ما هي صخور المصدر؟

صخور المصدر (بالإنجليزية: Source Rock) هي الصخور الغنيّة بالمادة العضوية التي تُنتج النفط والغاز عند تعرضها للحرارة وتسخينها بدرجة كافية، وتحتوي صخور المصدر المثالية على ما نسبته 1% من المادة العضوية، وما لا يقل عن 0.5% من إجمالي الكربون العضوي (TOC).[١]


عادة ما تكون صخرة المصدر المثالية عبارة عن الحجر الجيري أو الصخر الزيتي، ومن الجدير بالذكر أنّ ضمان تكوّن صخور مصدر جيدة يتطلب الاحتفاظ الجيد بالمادة العضوية، وهو أمر ضروري وأساسي لبناء نظام البترول بشكل كامل.[١]


أنواع صخور المصدر

تُقسم صخور المصدر بشكل رئيس إلى أربع مجموعات، هي:[٢]

  • صخور المصدر المحتملة: صخور المصدر المحتملة (بالإنجليزية: Potential Source Rocks) هي الصخور غير الناضجة التي لديها القدرة على إنتاج وطرد الهيدروكربونات إذا كان مستوى نضجها عالياً.
  • صخور المصدر الفعّالة: صخور المصدر الفعّالة (بالإنجليزية: Effective Source Rocks) هي الصخور التي تحتوي كميات كافية من الهيدروكربونات، ولكنها طردتها.
  • بقايا صخور المصدر الفعّالة: صخور بقايا صخور المصدر الفعّالة (بالإنجليزية: Relic effective Source Rocks) هي صخور المصدر الفعالة التي توقفت عن إنتاج أو طرد الهيدروكربونات، ولكنها لم تستنفد محتواها من المادة العضوية؛ بسبب حدوث تبريد وانخفاض في الحرارة لدرجة لا يُمكن للصخر عندها إنتاج الكربوهيدرات.[٣]
  • صخور المصدر المستنفدة: صخور المصدر المستنفدة (بالإنجليزية: Spent Source Rocks) هي صخور نشطة كانت تُنتج الهيدروكربونات لفترة زمنية محددة، ولكنها فقدت قدرتها على الإنتاج، إمّا بسبب نفاد محتواها من المادة العضوية، أو بسبب وصولها إلى درجة من النضج الحراري المُفرط.[٢]


أنواع المواد العضوية في صخور المصدر

يُعدّ نوع المادة العضوية الكيروجين (بالإنجليزية: Kerogen) من أهم المتغيّرات التي يتمّ تحديد صخر المصدر اعتمادًا عليها، ويتمّ تحديد نوع صخر المصدر باستخدام المجهر الضوئي أو من خلال طرق فيزيائية وكيميائية أخرى، إذ يعود الاختلاف في نوع المادة العضوية إلى المصدر الأصلي للمادة العضوية التي كونت الصخر، وتُقسم المواد العضوية إلى عدة أنواع، منها:[٤][٥]

  • نوع الردغة العضوية المكافئة: تتكون الردغة العضوية المكافئة (بالإنجليزية: Equivalent Sapropelic Type) من نوعين من المواد العضوية، هما:
  • النوع الأول: وهو مواد عضوية وغازات خفيفة تميل إلى إنتاج النفط، ويتكوّن من بقايا طحالب مترسبة في البحيرات العميقة تحت ظروف كان يسودها نقص حاد في الأكسجين.
  • النوع الثاني: وهو مزيج من النفط مع مواد عضوية تميل إلى إنتاج الغاز، ويتكوّن من العوالق البحريّة، وبقايا البكتيريا المحفوظة في أعماق البحار في بيئة يسودها نقص في الأكسجين.
  • نوع الدبالي المكافئ: يتكون نوع الدبالي المكافئ (بالإنجليزية: Equivalent Humic type) من النوع الثالث من المواد العضوية وهو:
  • النوع الثالث: مواد عضوية تُنتج الغازات بشكل أساسي، ويتكوّن هذا النوع من بقايا مواد نباتية أرضية متحللة بواسطة البكتيريا والفطريات في ظروف أكسدة شديدة أو متوسطة، وغالبًا ما تكون صخور المصدر التي تنتج الفحم تحتوي مواد عضويّة من هذا النوع.
  • نوع مختلط: يمثل هذا النوع خليطًا من النوعين الثاني والثالث.


