الشفق
19 -10- 2009, 10:16 PM
أليكم معلومات عامة عن النفط - منقول من الموسوعة العلمية
معظم النفط يأتي من الأرض في صورة سائل يدعى الزيت الخام. وتتباين أنواع الزيت الخام المختلفة في اللون والقوام، متراوحة بين مائع رقيق شفاف إلى مواد غامقة شبيهة بالقطران. وفي بعض البقاع من العالم، يوجد النفط أيضًا على صورة مادة صلبة في صخور ورمال معينة.
النِّفط من أكثر الثروات الطبيعية في العالم قيمةً، لذلك سماه بعض الناس الذهب الأسود. وقد يكون من الأفضل وصفه بشريان الحياة لأغلب البلاد؛ فأنواع الوقود المشتقة من النفط تمدّ السيارات، والطائرات، والمصانع، والمعدات الزراعية، والشاحنات، والقطارات، والسفن بالقدرة. وتولِّد أنواع الوقود النفطي الحرارة والكهرباء للمنازل، وأماكن عمل كثيرة، فالنفط يوفر إجمالاً قرابة نصف الطاقة المستهلكة في العالم.
وبالإضافة إلى أنواع الوقود، تُصنع آلاف المنتجات الأخرى من النفط. وتتراوح هذه المنتجات بين مواد الرصف والمنسوجات، وبين شحوم المحركات ومواد التجميل. ويُستَخدم النفط في صناعة مواد عادة ما تتوفر في المنازل كالأسبرين، والسجاد، والستائر، والمنظفات والأسطوانات، واللعب البلاستيكية، ومعجون الأسنان.
ورغم أننا نستعمل تشكيلة واسعة من المنتجات المصنوعة من النفط، إلا أن الـذين أتيحت لهم فرصة المعرفة أو رؤية المادة ذاتها قليلون. ويأتي أكثرها من جوف الأرض على صورة سائل يُسمى الزيت الخام. تتباين أنواع الزيت الخام المختلفة في اللون والقوام، متراوحة بين زيت شفـاف رقيق ومادة كثيفة كالقطران. كما يوجد النفط أيضًا في الحالة الصلبة في صخور ورمال معينة.
استخدم الناس النفط منذ آلاف السنين، ولكن قلة منهم أدركت قيمته قبل حلـول القرن التاسع عشر الميــلادي عنـدما اختُرع مصبـاح البارافين والسيــارة؛ إذ إن هذين الاختراعين أوجدا طلبًا هائلاً على نوعين من الوقود النفطي: البرافين (ويُسمى أيضًًا الكيروسين) والبترول (البنزين) ويُسمى أيضًًا الجازولين، فقام العلماء منذ أوائل القرن العشرين بزيادة تشكيلة منتجات النفط وتحسين جودتها.
والنفط، كالمعادن الأخرى، لا يمكن استرجاعه بعد استخدامه. ويزيد استخدامه عامًا بعد عام، وإمدادات العالم منه تنفد بسرعة. ولو استمرت معدلات الاستهلاك الحالية، فسيصبح النفط شحيحًا في أواسط القرن الحادي والعشرين.
تعتمـد معظـم البلـدان الصناعيــة بدرجــة كبــيرة على النفـط المستـورد لاستيفـاء حاجاتها من الطاقة. ونتيجة لهـذا الاعتمــاد، استطـاعت البلدان المصدرة للزيت، استعمـال النفط بمثابــة سـلاح سيـاسي، واقتصادي عن طريق تقييد صادراتها لبعض تلك البلـدان،كما أثقـل مصـدرو الزيت كاهـل اقتصاد عـدد كبير من البلـدان وخاصـة الفقيرة منها، برفعهم لأسعـار النفـط بنسبة كبيرة. ولـذا عـانى كثير من البلدان، غنيُّها وفقيرها، من أزمات نقص النفط منذ أوائل السبعينيات من القرن العشرين.
ولتجنب نقص واسع النطاق في الطاقة، يختبر العلماء ضروبًا اصطناعية من الزيت، وكذلك مصادر أخرى للوقود. ولكن حتى لو ظهرت سريعًا مصادر أخرى للطاقة، سيضطر الناس للاعتماد على النفط لسنوات عديدة. لذا أصبح الاقتصاد في الزيت أمرًا ملحًا لكل بلد. ولزم على الناس الآن أن يكونوا إيجابيين في إيجاد طرق للاقتصاد في النفط.
مصطلحات نفطية
الآبار البحرية : آبار تحفر في المحيطات والبحار والبحيرات.
الاستخراج الابتدائي: طريقة تُستَغل فيها الطاقة الطبيعية في الخزان لجلب الزيت إلى بئر منتجة.
الاستخراج المعزَّز :أية طريقة لإضافة الطاقة إلى خزان من أجل إجبار الزيت على التدفق نحو بئر منتجة.
استغلال البئر: يعني بدء تدفق الزيت في البئر.
البتروكيميائيات : كيميائيات تنتج بمعالجة الزيت والغاز.
البرج :بناء فولاذي طويل يحمل المعدات التي تستخدم في حفر بئر للزيت.
البرميل: الوحدة القياسية التي تُستخدم لقياس الزيت الخام ومعظم المنتجات النفطية. ويساوي البرميل الواحد 159لترًا.
البئر العـشـوائي (او الجـزافي): بئر تحفر في منطقة لم يكن قد وُجِد فيها زيت أو غاز.
