كيف يتكون النفط؟ وما شروط تكونه؟

نظرة عامة حول النفط

يمكن تعريف النفط (بالإنجليزية: Oil) أو البترول بأنه سائل يتكون طبيعياً يمكن العثور عليه أسفل سطح الأرض، ويمكن تكريره وتحويله إلى وقود، وهو يعتبر وقوداً أحفورياً (بالإنجليزية: Fossil Fuel) تكوّن من خلال تحلل المواد العضوية على مدى ملايين السنين وتعرضها للحرارة والضغط الشديدين، وهو يستخدم كوقود للمركبات، ووحدات التدفئة، والآلات،^[١] وهو يعتبر كذلك مصدراً غير متجدد للطاقة استغرق تكوينه ملايين السنين، وعند استخراجه واستهلاكه لا توجد هناك طريقة لتعويضه أو استبداله.^[٢]

شروط تكون النفط

يتطلب تكون النفط وجود عدة أمور، هي:^[٣]

• وجود مواد عضوية محفوظة ومدفونة في أعماق الأرض قبل أن تتحلل بسبب الأكسدة.
• دفن المادة العضوية على عمق كافٍ يضمن تعرضها لدرجات حرارة عالية، وبالوقت نفسه لا يجب لدرجات الحرارة أن تكون عالية جداً حتى لا يتحول النفط إلى غاز طبيعي وجرافيت.
• وجود صخور خزان تحتوي على كمية كافية من المسام أو الشقوق لحجز النفط فيها، وهي تكون عادة عبارة عن حجر رملي، ووجود غطاء صخري في الأعلى لمنع صعود النفط إلى الأعلى والتسرب إلى الأرض، وهو ما يعرف بصخور الغطاء (بالإنجليزية: Cap rocks)، مثل الحجر الجيري، أو الرملي.
• وجود صخور مصدر (بالإنجليزية: Source rocks) وهي صخور تضم كمية كبيرة من المواد العضوية التي يمكن تحويلها إلى نفط؛ إذ لا يمكن تحويل كل مادة عضوية إلى نفط؛ فالخشب مثلاً يشكل الفحم والميثان فقط، أما بقايا الطحالب فيمكن لها أن تتحول إلى نفط، وصخور المصدر الأكثر شيوعاً هي الصخر الزيتي، والحجر الجيري.

كيفية تكون النفط

يعود أصل النفط إلى الطحالب والنباتات التي عاشت في البحار الضحلة منذ ملايين السنين، فبعد أن ماتت هذه الكائنات، وغرقت في قاع البحر، اختلطت المواد العضوية مع رواسب أخرى ودُفنت تحت طبقات من الرواسب وغيرها من النباتات الميتة، ومع مرور الوقت وازدياد الضغط ودرجة الحرارة، وغياب الأكسجين تقريباً، بدأت المادة العضوية بالتحول إلى مادة شمعية تُعرف باسم الكيروجين (بالإنجليزية: Kerogen).^[٢]

مع ازدياد الضغط والحرارة ومرور الوقت تحول الكيروجين إلى هيدروكربونات في عملية تسمى النشأة التقهقرية (بالإنجليزية: Catagenesis)، والهيدروكربونات ما هي إلا مواد كيميائية تتكون من الهيدروجين والكربون، ويمكن للظروف المختلفة من الحرارة والضغط أن تنشئ أنواعاً مختلفة من الهيدروكربونات، مثل الفحم، والجفت، والغاز الطبيعي، وفي الوقت الحالي يمكن العثور على النفط في خزانات شاسعة تحت الأرض أو في قيعان المحيطات حيث وُجدت البحار القديمة، ويتم استخراجه باستخدام آلات حفر عملاقة.^[٢]

تتحول المادة العضوية الموجودة في صخور المصدر عادة إلى نفط عند درجات حرارة تتراوح بين 65 -150 درجة مئوية، ودرجات الحرارة هذه تكون عادة على أعماق تتراوح بين 2000-5500 م، ليُعرف نطاق الأعماق هذا باسم "نافذة النفط" (بالإنجليزية: Oil Window) أما عند أعماق الأرض التي تكون درجات الحرارة فيها أعلى من 150 درجة مئوية، فيتم تحويل النفط إلى غاز طبيعي وجرافيت.^[٣]

يتسرب النفط والغاز عادة بعد تشكلهما من صخور المصدر، ولأن الهيدروكربونات أخف من الماء، فإن النفط والغاز يهاجران إلى الأعلى عبر الصخور المسامية الحاملة للماء، وتستغرق هجرة النفط والغاز عادة آلاف السنين، وقد تمتد لعشرات الكيلومترات حتى تتوقف بواسطة طبقات صخرية غير منفذة، تعرف بصخور الخزان التي تحتجز النفط فيها، أو يتسرب النفط أو الغاز إلى البحر، وتكون صخور الخزان عادة مسامية ومشبعة بالماء، والنفط، والغاز بتركيبات مختلفة.^[٤]

مكونات النفط

يتكون النفط بشكل أساسي من البارافينات والنفثينات، وكميات أقل من المواد العطرية والأسفلتية، هو يتكون من مزيج من الهيدروكربونات الخفيفة مثل الميثان، والإيثان، والبروبان، والبيوتان التي هي عبارة عن غازات، ومركبات أثقل وهي عبارة عن سوائل أو مواد صلبة، وكميات قليلة من المعادن مثل الحديد، والنحاس، والنيكل، والفاناديوم، ويختلف لون النفط باختلاف التركيب الكيميائي له، وهو يكون غالباً أسود أو بني اللون، وقد يكون محمراً، أو أصفر، أو أخضر.^[٥]