หินเกิดจากปิโตเลียมจริงไหม

ปิโตรเลียมคืออะไร
ปิโตรเลียม หมายถึง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยมีธาตุเป็นองค์ประกอบหลัก คือ คาร์บอน และไฮโดรเจน โดยอาจมีธาตุอื่น เช่น กํามะถัน ออกซิเจน ไนโตรเจน ปนอยู่ด้วย ปิโตรเลียมเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของปิโตรเลียมเอง พลังงานความร้อน และความกดดันตามสภาพแวดล้อมที่ปิโตรเลียมสะสมตัวอยู่

ปิโตรเลียมแบ่งตามสถานะในธรรมชาติได้ 2 ชนิด   
น้ำมันดิบ (Crude Oil)   
ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas)   
น้ำมันดิบ (Crude Oil)  มีสถานะตามธรรมชาติเป็นของเหลว ประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดระเหยง่ายเป็นส่วนใหญ่ แบ่งเป็น 3 ชนิด ตามคุณสมบัติ และชนิดของไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบอยู่ คือ

น้ำมันดิบฐานพาราฟิน
น้ำมันดิบฐานแนฟทีน
น้ำมันดิบฐานผสม น้ำมันดิบทั้ง 3 ชนิด เมื่อนํามากลั่นแล้ว จะให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมในสัดส่วนที่แตกต่างกัน ก๊าซธรรมชาติ เป็นปิโตรเลียมที่อยู่ในสถานะก๊าซที่สภาพแวดล้อมบรรยากาศ
ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas)  จะประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในปริมาณร้อยละ 95 ขึ้นไป ส่วนที่เหลือจะเป็น ไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ปนอยู่เพียงเล็กน้อย ไฮโดรคาร์บอนในก๊าซธรรมชาติ จัดอยู่ในอนุกรมพาราฟิน มีคุณสมบัติอิ่มตัวและไม่เปลี่ยนแปลงทางเคมีในสภาวะปกติ ก๊าซธรรมชาติมีองค์ประกอบส่วนใหญ่คือ มีเทน (CH4) ซึ่งมีน้ำหนักเบาที่สุด และจุดเดือดต่ำที่สุดเป็นส่วนประกอบถึงประมาณร้อยละ 70 ขึ้นไป

การกําเนิดและสะสมตัวของปิโตรเลียม
ปิโตรเลียมมีกําเนิดมาจากสิ่งที่มีชีวิตที่ดํารงชีวิตอยู่เมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน ซึ่ง อยู่กระจัดกระจายทั่วไป ทั้งบนบก และในทะเล เมื่อสิ่งที่มีชีวิตเหล่านี้ตายลงจะเน่าเปื่อยผุพัง และย่อยสลายโดยมีบางส่วนสะสมรวมตัวอยู่กับตะกอนดินเลนในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เมื่อผิวโลกเกิดการเปลี่ยนแปลงในเวลาต่อมาส่วนของชั้นตะกอนนี้จะจมตัวลงเรื่อย ๆ พร้อม ๆ กับ การเปลี่ยนแปลงสารอินทรีย์  จากกรดฟุลวิค ไปเป็นฮิวมิน เป็นคีโรเจน และเป็นปิโตรเลียมในท้ายที่สุด
หินที่มีปริมาณสารอินทรีย์ หรือคีโรเจน สะสมอยู่ในปริมาณมากพอที่สามารถจะให้ กําเนิดปิโตรเลียมได้ เรียกว่า หินต้นกําเนิด  (Source Rock) เมื่อหินต้นกําเนิดได้รับ พลังงานความร้อน และความกดดันภายใต้ชั้นหินที่จมตัวลงเรื่อย ๆ คีโรเจนจะแปรสภาพ กลายเป็นน้ำมันดิบ ซึ่งหากยังคงได้รับความร้อน และความกดดันต่อเนื่อง น้ำมันดิบจะ แตกตัวกลายเป็นก๊าซธรรมชาติ หรืออาจจะแปรสภาพกลายเป็นก๊าซเลยก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ ส่วนประกอบของคีโรเจน