الجعالة (الأتاوة): نقود تُدفع للمُلاَّك نظير الزيت الذي ينتج من ملكهم. وتدفع أكثر شركات الزيت جعالة قدرها يتراوح بين ثُمن وسُدس قيمة كل برميل زيت ينُتج ويباع. وقد يحصل الملاك على الجعالات زيتًا.
الحفارة البرجية: تتكون من البرج وآلات الرفع ومعدات أخرى تستخدم في حفر بئر الزيت.
الحفرة الجافة: بئر فشلت في إنتاج الزيت أو الغاز بكميات تجارية.
حقل الزيت: منطقة تحوي خزانًا واحدًا أو أكثر.
الخزان: تراكم للنفط تحت سطح الأرض. ويتكون من قطرات صغيرة من النفط تتجمع في مسام صخور كالحجر الجيري والحجر الرملي.
رمال القار ، أو رمال القطران: حبيبات من الرمل محاطة بمادة سوداء يمكن تحويلها إلى زيت أو غاز.
الزيت الخام :الصورة التي يوجد عليها الزيت طبيعيًا في الخزَّان.
طَفْل الزيت :صخر رسوبي يحتوي على الكيروجين وهي مادة يمكن تحويلها إلى زيت.
عَقْد المعادن: اتفاقية بين شركة زيت وبين صاحب ملكية. ويعطي العقد الشركة الحق في التنقيب عن الزيت وإنتاجه في الملكية.
الغليظ :هو عامل في طاقم الحفر.
الكسر (إستقطارة) :أية واحدة من مجموعات الهيدروكربونات التي تشكل الزيت الخام. وتفرز الكسور أثناء التكرير.
محبس الزيت: تكوين جوفي صخري لا مسامي يحجز حركة الزيت وبذا يحبس الخزان.
الهيدروكربون : مركب كيميائي يتكون من عنصري الهيدروجين والكربون.
استخدامات النفط
الإنتاج والاستهلاك العالمي من النفط يبين هذا الشكل كميات النفط المنتجة والمستخدمة في مناطق شتى من العالم. ينتج الشرق الأوسط من النفط حوالي ثلاثة أضعاف مايستهلكه، إلا أن معظم المناطق تستهلك من الزيت أكثر مما تنتج.
للنفط عدة استخدامات أكبر من أي مادة أخرى في العالم. ويكمن السبب الذي يجعل للنفط هذه الاستخدامات الكثيرة، في بنيته الجزيئية المعقدة. فالزيت الخام بصورة رئيسية خليط من هيدروكربونات مختلفة تتكون من عنصري الهيدروجين والكربون. وبعض هذه الهيدروكربونات غازي وبعضها صلب ولكن أغلبها سائل.
يمنح الخليط من الهيدروكربونات المختلفة خصائص معينة لمكونات النفط. فبعض المكونات، كالبترول والكيروسين، ذات قيمة في حالتها السائلة الطبيعية، بينما يجب تغيير بعضها الآخر من حالة إلى أخرى أو مزجها مع مواد مختلفة قبل استخدامها.
تحتوي شتى أنواع الزيت الخام على كميات مختلفة من بعض المكونات؛ ففي الزيوت الخام الخفيفة كميات كبيرة من الغازات الذائبة، والبترول، والأجزاء الخفيفة الأخرى. بينما تحتوي الزيوت الخام الثقيلة على نسبة عالية من الزيوت الثقيلة، والأسفلت. وتحتوي جميع أنواع الزيت الخام على بعض المواد بالإضافة إلى الهيدروكربونات. وتشغل هذه الشوائب، التي تشمل المركبات الفلزية والكبريت، نسبة قد تصل إلى 10% في بعض أنواع الزيت.
تفصل مصافي النفط الأجزاء المتنوعة وتحولها إلى منتجات مفيدة. ويكرر معظم النفط إلى البترول، ووقود للتدفئة، وأنواع الوقود الأخرى. ويحول الباقي بصورة رئيسية إلى خامات صناعية، ومواد تشحيم.
================================
بعض استخدامات المنتجات النفطية :
الوقود :
- للنقل
البترول
وقود الديزل
بترول الطائرات
وقود النفاثات
البرافين
- للتدفئة وإنتاج الطاقة
زيوت الفُضالة
غاز النفط المسال
زيوت القطارة
مواد خام :
السِّناج
الكوك
الشمع
الهيدروجين الصناعي
الأسفلت
النَّفْطَة
زيوت متنوعة :
الزيوت الطبية
الزيوت التقنية
زيوت الطريق
زيوت وشحوم التزليق
البتروكيميائيات :
الأسمدة
اللدائن
الأصباغ
المبيدات الحشرية
الألياف
المتفجرات
الأمونيا
المذيبات
الحبر
مضافات الأغذية
الراتينجات
مضافات البترول
الطلاء
المطاط الصناعي
العقاقير
مواد التجميل
الكحول النفط كوقود: تشتعل أنواع الوقود النفطية وتحترق بيسر، منتجة كميات كبيرة من الحرارة، والقدرة، قياسًا بأوزانها. كما أنها أسهل في التعامل، والتخزين، والنقل من أنواع الوقود الأخرى المُستخدمة كالفحم والخشب. فالنفط، تقريبًا، مصدر لجميع أنواع الوقود المستخدمة في النقل وكثير من أنواع الوقود المستخدمة في إنتاج الحرارة والكهرباء.
وقــود النقـل. تشمل أنواع وقـود النقـل البنزين، ووقود الديـزل، ووقود النفاثات. ويكــرَّر نحـو 45% من الزيت الخام إلى البترول، وحوالي 7% إلى وقــود الديــزل، وحــوالي 7% إلى وقود النفاثات.
