ปิโตรเลียม

[Raveeoftitnas]

1. ความหมายของปิโตรเลียม

           คำว่า "ปิโตรเลียม" มีรากศัพท์มาจากภาษาละตินว่า "เพทรา" (Petra) แปลว่า หิน และคำว่า "โอลิอุม" (Oleum) แปลว่า น้ำมัน

             บุคคลแรกที่ถือได้ว่าขุดพบน้ำมันคือ ซามูเอล เอ็ม เกียร์ (Samuel M. Kier) โดยในปี พ.ศ. ๒๓๙๑ เขาได้ขุดพบน้ำมันโดยบังเอิญจากบ่อที่เขาขุดขึ้นบนฝั่งแม่น้ำอัลเลเกนี

             ปิโตรเลียม คือ สารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เป็นของผสมของโฮโดรคาร์บอนชนิดต่างๆ ที่ยุ่งยากและซับซ้อน ทั้งที่อยู่ในสภาพของแข็ง ของเหลว และแก๊ส หรือทั้งสามสภาพปะปนกัน แต่เมื่อต้องการจะแยกประเภทออกเป็นปิโตรเลียมชนิดต่างๆ จะใช้คำว่า น้ำมันดิบ (Crude oil) แก๊สธรรมชาติ (Natural gas) และแก๊สธรรมชาติเหลว (Condensate) โดยปกติน้ำมันดิบและแก๊สธรรมชาติมักจะเกิดร่วมกันในแหล่งปิโตรเลียม แต่บางแหล่งอาจมีเฉพาะน้ำมันดิบ บางแหล่งอาจมีเฉพาะแก๊สธรรมชาติก็ได้ ส่วนแก๊สธรรมชาติเหลวนั้นหมายถึง แก๊สธรรมชาติในแหล่งที่อยู่ลึกลงไปใต้ดินภายใต้สภาพอุณหภูมิและความกดดันที่สูง เมื่อถูกนำขึ้นมาถึงระดับผิวดินในขั้นตอนของการผลิต อุณหภูมิและความกดดันจะลดลง ทำให้แก๊สธรรมชาติกลายสภาพไปเป็นของเหลว เรียกว่า แก๊สธรรมชาติเหลว

2. แหล่งกำเนิดของปิโตรเลียม

            ปิโตรเลียมเกิดจากการสารอินทรีย์ตกตะกอนสะสมและมีการแปรสภาพ โดยกระบวนการออกซิเดชันในสภาวะที่เหมาะสมดังนี้คือ

การตกตะกอนอย่างมากมายสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับชีวิตอินทรีย์สในภาวะแอนนาโรบิกของตะกอน

           เมื่อสารอินทรีย์ที่ทับถมอยู่ได้รับอุณหภูมิและความดันที่เหมาะสม ก็จะแปรสภาพเป็นปิโตรเลียมและจะไหลสู่เบื้องบนเนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าหินรอบๆ ถ้าไม่มีอะไรกีดขวางก็จะขึ้นมาสู่ผิวโลก และระเหยไปตามธรรมชาติ แต่ถ้าบังเอิญมีชั้นหินที่มีสภาพกักเก็บ (Revervoir) อันประกอบไปด้วย หินกักเก็บ (Reservoir Rock) ปิโตรเลียมก็จะเข้าไปเก็บสะสมอยู่ในแหล่งนั้นๆ จนกว่าจะมีผู้สำรวจพบ

และขุดเจาะขึ้นมาใช้

3. การสำรวจปิโตรเลียม

             1. การสำรวจทางธรณีวิทยา (Geological exploration) การสำรวจในขั้นนี้  จะเริ่มต้นด้วยการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพธรณีวิทยาของพื้นที่และบริเวณใกล้เคียง ซึ่งได้มีการดำเนินการมาก่อนแล้ว เพื่อประเมินผลสำหรับการสำรวจเพิ่มเติมต่อไป ถ้าพื้นที่สำรวจเป็นพื้นที่บนบก นักธรณีวิทยาจะต้องศึกษาสภาพธรณีวิทยาของพื้นที่ การใช้ภาพถ่ายทางอากาศ และภาพถ่ายจากดาวเทียม ช่วยพิจารณาลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยา (Geological structure) ของพื้นที่การสำรวจภาคสนามเพื่อตรวจสอบหินที่โผล่ให้เห็นบนพื้นผิว การตรวจวิเคราะห์อายุหิน การวิเคราะห์ตัวอย่างหินทางธรณีเคมี (Geochemical analysis) เพื่อหาหินต้นกำเนิดปิโตรเลียม  (Source rock) และวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของหิน การประเมินผลการสำรวจทางธรณีวิทยา ทำให้สามารถกำหนดขอบเขตของพื้นที่ ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะมีความเป็นไปได้ทางด้านหินต้นกำเนิดปิโตรเลียม หินกักเก็บปิโตรเลียม (Reservoir rock) ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งปิโตรเลียมต่อไปได้