การสะสมตัวของปิโตรเลียม
     ปิโตรเลียมส่วนที่เป็นของเหลวและก๊าซจะไหลซึมออกมาจากชั้นหินตะกอนต้น กําเนิดไปตามช่องแตก รอยแยก และรูพรุนของชั้นหิน ไปสะสมตัวกันอยู่ใน ชั้นหินกักเก็บ  (Reservoir) ซึ่งมีองค์ประกอบหลัก 2 ประการ คือ

-ชั้นหินที่มีรูพรุน (Porous)  เป็นที่กักเก็บของเหลวหรือก๊าซ
-ชั้นหินที่มีความสามารถในการไหลซึมได้ (Permeable)
-ในบริเวณที่มี โครงสร้างปิดกั้น (Trap)  และมีความกดดันต่ำกว่าโดยบริเวณที่มีคุณสมบัติ ทั้งหมดนี้จะรวมเรียกว่าแหล่งกักเก็บและสะสมตัวของปิโตรเลียม (Petroleum Field)

ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาของชั้นหินใต้พื้นผิวโลกที่เหมาะสมจะเป็นแหล่งกักเก็บ และสะสมตัวของปิโตรเลียม โดยทั่วไปมักสํารวจพบในชั้นหินที่มีโครงสร้างรูปโค้งประทุนคว่า (Anticline Trap) โครงสร้างรูปรอยเลื่อนของชั้นหิน (Fault Trap) โครงสร้างรูปโดม (Domal Trap) โครงสร้างรูประดับชั้น (Stratigraphic Trap) เป็นต้น
สําหรับแหล่งปิโตรเลียมที่มีน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติเกิดรวมกันส่วนที่เป็นก๊าซซึ่ง เบาจะลอยตัวอยู่ส่วนบน ส่วนน้ำซึ่งหนักกว่าก๊าซและน้ำมันดิบจะแยกตัวอยู่ส่วนล่างสุด

องค์ประกอบสําคัญที่จะก่อให้เกิดแหล่งกักเก็บและสะสมตัวของปิโตรเลียมได้ มี 3 ประการ คือ
-ชั้นหินที่เป็นต้นกําเนิดของปิโตรเลียม (Source Rock)
-ชั้นหินกักเก็บปิโตรเลียม (Reservior)
-ชั้นหินซึ่งเป็นโครงสร้างปิดกั้น (Trap)
แหล่งกักเก็บและสะสมตัวของปิโตรเลียมจะเป็นแหล่งปิโตรเลียมได้ก็ต่อเมื่อมี ปริมาณปิโตรเลียมมากเพียงพอต่อการลงทุนนําขึ้นมาใช้และให้ผลตอบแทนคุ้มค่าทาง เศรษฐกิจ ดังนั้นแหล่งปิโตรเลียมหนึ่ง ๆ อาจเป็นแหล่งกักเก็บขนาดใหญ่แหล่งเดียวหรืออาจ ประกอบด้วยแหล่งกักเก็บขนาดเล็กหลาย ๆ แหล่งซึ่งอยู่ใกล้เคียงกันก็ได้