يصنف البترول إلى درجـات: العـادي، والممتاز، ووقـود الطائرات وذلك تبعًا لسلاسة احتراقه داخل المحـرك. ومعظـم المركبـات الميكانيكيـة، وجميـع الطائـرات ذوات المحركات المكبسية تستخدم البترول. يتطلب وقـود الديـزل تكريـرًا أقـل وهـو أرخص من البترول. أما الطائـرات النفاثــة فتحـرق وقود النفاثـات، وهو إما غاز نقي، أو خليط من البترول والكيروسين والغاز وأنواع أخرى من الوقود.
وقود التدفئة وإنتاج الطاقة يشكل نحو 26% من كل النفط المكرر. وتصنف هذه الأنواع إما إلى زيوت مقطرة أو زيوت الفضالة (الزيوت المتخلفة). فزيوت القطارة زيوت أخف، يُستخدم أكثرها في تدفئة البيوت وأماكن العمل الصغيرة. أما زيوت الفُضالة فهي زيوت أثقل وأشد كثافة، وتُزوِّد محطات الكهرباء والمصانع والسفن الكبيرة بالقدرة. كما تُستخدم زيوت الفضالة أيضًا في تدفئة المباني الكبيرة.
يَستَخدم كثير من الناس الذين يعيشون في المزارع أو البيوت المتنقلة غاز النفط المسال للتدفئة والطبخ. ويتكون غاز النفط المسال بصورة رئيسية من غازي البيوتان والبروبان، اللذين تم تحويلهما تحت الضغط إلى سوائل. ويُستخدم غاز النفط المسال في الصناعة لقطْع الفلزات ولحامها، وفي المزارع لتشغيل أنواع مختلفة من المعدات.
النفط كمادة خام: يُستخدم نحو 13% من مكونات النفط كمواد خام في الصناعة. ويحوَّل كثير من هذه المكونات إلى بتروكيميائيات. وتستخدم البتروكيميائيات في صناعة مستحضرات التجميل، والمنظفات، والعقاقير، والأسمدة، والمبيدات الحشرية، واللدائن، والألياف الاصطناعية، ومئات من المنتجات الأخرى.
تستخدم المنتجات الثانوية لتكرير النفط أيضًا كمواد خام في صناعات معينة. وتشمل هذه المنتجات الثانوية الأسفلت ـ المادة الرئيسية في بناء الطرق ـ والشمع ـ وهو مادة جوهرية في بعض المنتجات كالشموع وعلب الحليب ومُلمِّعات الأثاث.
استخدامات أخرى للنفط. تُشكل منتجات مثل زيوت التشحيم والزيوت الصناعية المتخصصة نحو 2% من إنتاج النفط. تخفف زيوت التشحيم (المزلقات) الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة في المعدات. وتتراوح بين زيت رقيق شفاف يُستخدم في الأجهزة العلمية، وشحم ثقيل يستعمل في عجلات الطائرات.
وتشمل الزيوت الصناعية المتخصصة زيوت التبريد في عمليات القطع والزيوت الكهربائية التي تُستخدم في التصنيع.
أين يوجد النفط :
يوجد النفط في كل قارة وتحت كل محيط، ولكن الأساليب الحديثة لاتُمكن مهندسي النفط إلا من استخراج حوالي ثلث الزيت من معظم التراكمات النفطية، وتُدعى هذه الكميات القابلة للاستخراج الاحتياطيات.
يُقدِّر خبراء النفط أن الاحتياطيات العالمية من الزيت تصل إلى حوالي تريليون (ألف بليون) برميل. ويتنبأ بعض الجيولوجيين بأن احتياطيات إضافية سوف تكتشف وخاصة في الصين، وجزر كندية في المحيط المتجمد الشمالي وقيعان البحار. ولكن خبراء كثيرين يظنون أن معظم حقول الزيت الكبرى قد تم اكتشافها، ويعتقدون أن الاحتياطيات العالمية ستزداد على الأرجح عن طريق وسائل استخراج أفضل.
الشرق الأوسط يحتوي على حوالي 67% من زيت العالم، إذ تصل احتياطياته إلى حوالي 660 بليون برميل. ولدى السعودية حوالي 258 بليون برميل، أي حوالي ربع احتياطيات العالم. ويوجد معظم نفط السعودية في مناطق محاذية للخليج العربي. ولدى كل من الإمارات العربية المتحدة وإيران والعراق والكويت حوالي عُشر إجمالي احتياطيات العالم النفطية.
أوروبا لديها ـ بما فيها الجزء الآسيوي لروسيا ـ حوالي 7% من موارد العالم من الزيت. لدى الاتحاد السوفييتي السابق 58 بليون برميل، وهي أكبر احتياطيات في المنطقة. وتقع معظم هذه الاحتياطيات قرب جبال أورال، إلا أن هناك عدة حقول زيت ضخمة في سيبريا. وتقع الاحتياطيات الأوروبية الرئيسية الأخرى ـ والتي تصل إلى 17 بليون برميل ـ تحت بحر الشمال. وتمتلك هذه الاحتياطيات بصورة رئيسية بريطانيا والنرويج.