            2. การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ (Geophysical exploration) การสำรวจในขั้นนี้อาศัยหลักคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหินชนิดต่างๆ อาทิ คุณสมบัติด้านแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติในการเป็นตัวกลางของคลื่นชนิดต่างๆ เป็นต้นมาเป็นข้อพิจารณา เพื่อตรวจสอบสภาพธรณีวิทยาใต้ผิวดิน ทั้งในเรื่องการเรียงลำดับชั้นหิน โครงสร้างทางธรณีวิทยา โดยใช้เครื่องมือทางธรณีฟิสิกส์ช่วยในการตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆ ของหินที่อยู่ใต้ผิวดินลึกลงไปในพื้นที่สำรวจ เทคนิคทางด้านธรณีฟิสิกส์ที่นิยมนำมาใช้ในการสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียม คือ การตรวจวัดค่าความเข้มสนามแม่เหล็กโลก (Magnetic survey) การตรวจวัดค่าความโน้มถ่วง (Gravity survey) และการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนของชั้นหิน (Seismic survey) การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์เพื่อตรวจวัดค่าความเข้มของสนามแม่เหล็กโลก และการตรวจวัดค่าความโน้มถ่วง จะช่วยในการกำหนดขอบเขตและรูปร่างของแอ่งตะกอนในอดีตใต้ผิวดินลึกลงไปว่า มีศักยภาพที่จะเป็นแหล่งปิโตรเลียมมากน้อยเพียงไร รวมทั้งสามารถกำหนดพื้นที่ให้แคบลงเพื่อทำการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ ด้วยการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนของชั้นหินในขั้นต่อไป เพื่อประเมินลักษณะการเรียงตัวของชั้นหิน และโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน สำหรับช่วยในการกำหนดตำแหน่งหลุมเจาะสำรวจต่อไป การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์นั้นสามารถจะดำเนินการได้ทั้งพื้นที่บนบก และพื้นที่ในทะเล

          3. การเจาะสำรวจ (Drilling exploration) เมื่อประเมินผลการสำรวจทางธรณีวิทยา และการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์เข้าด้วยกันแล้ว ก็สามารถกำหนดโครงสร้างที่คาดว่าจะเป็นแหล่งกักเก็บปิโตรเลียมได้ในเบื้องต้น และลำดับต่อไปก็จะเป็นการเจาะสำรวจ โดยในขั้นแรกจะเป็นการเจาะสำรวจเพื่อหาข้อมูลทางธรณีวิทยาเกี่ยวกับลำดับชั้นหินใต้พื้นผิวลึกลงไป ตรวจสอบลักษณะตัวอย่างหิน และยืนยันลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ดิน รวมทั้งเพื่อค้นหาปิโตรเลียมหรือร่องรอยของปิโตรเลียม ถ้าผลการเจาะสำรวจพบว่ามีปิโตรเลียมสะสมตัวอยู่ในแหล่งใต้ดินลึกลงไป ก็จะมีการศึกษาและตรวจสอบข้อมูลอื่นๆเพิ่มเติม เช่น ลักษณะและคุณภาพปิโตรเลียม อายุของชั้นกักเก็บปิโตรเลียม ชนิดของหิน ความพรุนของเนื้อหิน (Porosity) และคุณสมบัติการให้ของไหลซึมผ่านเนื้อหิน (Permeability) นอกจากนี้ ยังอาจมีการทดสอบหลุมเจาะสำรวจ เพื่อประเมินหาความสามารถในการผลิตปิโตรเลียมจากแหล่งกักเก็บที่สำรวจพบด้วย ขั้นต่อไปจะเป็นการเจาะสำรวจเพิ่มเติม เพื่อกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของแหล่งปิโตรเลียม ปริมาณการไหล ปริมาณสำรองของปิโตรเลียมในแหล่งกักเก็บ เพื่อการประเมินศักยภาพ และสมรรถนะของการผลิตปิโตรเลียมในเชิงพาณิชย์ต่อไป