طبيعة صخور المصدر

تتصف صخور المصدر بمواصفات خاصة تُحدد طبيعتها، وهي كالآتي:[٥]

  • يدخل في تكوينها رواسب غنيّة بالمواد العضوية تمّ ترسيبها في بيئات مختلفة، وقد مرّت في جميع مراحل تكون الصخر فشكلت صخور المصدر.
  • يُعدّ وجود صخور المصدر في الموقع مؤشرًا أوليًا يدعوا إلى التنقيب وهي نقطة البداية في النظام البترولي.
  • تحدد خصائص صخور المصدر الجدوى الاقتصادية للصخر.
  • يجب أن تحتوي صخور المصدر على المواد العضوية ذات النوعيّة الجيّدة والكافية لإنتاج الهيدروكربونات، والاحتفاظ بها أو طردها منها لتستقر في مكمن مناسب لها.
  • تحتوي صخورالمصدر المثالية على ما نسبته 1% من المواد العضوية على أقل تقدير، وما لا يقل عن 0.5% من محتوى الكربون العضوي (TOC).
  • تحتوي صخور المصدر الغنية على ما نسبته 10% من المادة العضوية.
  • تميل صخور المصدر ذات الأصل البحري -أي التي تكونت من رواسب بحرية في الأصل- إلى إنتاج النفط.
  • تميل صخور المصدر ذات الأصل الأرضي -أي التي تكونت من رواسب أصلها اليابسة مثل الفحم- إلى إنتاج الغاز.
  • تتميز صخور المصدر بمسامية عالية ونفاذيّة قليلة تمكّنها من طرد الهيدروكربونات.


أهمية فحص صخور المصدر

هنالك عدة طرق يُمكن من خلالها استكشاف الكيروجين الموجود في صخر المصدر، وتحديد الجدوى التي يُمكن الحصول عليها منه، ومن أهمّ هذه الطرق هو الفحص الصخري العضوي، إذ تقوم هذه الطريقة بما يأتي:[٦]

  • تصف الكيروجين الموجود في صخر المصدر بدقة عن طريق توفير المعلومات عن التركيب المعدني والمتضمنة معلومات عن الكيروجين المتأثر بالحرارة والكيروجين المقاوم لها.
  • تحديد مخاليط المواد العضوية الموجودة في الصخر.
  • تحديد الاختلافات في تركيز المواد العضوية في الأسطح العمودية والجانبية داخل صخر المصدر.
  • تقديم دليل على قدرة صخر المصدر على توليد البترول من خلال تحديد كمية النفط، والأغشية النفطية، وكمية الكربون المتحلل حراريًا (بالإنجليزية: Pyrolytic Carbon).

المراجع

  1. ^ أ ب Schlumberger (2021), "source rock", Schlumberger, Retrieved 13/7/2021. Edited.
  2. ^ أ ب Nabil Mohammed Al-Areeq (2018), "Petroleum Source Rocks Characterization and Hydrocarbon Generation", intechopen, Retrieved 17/8/2021. Edited.
  3. ,Adil Yildiray Palabiyik ,Adil ozdemir (2019), "A New Approach to Source Rock Occurrence: The Relationships between Petroleum Source Rock, Ophiolites, Mantle Plume, and Mass Extinction", researchgate, Retrieved 17/8/2021. Edited.
  4. Nabil Mohammed Al-Areeq (7/2/2018), "Petroleum Source Rocks Characterization and Hydrocarbon Generation", intech open, Retrieved 13/7/2021. Edited.
  5. ^ أ ب Mrityunjay Kumar Jha (2018), (2).pdf "Source rock: Nature, type and characteristics", patna university, Retrieved 13/7/2021. Edited.
  6. Henrik I. Petersen (2021), "Source Rocks, Types and Petroleum Potential", eurekaselect, Retrieved 17/8/2021. Edited.