أمريكا اللاتينية لديها نحو 120 بليون برميل من الاحتياطيات النفطية، أي نحو 12% من الإجمالي العالمي. ولدى فنزويلا أكبر احتياطيات في المنطقة ـ حوالي 59 بليون برميل. ولدى المكسيك ثاني أكبر احتياطيات في أمريكا اللاتينية ـ حوالي 52 بليون برميل. والبلدان الأمريكية اللاتينية الأخرى ذات التراكمات النفطية المهمة هي الأرجنتين والبرازيل.
إفريقيا تمتلك حوالي 60 بليون برميل من الزيت، أي نحو 6% من احتياطيات العالم. ويقع معظم الزيت في ليبيا، والجزائر، وبلدان أخرى في شمالي إفريقيا مثل مصر وتونس ويأتي ترتيب احتياطيات ليبيا البالغة نحو 23 بليون برميل من بين أكبر احتياطيات العالم. أما إلى الجنوب من الصحراء الكبرى، فلم يتم اكتشاف كميات كبيرة من الزيت إلا في نيجيريا التي تملك نحو 17 بليون برميل.
آسيا لديها، باستثناء الجزء الآسيوي لروسيا، والشرق الأوسط، نحو 50 بليون برميل من الزيت، أي حوالي 5% من احتياطيات العالم. ويقع نحو نصف هذه الاحتياطيات في الصين. ولدى إندونيسيا ـ نحو 11 بليون برميل ـ ثاني أكبر احتياطيات في الشرق الأقصى.
الولايات المتحدة وكندا لديهما نحو 32 بليون برميل من الزيت، تشكل نحو 3% من الإجمالي العالمي. ولدى الولايات المتحدة حوالي 26 بليون برميل من النفط. ويقع معظم هذه الاحتياطيات في تكساس، ولويزيانا، وكاليفورنيا، وأوكلاهوما وألاسكا. ومع الوقت، من المحتمل ازدياد احتياطيات الولايات المتحدة بإنتاج الزيت من طَفْل الزيت، وهو نوع من الحجر يوجد بوفرة في كولورادو و ويومينج ويوتا. ويحتوي طفل الزيت على الكيروجين، وهو مادة شمعية تعطي زيتًا عند تسخينها.
يقع معظم زيت كندا البالغ 6 بلايين برميل في مقاطعة ألبرتا. وفي مقاطعات ساسكاتشوان وكولومبيا البريطانية وتمتلك مانيتوبا حقولا نفطية أيضًا. وإضافة إلى ذلك، يعتقد الجيولوجيون أن كندا لديها أكبر تراكمات في العالم من رمال القار، أو رمال القطران، وهي رمال مشربة بمادة منتجة للزيت. تقع هذه التراكمات، التي قُدر ما تحتويه من الزيت، بحوالي ترليون برميل، بمحاذاة نهر أثاباسكا في ألبرتا. وقد بدأ إنتاج الزيت من هذه الرمال عام 1967م.
أستراليا لديها احتياطيات من الزيت تبلغ حوالي 2,5 بليون برميل، وهي أقل من ثلث الواحد في المائة، من الإجمالي العالمي. ويوجد الجزء الأكبر من هذه الاحتياطيات في أستراليا. وكل من أستراليا ونيوزيلندا لديها مناطق تحتوي على الزيت في اليابسة وفي البحر. ولدى كل من نيوزيلندا وبابوا غينيا الجديدة، حوالي 200 مليون برميل.
كيف تكوّن النفط :
يعتقد أغلب الجيولوجيين أن النفط تكوّن من بقايا كائنات عضوية ماتت منذ ملايين السنين. وتستند هذه النظرية العضوية لتكوّن النفط إلى وجود مواد معينة حاوية للكربون في الزيت. ومثل هذه المواد لا يمكن أن تكون قد أتت إلا من كائنات كانت حية فيما مضى. ونفس العملية التي أنتجت النفط أنتجت أيضًا الغاز الطبيعي الذي يوجد عادة ملازمًا للزيت الخام أو ذائبًا فيه.
وحسب النظرية العضوية، غطّى الماء، في الماضي، رقعة من سطح الأرض أكبر بكثير مما هي عليه الآن. وعاشت كميات من الكائنات الدقيقة في المياه الضحلة أو هامت قرب السطح في عرض المحيط. وبموت هذه الكائنات استقرت بقاياها في قاع المحيط وانحبست في الترسبات (جسيمات من الطين والرمل ومواد أخرى)، واندفنت تحت قاع المحيط.
وكلما دُفنت الترسبات أعمق فأعمق، تعرضت إلى درجات حرارة وضغوط متزايدة مما يؤدي إلى تكوين الصخور الرسوبية. وجعلت هذه الظروف الصخر يمر بعمليات كيميائية أدت إلى تكون مادة شمعية تسمى الكيروجن. وعندما يسخن الكيروجن إلى درجات حرارة أعلى من 100°م، ينفصل إلى سائل (الزيت) وغاز (الغاز الطبيعي). ولكن عندما يكون الزيت مدفونًا في أعماق أبعد ويعرض إلى درجات حرارة أعلى من 200°م، تضعف الروابط التي تشد الجزيئات الكبيرة المعقدة بعضها ببعض وبذا يتحلل الزيت.
ويُسمى نطاق الحرارة الذي يتكون فيه الزيت نافذة الزيت. ففي درجات الحرارة الواقعة دون هذا النطاق، يتكون القليل من الزيت. أما في الأعماق الكبيرة حيث درجات الحرارة العالية، فيتحلل معظم الزيت.
