چینه ای و ترکیبی تقسیم کرده اند که به لحاظ رعایت اختصار از بیان جزئیات آنها خودداری می شود.در یک تقسیم بندی کلی،منابع نفت وگاز به شکل مخزن،حوضه،میدان ومنطقه قابل شناسایی هستند.
گفتار سوم: ظرفیت مکانی نفت وگاز
منظور از ظرفیت مکانی نفت وگاز ،نحوه تجمع نفت وگاز در قلمرو مکان یا مکانهای تجمع این مواد در اعماق زمین اعم از خشکی و زیر بستر دریاست که شامل مفاهیمی چون میدان ، مخزن ،حوضه وبلوک یا ناحیه می شود.
بند اول: مخزن نفت و گاز
مخزن ساده ترین شکل جمع یک ذخیره هیدروکربنی در زیرزمین و کوچکترین واحد از نظر اقتصادی است. فشار هیدروستاتیک آن که به فشار مخزن هم معروف است در تمام نقاط آن یکسان و به یک اندازه بوده و بخشهای نفت و یا گاز در آن تحت آن میزان واحدی از فشار قرار دارند. اندازه و سطح مخازن نفتی به مقادیر مختلف از چند صد مترمربع تا چند صد کیلومتر مربع تغییر می کند. محتوای مخزن ممکن است گاز یا گاز و نفت یا نفت باشد. مخازن عمده شامل مخازنی می شوند که دارای بیش از 50 میلیون شبکه نفت ذخیره داشته باشند.
بند دوم: میدان نفت و گاز
وقتی چند مخزن یا گروهی از مخازن در وضعیت مشترک و خاص زمین شناسی اعم از ساختمانی و یا چینه شناسی، قرار گرفته باشند. آنرا میدان نفتی می گویند. مخازن مختلفی که در یک میدان قرار دارند، ممکن است دارای ابعاد مختلفی باشند و مثلاً در افقهای مختلف استراتیگرافیک در یک ساختمان طاقدیسی واقع شده و یا در محلهای مختلف ولی در یک مجموعه رسوبی- چینه ای مشخص گستردگی پیدا کرده باشند. ملاک تعیین و تفکیک مخازن و میدانهای نفتی، میزان تولید و یا ذخیره نفتی آنها مورد نظر نیست بلکه شکل و حدود جغرافیایی و ظرفیت نفت گیری آنها مورد توجه است. حتی امکان دارد برخی از مخازن نفتی در مناطقی نظیر خاورمیانه از بسیاری از میدانهاوحتی حوضه های نفتی دنیا بیشتر باشد.
بند سوم : حوضه نفت و گاز
حوضه نفتی منطقه یا محدوده جغرافیایی است که در آن میدانها و مخازن متعددی، وجود دارد که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی و رسوبی معین و مستقل گرد آمده اند. حوضه های نفتی با ویژگی های چینه شناسی خاص خود مشخص شده و از سایر حوضه هامتمایز می گردند. به عنوان مثال می توان از حوضه زاگرس در غرب و جنوب غرب ایران در منطقه خلیج فارس و حوضه قفقاز در آذربایجان نام برد.
بند چهارم: منطقه-بلوک-ناحیه
این اصطلاحات در قراردادهای نفتی برای تمییز وتشخیص محدودهای به کار میروند که عملیات نفتی در آن صورت می گیرد.هر منطقه شامل چند ناحیه و هر ناحیه مرکب از چند بلوک عملیاتی است .
پس از تأیید وجود نفت وگازدر حوضه ها ، بلوکها،مخازن ومیادین ،تخمین کمی منابع یکی از عوامل تعیین کننده در انجام اقدامات بعدی است که می توان آن را ارزیابی ذخایر نام نهاد.
مبحث دوم: ذخایر نفت و گاز
ذخایر نفت و گاز به انواع ذخایر درجا ، اثبات شده ، محتمل و ممکن طبقه بندی می شوند. نفت و گاز درجا، مبین حجم نفت موجود در مخزن می باشد که هنگام کشف و قبل از بهره برداری از مخازن گزارش شده و ممکن است با شناخت دقیق از مخزن، میزان آن تغییر نماید. ذخایر اثبات شده نفت به ذخایری گفته می شود که بر اساس آموزه های جغرافیایی و علمی و به کمک دانش فنی موجود و با توجه به وضعیت اقتصادی و قیمت ها و هزینه های فعلی و با اطمینان قابل پذیرش و معقول، در آینده، از مخازن شناخته شده، قابل بازیافت است. ذخایر محتمل به حجمی از نفت و گاز درجا گفته می شود که با فرض استفاده از روش های شناخته شده بهبود بازیافت، قابل استحصال باشد و ذخایر ممکن ذخایری هستند که صحت وجود آنها هنوز به کمک آزمایش های تولید تأیید نشده اما داده ها و اطلاعات جمع آوری شده، مؤید وجود و قابلیت استخراج نفت و گاز از آنها است. به مجموع ذخایر اثبات شده و ذخایرمحتمل ذخایر مورد انتظار گویند. مجموع ذخایر ممکن و ذخایر مورد انتظار را ذخایر کل نامند. ذخایر فرضی نیز صرفاً حدس هایی مبتنی بر اطلاعات بدست آمده در مراحل نخستین اکتشاف هستندکه می توانند بر وجود ذخایر هیدروکربورنی دلالت کند .

                                                    .