แหล่งปิโตรเลียมที่สําคัญของโลก
แหล่งปิโตรเลียมที่ค้นพบแล้วในปัจจุบันมีประมาณ 30,000 แหล่ง อยู่ กระจัดกระจายทั่วโลก ทั้งบนพื้นดินและในทะเล แหล่งที่พบโดยทั่วไปมีขนาดความหนา ของชั้นปิโตรเลียมประมาณ 6 เมตร และครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 2 ตารางกิโลเมตร มีแหล่งใหญ่ ๆ เพียง 2 - 3 แหล่งเท่านั้นที่มีขนาดความหนาของชั้นปิโตรเลียม นับเป็น 100 เมตรขึ้นไป และครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 15 ตารางกิโลเมตร ในจํานวนแหล่งปิโตรเลียม ทั้งหมด 30,000 แหล่ง มีใหญ่ ๆ เพียงประมาณ 300 แหล่งที่จะสามารถผลิตน้ำมันดิบ และ ก๊าซธรรมชาติได้มากกว่าร้อยละ 75 ของการผลิตทั้งหมด ที่เหลือเป็นเพียงแหล่งเล็ก ๆ
แหล่งปิโตรเลียมที่ใหญ่และสําคัญของโลกส่วนมากจะอยู่ในกลุ่มประเทศแถบ ตะวันออกกลางและเป็นสมาชิกผู้ส่งออกน้ำมันของโลก (หรือกลุ่มโอเปก) อันได้แก่ ประเทศซาอุดีอาระเบีย อิหร่าน อิรัก คูเวต การตาร์ สหพันธ์รัฐอาหรับเอมิเรตส์ กลุ่มประเทศแถบทะเลแคริบเบียน ซึ่งได้แก่ ประเทศเวเนซูเอลลา โคลัมเบีย เม็กซิโก และตรินิแดด รวมทั้งเอควาดอร์ในอเมริกาใต้
ส่วนแหล่งปิโตรเลียมใหม่ ๆ ที่มีขนาดใหญ่และสําคัญได้แก่ แหล่งปิโตรเลียมในทะเลเหนือ ในทวีปยุโรป และแหล่งปิโตรเลียมในประเทศออสเตรเลีย อินโดนีเซีย และมาเลเซีย

การสํารวจและพัฒนาแหล่งปิโตรเลียม
การสํารวจหาปิโตรเลียมเริ่มต้นด้วยการสํารวจทางธรณีวิทยาโดยอาศัย ภาพถ่ายทางอากาศ หรือภาพถ่ายจากดาวเทียม ช่วยให้คาดคะเนโครงสร้างของชั้นหินใต้พื้นดินได้ อย่างคร่าว
จากนั้นจึงทําการสํารวจในขั้นรายละเอียด โดยนักธรณีวิทยาจะออกสํารวจดูหิน ที่โผล่พ้นพื้นดิน ตามหน้าผา หรือริมแม่น้ำลําธาร เพื่อให้เข้าใจลักษณะทางธรณีวิทยาของ ชั้นหินที่อยู่ลึกลงไปหลายกิโลเมตร

ข้อมูลจากการสํารวจทั้งหมดจะถูกบันทึกไว้ในแผนที่ทางธรณีวิทยาแต่ทั้งหมดนี้ จะต้องได้รับการยืนยันให้แน่นอนโดยการสํารวจทางธรณีฟิสิกส์อีกชั้นหนึ่ง
การสํารวจทางธรณีฟิสิกส์ มีหลายวิธี ที่นิยมกันมากมี 2 วิธี คือ
1.การวัดค่าความไหวสะเทือน (Seismic Survey)
 ทําได้โดยการจุดระเบิดใต้พื้นดิน ให้เกิดคลื่นความไหวสะเทือนวิ่งลงไปกระทบชั้นหิน ใต้พื้นดินแล้วสะท้อนกลับขึ้นมาเข้าเครื่องรับสัญญาณ ระยะเวลาของคลื่นที่สะท้อนกลับขึ้นมา จากชั้นหินต่าง ๆ จะถูกนํามาคํานวณหาความหนาและตำแหน่งของชั้นหินที่เป็นตัวสะท้อน คลื่นได้ สําหรับในบางพื้นที่ที่เข้าถึงได้ง่ายอาจใช้รถสํารวจทางธรณีฟิสิกส์ซึ่งมีแป้นตรงกลาง ใต้ท้องรถทําหน้าที่กระแทกพื้นดินเป็นจังหวะ ๆ ให้เกิดคลื่นความสั่นสะเทือนและมี เครื่องรับสัญญาณคลื่นสะท้อนกลับจากพื้นดิน เพื่อนําไปแปลผลต่อไป