وبمرور الوقت، يتحرك الزيت والغاز إلى أعلى عبر منافذ طبيعية في الصخر. وتشمل هذه المنافذ الشقوق والثقوب الدقيقة التي تُعرف بالمسامات. ويعتقد الجيولوجيون أن وجود الماء قد يكون السبب وراء هذه الحركة؛ فقد يكون الماء ـ الذي هو أثقل من الزيت ـ هو الذي دفع الزيت إلى أعلى. وهناك سبب محتمل آخر، هو وزن الطبقات الصخرية الفوقية الذي يفضي إلى إقحام الزيت في ثقوب وشقوق الصخر.
يلجأ الزيت والغاز إلى نوع من الصخور يدعى الصخر الخازن أو صخر الزيت. ولمثل هذا الصخر خاصيتان تمكنان الموائع من الحركة خلاله هما: 1- المسامية 2- النفاذية. والمسامية هي تواجد الفتحات الصغيرة أو المسامات. وتعني النفاذية أن بعض المسامات متصلة بعضها ببعض بفراغات تتحرك الموائع خلالها. فيتحرك الزيت والغاز إلى أعلى خلال المسامات المتصلة حتى يصلا إلى طبقة صخرية غير نفاذة. ويستمران في التدفق بمحاذاة الجانب السفلي للطبقة غير النفاذة، فيصلان إلى مكان تشكلت فيه الطبقة على هيئة محبس ثلاثي الأبعاد. وفيما بعد، أدت تحولات في القشرة الأرضية إلى انحسار المحيطات، وظهرت اليابسة فوق العديد من الصخور المكمنية والمحابس.
وأكثر أنواع محابس النفط شيوعًا هي الأقبية والصدوع والمحابس الطبقية وقباب الملح. والأقبية تكوين صخري على هيئة القوس قد يتجمع تحتها النفط. والصدع فالق في القشرة الأرضية قد يزيح طبقة صخرية غير نفاذة ليجعلها بجوار طبقة نفّاذة تحتوي على الزيت. وتتكون معظم المحابس الطبقية من طبقات صخرية غير نفاذة تحيط بصخور حاوية للزيت. أما قبة الملح فتنتج من اندفاع تكوين من الملح على هيئة أسطوانة أو مخروط إلى أعلى خلال الصخور الرسوبية مسببة تحدب الصخور الواقعة في طريقها وتكسرها. وقد يتجمع النفط فوق هذا التكوين أو على جوانبه.
وتوجد أغلب المكامن والمحابس في باطن الأرض العميق، إلا أن بعضها تكون قرب السطح. وأزيحت مكامن أخرى إلى أعلى نتيجة تغيرات في القشرة الأرضية. وقد يصل الزيت من هذه التراكمات الضحلة إلى السطح على صورة نز أو ينبوع. لذا تجمعت كميات من الزيت على السطح تكفي لتكوين بحيرة في بعض الأماكن مثل فنزويلا وجزيرة ترينيداد.
واليوم تتعرض المواد العضوية في بعض التراكمات الرسوبية إلى ظروف من الضغط، والحرارة، والنشاط البكتيري شبيهة بتلك التي كونت الزيت منذ عصور بعيدة. إلا أن تكون كميات نافعة من الزيت يحتاج إلى ملايين السنين. ويستهلك الناس النفط أسرع كثيرًا من سرعة تكوينه.
التنقيب عن النفط :
لم يكن بوسع المنقبين عن النفط، قبل عام 1900م، أكثر من البحث عن نز الزيت والأمل بأن يواتيهم الحظ. وكانت معداتهم تتألف بصورة رئيسية من معول وجاروف. أما منقبو اليوم، فيستخدمون تشكيلة من الأجهزة المعقدة، ويغلب عليهم أن يكونوا جيولوجييِّ زيت أو جيوفيزيائيين.
الدراسات الجيولوجية. يدرس جيولوجيو الزيت التكوينات الصخرية على سطح الأرض وتحته لتحديد المكان المحتمل لوجود النفط. ثم يرسمون بعدها خريطة مفصلة للمعالم السطحية للمنطقة. وقد يستخدمون صورًا ضوئية تؤخذ من الطائرات والأقمار الصناعية بالإضافة إلى ملاحظاتهم على مستوى سطح الأرض، خاصة إذا تعذر مسح المنطقة سيرًا على الأقدام. ويدرس الجيولوجيون الخريطة بحثًا عن علامات لمحابس زيت ممكنة. فعلى سبيل المثال، قد يدل نتوء منخفض في سهل منبسط على وجود قبة ملح، وهي محبس نفطي شائع.
وإذا بدا الموقع واعدًا، فقد يحفر الجيولوجيون ثقوبًا في الأرض للحصول على عينات جوفية، وهي عينات أسطوانية للطبقات الصخرية التي توجد تحت سطح الأرض. ويحلل الجيولوجيون العينات الجوفية لكشف التركيبة الكيميائية، والبنية، وعوامل أخرى تتعلق بتكوّن النفط.
ويدرس الجيولوجيون أيضًا سجلات الآبار. وسجل البئر بيان بالتكوينات الصخرية التي تستخرج أثناء حفر البئر. تصف سجلات الآبار خصائص الصخور، مثل العمق والمساميَّة ومحتواها من الموائع. وبإمكان جيولوجيي الزيت استخدام هذه المعلومات لتقدير موقع وحجم التراكمات الممكنة في المنطقة المحيطة بالآبار.
الدراسات الجيوفيزيائية. يُزَوِّد الجيوفيزيائيون جيولوجيي الزيت بمعلومات مفصلة عن التكوينات الصخرية التحتية والمغمورة. وبإمكان الجيوفيزيائيين تحديد مواقع البنيات الجيولوجية التي قد تحتوي على الزيت، وذلك بمساعدة أجهزة خاصة. وأوسع الأجهزة استخدامًا هي:1- مقياس الجاذبية 2- مقياس المغنطيسية 3- مرسمة الزلازل (السيزموجراف ـ المرجفة)
مقياس الجاذبية يقيس قوة الجاذبية على سطح الأرض، إذ إن للأنواع المختلفة من الصخور تأثيرات مختلفة على الجاذبية. فالصخورغير المسامية تميل إلى زيادة قوة الجاذبية، بينما تميل الصخور المسامية إلى إنقاصها. لذا قد تشير القراءات المتدنية على مقياس الجاذبية إلى وجود طبقات مسامية من الصخور التي قد تحوي الزيت.
مقياس المغنطيسية يسجل التغيّرات في مجال الأرض المغنطيسي، إذ تتأثر قوة الجذب المغنطيسي للأرض بأنواع الصخور الموجودة تحت السطح. فالصخور الرسوبية بصورة عامة ذات مغنطيسية أقل من الأنواع الأخرى من الصخور التي قد تحتوي على الحديد ومواد مغنطيسية أخرى. ويُمكِّن هذا الفارق في قوة الجذب المغنطيسي الجيوفيزيائيين من التعرف على طبقات الصخور الرسوبية التي قد تحوي الزيت. وتتأثر قوة الجذب المغنطيسي أيضًا ببنية الطبقات غير المنتظمة كالأقبية والصدوع. لذا فقد يستطيع مقياس المغنطيسية أن يكشف عن محابس نفطية معينة.
مرسمة الزلازل (المرجفة) آلة تسجيل الهزات الزلزالية، تقيس سرعة الموجات الصوتية المتنقلة تحت سطح الأرض. وتعتمد هذه السرعة على نوع الصخور التي ينتقل الصوت من خلالها. وبإمكان الجيوفيزيائيين استخدام السرعات التي تسجلها المرجفة لتحديد عمق وبنية الكثير من التكوينات الصخرية.
وقد يُحدث الجيوفيزيائيون، في المسح السيزموجرافي (الزلزالي) انفجارًا صغيرًا عند سطح الأرض أو دونه قليلاً. وتنتقل الموجات الصوتية التي يولّدها الانفجار إلى طبقات الصخور التحتية، ثم ترتد مرة أخرى إلى السطح. ويسجل السيزموجراف الوقت الذي تستغرقه الموجات الصوتية لتصل إلى السطح. ويستخدم كثير من الجيوفيزيائيين نظامًا يدعى الهزهزة وذلك لدرء الأخطار البيئية الناتجة عن الانفجارات. وفي هذا النظام تولد الموجات الصوتية بواسطة هزازة ضخمة لترتطم بالأرض بصورة متكررة. وتُحمل هذه الهزازة على شاحنة خاصة تسمى الشاحنة الرَطَّامة.
ويجري الجيوفيزيائيون أيضًا مسحًا سيزموجرافيا للمناطق المغمورة، إذ يطلقون شحنة هواء مضغوط من السفينة في الماء. وتنعكس الموجات الصوتية الناتجة عن ذلك من التكوينات المغمورة لتستقبلها سلسلة من السماعات الأرضية (لاقطات صوت) تقطرها السفينة خلفها.
وبواسطة أسلوب يدعى تقنية البقعة الساطعة يمكن للجيوفيزيائيين استخدام السيزموجراف للكشف عن وجود الموائع في التكوينات الصخرية التحتية والمغمورة. ينطوي هذا الأسلوب على استخدام مسجلات فائقة الحساسية، تلتقط التغيرات في اتساع (شدة) الموجات الصوتية، حيث إن ذروة الموجات الصوتية تتغير لدى انعكاسها من صخور تحوي الغاز أو الموائع الأخرى. وتظهر مثل هذه التغيرات على شكل شذوذات (اضطرابات)، تدعى البقع الساطعة، في أنماط الموجات الصوتية التي يسجلها السيزموجراف.
معظم النفط يأتي من الأرض في صورة سائل يدعى الزيت الخام. وتتباين أنواع الزيت الخام المختلفة في اللون والقوام، متراوحة بين مائع رقيق شفاف إلى مواد غامقة شبيهة بالقطران. وفي بعض البقاع من العالم، يوجد النفط أيضًا على صورة مادة صلبة في صخور ورمال معينة.
النِّفط من أكثر الثروات الطبيعية في العالم قيمةً، لذلك سماه بعض الناس الذهب الأسود. وقد يكون من الأفضل وصفه بشريان الحياة لأغلب البلاد؛ فأنواع الوقود المشتقة من النفط تمدّ السيارات، والطائرات، والمصانع، والمعدات الزراعية، والشاحنات، والقطارات، والسفن بالقدرة. وتولِّد أنواع الوقود النفطي الحرارة والكهرباء للمنازل، وأماكن عمل كثيرة، فالنفط يوفر إجمالاً قرابة نصف الطاقة المستهلكة في العالم.
وبالإضافة إلى أنواع الوقود، تُصنع آلاف المنتجات الأخرى من النفط. وتتراوح هذه المنتجات بين مواد الرصف والمنسوجات، وبين شحوم المحركات ومواد التجميل. ويُستَخدم النفط في صناعة مواد عادة ما تتوفر في المنازل كالأسبرين، والسجاد، والستائر، والمنظفات والأسطوانات، واللعب البلاستيكية، ومعجون الأسنان.