1.การวัดค่าความไหวสะเทือน 2 มิติ (2D Seismic Survey)
 2.การวัดค่าความไหวสะเทือน 3 มิติ (3D Seismic Survey)
 
2.การวัดค่าความเข้มสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic Survey)
 ใช้หลักการว่าหินต่างชนิดกันจะมีความสามารถในการดูดซึมแม่เหล็กต่างกัน การเจาะสํารวจ เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการสํารวจหาปิโตรเลียม เพื่อให้แน่ใจว่ามี ปิโตรเลียมสะสมตัวอยู่หรือไม่

1. แท่นเจาะ (Drilling Rig)
ความยากง่ายของกระบวนการเจาะจะเป็นตัวกําหนดระดับของความซับซ้อนในองค์ประกอบของแท่นเจาะเอง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าแท่นเจาะจะมีอยู่มากมายหลากหลายประเภท แต่ส่วนประกอบพื้นฐานของแท่นเจาะทั้งหลายนั้นก็คล้ายคลึงกัน
แท่นเจาะโดยทั่วไปจะสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลัก ๆ คือ

บนบก (Onshore)
ในทะเล (Offshore) ได้แก่ Barge, Jack-up, Fix Platform, Semi-Submersible, Drill Ship
แท่นเจาะบนบกโดยรวมแล้วจะไม่ต่างกัน แต่สําหรับแท่นเจาะในทะเลนั้น จะแตกต่างกันตามความเหมาะสมในการใช้งานกับสภาพแวดล้อมทาง ทะเลที่ต่างกันไป

2. เครื่องขุดเจาะ (Drill String)
เพื่อการสํารวจปิโตรเลียมทั้งบนบกและในทะเลนั้นคล้ายคลึงกัน คือมีลักษณะ ที่เป็นสว่านหมุน โดยมีส่วนประกอบที่สําคัญ ได้แก่
หัวเจาะ ทําด้วยโลหะแข็ง มีฟันคม ซึ่งเมื่อถูกหมุนด้วยแรงหมุน และแรงกดที่มากมหาศาลฟันคมของมันจะตัดหินและดินที่ขวางหน้าให้ขาดสะบั้นเป็น เศษเล็กเศษน้อย ทําให้ก้านเจาะสามารถทะลวงลงใต้ดินให้ลึกยิ่ง ๆ ขึ้น
ก้านเจาะ เป็นท่อนตรงกลางซึ่งยาวท่อนละประมาณ 10 เมตร และเพื่อจะเจาะให้ได้ลึกตามต้องการจึงจะต้องนําก้านเจาะแต่ละท่อนมาขันเกลียวต่อกัน ให้ยาวขึ้น

3. น้ำโคลน (Drilling Mud)
ประกอบด้วย น้ำธรรมดา สารเคมี และแร่บางชนิดซึ่งผสมกันจนมีน้ำหนัก และความหนืดข้นตามต้องการ เมือน้ำโคลนถูกส่งลงไปในหลุมผ่านช่องว่างในก้านเจาะ ความหนืดข้นของน้ำโคลนจะยึดเหนี่ยวเศษดินหินให้ลอยแขวนอยู่ได้ ก่อนที่จะถูกดันขึ้นมา พร้อมกันยังปากหลุมอีกครั้งหนึ่ง โดยผ่านช่องว่างระหว่างก้านเจาะกับผนังหลุม น้ำโคลนนอกจากใช้ลําเลียงเศษดินหินขึ้นมาแล้ว ยังทําหน้าที่เป็นวัสดุหล่อลื่นให้แก่หัวเจาะ และความหนักของมันยังช่วยต้านแรงดันจากชั้นหินในหลุมได้ด้วย