ورغم أننا نستعمل تشكيلة واسعة من المنتجات المصنوعة من النفط، إلا أن الـذين أتيحت لهم فرصة المعرفة أو رؤية المادة ذاتها قليلون. ويأتي أكثرها من جوف الأرض على صورة سائل يُسمى الزيت الخام. تتباين أنواع الزيت الخام المختلفة في اللون والقوام، متراوحة بين زيت شفـاف رقيق ومادة كثيفة كالقطران. كما يوجد النفط أيضًا في الحالة الصلبة في صخور ورمال معينة.
استخدم الناس النفط منذ آلاف السنين، ولكن قلة منهم أدركت قيمته قبل حلـول القرن التاسع عشر الميــلادي عنـدما اختُرع مصبـاح البارافين والسيــارة؛ إذ إن هذين الاختراعين أوجدا طلبًا هائلاً على نوعين من الوقود النفطي: البرافين (ويُسمى أيضًًا الكيروسين) والبترول (البنزين) ويُسمى أيضًًا الجازولين، فقام العلماء منذ أوائل القرن العشرين بزيادة تشكيلة منتجات النفط وتحسين جودتها.
والنفط، كالمعادن الأخرى، لا يمكن استرجاعه بعد استخدامه. ويزيد استخدامه عامًا بعد عام، وإمدادات العالم منه تنفد بسرعة. ولو استمرت معدلات الاستهلاك الحالية، فسيصبح النفط شحيحًا في أواسط القرن الحادي والعشرين.
تعتمـد معظـم البلـدان الصناعيــة بدرجــة كبــيرة على النفـط المستـورد لاستيفـاء حاجاتها من الطاقة. ونتيجة لهـذا الاعتمــاد، استطـاعت البلدان المصدرة للزيت، استعمـال النفط بمثابــة سـلاح سيـاسي، واقتصادي عن طريق تقييد صادراتها لبعض تلك البلـدان،كما أثقـل مصـدرو الزيت كاهـل اقتصاد عـدد كبير من البلـدان وخاصـة الفقيرة منها، برفعهم لأسعـار النفـط بنسبة كبيرة. ولـذا عـانى كثير من البلدان، غنيُّها وفقيرها، من أزمات نقص النفط منذ أوائل السبعينيات من القرن العشرين.
ولتجنب نقص واسع النطاق في الطاقة، يختبر العلماء ضروبًا اصطناعية من الزيت، وكذلك مصادر أخرى للوقود. ولكن حتى لو ظهرت سريعًا مصادر أخرى للطاقة، سيضطر الناس للاعتماد على النفط لسنوات عديدة. لذا أصبح الاقتصاد في الزيت أمرًا ملحًا لكل بلد. ولزم على الناس الآن أن يكونوا إيجابيين في إيجاد طرق للاقتصاد في النفط.
مصطلحات نفطية
الآبار البحرية : آبار تحفر في المحيطات والبحار والبحيرات.
الاستخراج الابتدائي: طريقة تُستَغل فيها الطاقة الطبيعية في الخزان لجلب الزيت إلى بئر منتجة.
الاستخراج المعزَّز :أية طريقة لإضافة الطاقة إلى خزان من أجل إجبار الزيت على التدفق نحو بئر منتجة.
استغلال البئر: يعني بدء تدفق الزيت في البئر.
البتروكيميائيات : كيميائيات تنتج بمعالجة الزيت والغاز.
البرج :بناء فولاذي طويل يحمل المعدات التي تستخدم في حفر بئر للزيت.
البرميل: الوحدة القياسية التي تُستخدم لقياس الزيت الخام ومعظم المنتجات النفطية. ويساوي البرميل الواحد 159لترًا.
البئر العـشـوائي (او الجـزافي): بئر تحفر في منطقة لم يكن قد وُجِد فيها زيت أو غاز.
الجعالة (الأتاوة): نقود تُدفع للمُلاَّك نظير الزيت الذي ينتج من ملكهم. وتدفع أكثر شركات الزيت جعالة قدرها يتراوح بين ثُمن وسُدس قيمة كل برميل زيت ينُتج ويباع. وقد يحصل الملاك على الجعالات زيتًا.
الحفارة البرجية: تتكون من البرج وآلات الرفع ومعدات أخرى تستخدم في حفر بئر الزيت.
الحفرة الجافة: بئر فشلت في إنتاج الزيت أو الغاز بكميات تجارية.
حقل الزيت: منطقة تحوي خزانًا واحدًا أو أكثر.
الخزان: تراكم للنفط تحت سطح الأرض. ويتكون من قطرات صغيرة من النفط تتجمع في مسام صخور كالحجر الجيري والحجر الرملي.
رمال القار ، أو رمال القطران: حبيبات من الرمل محاطة بمادة سوداء يمكن تحويلها إلى زيت أو غاز.
الزيت الخام :الصورة التي يوجد عليها الزيت طبيعيًا في الخزَّان.
طَفْل الزيت :صخر رسوبي يحتوي على الكيروجين وهي مادة يمكن تحويلها إلى زيت.
عَقْد المعادن: اتفاقية بين شركة زيت وبين صاحب ملكية. ويعطي العقد الشركة الحق في التنقيب عن الزيت وإنتاجه في الملكية.
الغليظ :هو عامل في طاقم الحفر.
الكسر (إستقطارة) :أية واحدة من مجموعات الهيدروكربونات التي تشكل الزيت الخام. وتفرز الكسور أثناء التكرير.