4. การหยั่งธรณีหลุมเจาะ (Well Logging)
คือการทดสอบว่าชั้นหินต่าง ๆ ที่เราเจาะผ่านไปนั้นมีปิโตรเลียมแทรกเก็บอยู่หรือไม่ ซึ่งมีหลายวิธี เช่น การใช้เครื่องมือหยั่งธรณีหย่อนลงไปในหลุม ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเครื่องมือไฟฟ้า เครื่องรับส่งกัมมันตภาพรังสี และคลื่นเสียง เพื่อวัดค่าคุณสมบัติของชั้นหิน และสิ่งที่อยู่ภายใน ช่องว่างของชั้นหิน
อีกวิธีหนึ่งคือการเก็บตัวอย่างจากหลุมเจาะมาพิสูจน์ปิโตรเลียมหรือสารประกอบ ไฮโดรคาร์บอน เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติเฉพาะตัวคือติดไฟได้

5. การป้องกันหลุมเจาะพัง (Casing)
เครื่องมือสําคัญที่ใช้ป้องกันอุบัติเหตุจากแรงดันใต้หลุมประกอบด้วยวาล์ว และท่อ หลายตอน ซึ่งจะปิดปากหลุมอย่างหนาแน่นเพื่อต้านแรงดันที่อาจพุ่งขึ้นมา ทําให้เกิดการระเบิด (Blow-out) และไฟลุกไหม้เป็นอันตรายได้ เมื่อเจาะหลุมลึกพอสมควรแล้ว ยังต้องมีมาตรการ ป้องกันหลุมถล่ม ซึ่งทําได้โดยการส่งท่อกรุลงไปตามความลึกของหลุมแล้วลงซีเมนต์ยึดท่อ กรุเหล็กติดกับผนังหลุมอีกทีหนึ่ง

การพัฒนาแหล่งปิโตรเลียม
จากผลการเจาะสุ่ม ถ้าพบร่องรอยปิโตรเลียมที่หลุมใดก็จะเจาะหลุมเพิ่มเติมในบริเวณนั้นอีกจํานวนหนึ่ง เพื่อหา ขอบเขตความกว้างยาวของแหล่ง และปริมาณปิโตรเลียมที่น่าจะกักเก็บอยู่ในแหล่งนั้น ก่อนที่จะเจาะหลุมทดลองผลิตต่อไป
การเจาะหลุมทดลองผลิตก็เพื่อคํานวณหาปริมาณน้ำมันที่คาดว่าจะผลิตได้ในแต่ละวัน และปริมาณน้ำมันสํารองว่าจะมีมากพอในเชิงพาณิชย์หรือไม่ กล่าวคือ จะได้ผลคุ้มกับ การลงทุนผลิตหรือไม่
ตามปกติปิโตรเลียมหรือน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติที่สะสมตัวลึกลงไปใต้ผิวโลกจะมีค่าความดันสูงกว่าบรรยากาศอยู่แล้ว การนําน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติจากพื้นดินขึ้นมา จึงอาศัยแรงดันธรรมชาติดังกล่าว โดยให้มีการควบคุมการไหลที่เหมาะสม
จากปากหลุมปิโตรเลียมจะไหลผ่านท่อไปยังเครื่องแยกและตอนนี้เองน้ำและเม็ดหินดินทรายที่เจือปนจะถูกแยกออกไปก่อนจากนั้นปิโตรเลียมจะถูกส่งผ่านท่อรวมไปยัง สถานี ใหญ่เพื่อแยกน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติออกจากกันในการแยกขั้นสุดท้ายจะมีก๊าซ เจือปนส่วนน้อยที่ต้องเผาทิ้งเพราะคุณสมบัติของมันไม่ตรงกับก๊าซส่วนใหญ่ที่จะทําการ ซื้อขาย


ติดต่อสอบถาม