محبس الزيت: تكوين جوفي صخري لا مسامي يحجز حركة الزيت وبذا يحبس الخزان.
الهيدروكربون : مركب كيميائي يتكون من عنصري الهيدروجين والكربون.
استخدامات النفط
الإنتاج والاستهلاك العالمي من النفط يبين هذا الشكل كميات النفط المنتجة والمستخدمة في مناطق شتى من العالم. ينتج الشرق الأوسط من النفط حوالي ثلاثة أضعاف مايستهلكه، إلا أن معظم المناطق تستهلك من الزيت أكثر مما تنتج.
للنفط عدة استخدامات أكبر من أي مادة أخرى في العالم. ويكمن السبب الذي يجعل للنفط هذه الاستخدامات الكثيرة، في بنيته الجزيئية المعقدة. فالزيت الخام بصورة رئيسية خليط من هيدروكربونات مختلفة تتكون من عنصري الهيدروجين والكربون. وبعض هذه الهيدروكربونات غازي وبعضها صلب ولكن أغلبها سائل.
يمنح الخليط من الهيدروكربونات المختلفة خصائص معينة لمكونات النفط. فبعض المكونات، كالبترول والكيروسين، ذات قيمة في حالتها السائلة الطبيعية، بينما يجب تغيير بعضها الآخر من حالة إلى أخرى أو مزجها مع مواد مختلفة قبل استخدامها.
تحتوي شتى أنواع الزيت الخام على كميات مختلفة من بعض المكونات؛ ففي الزيوت الخام الخفيفة كميات كبيرة من الغازات الذائبة، والبترول، والأجزاء الخفيفة الأخرى. بينما تحتوي الزيوت الخام الثقيلة على نسبة عالية من الزيوت الثقيلة، والأسفلت. وتحتوي جميع أنواع الزيت الخام على بعض المواد بالإضافة إلى الهيدروكربونات. وتشغل هذه الشوائب، التي تشمل المركبات الفلزية والكبريت، نسبة قد تصل إلى 10% في بعض أنواع الزيت.
تفصل مصافي النفط الأجزاء المتنوعة وتحولها إلى منتجات مفيدة. ويكرر معظم النفط إلى البترول، ووقود للتدفئة، وأنواع الوقود الأخرى. ويحول الباقي بصورة رئيسية إلى خامات صناعية، ومواد تشحيم.
================================
بعض استخدامات المنتجات النفطية :
الوقود :
- للنقل
البترول
وقود الديزل
بترول الطائرات
وقود النفاثات
البرافين
- للتدفئة وإنتاج الطاقة
زيوت الفُضالة
غاز النفط المسال
زيوت القطارة
مواد خام :
السِّناج
الكوك
الشمع
الهيدروجين الصناعي
الأسفلت
النَّفْطَة
زيوت متنوعة :
الزيوت الطبية
الزيوت التقنية
زيوت الطريق
زيوت وشحوم التزليق
البتروكيميائيات :
الأسمدة
اللدائن
الأصباغ
المبيدات الحشرية
الألياف
المتفجرات
الأمونيا
المذيبات
الحبر
مضافات الأغذية
الراتينجات
مضافات البترول
الطلاء
المطاط الصناعي
العقاقير
مواد التجميل
الكحول النفط كوقود: تشتعل أنواع الوقود النفطية وتحترق بيسر، منتجة كميات كبيرة من الحرارة، والقدرة، قياسًا بأوزانها. كما أنها أسهل في التعامل، والتخزين، والنقل من أنواع الوقود الأخرى المُستخدمة كالفحم والخشب. فالنفط، تقريبًا، مصدر لجميع أنواع الوقود المستخدمة في النقل وكثير من أنواع الوقود المستخدمة في إنتاج الحرارة والكهرباء.
وقــود النقـل. تشمل أنواع وقـود النقـل البنزين، ووقود الديـزل، ووقود النفاثات. ويكــرَّر نحـو 45% من الزيت الخام إلى البترول، وحوالي 7% إلى وقــود الديــزل، وحــوالي 7% إلى وقود النفاثات.
يصنف البترول إلى درجـات: العـادي، والممتاز، ووقـود الطائرات وذلك تبعًا لسلاسة احتراقه داخل المحـرك. ومعظـم المركبـات الميكانيكيـة، وجميـع الطائـرات ذوات المحركات المكبسية تستخدم البترول. يتطلب وقـود الديـزل تكريـرًا أقـل وهـو أرخص من البترول. أما الطائـرات النفاثــة فتحـرق وقود النفاثـات، وهو إما غاز نقي، أو خليط من البترول والكيروسين والغاز وأنواع أخرى من الوقود.
وقود التدفئة وإنتاج الطاقة يشكل نحو 26% من كل النفط المكرر. وتصنف هذه الأنواع إما إلى زيوت مقطرة أو زيوت الفضالة (الزيوت المتخلفة). فزيوت القطارة زيوت أخف، يُستخدم أكثرها في تدفئة البيوت وأماكن العمل الصغيرة. أما زيوت الفُضالة فهي زيوت أثقل وأشد كثافة، وتُزوِّد محطات الكهرباء والمصانع والسفن الكبيرة بالقدرة. كما تُستخدم زيوت الفضالة أيضًا في تدفئة المباني الكبيرة.
يَستَخدم كثير من الناس الذين يعيشون في المزارع أو البيوت المتنقلة غاز النفط المسال للتدفئة والطبخ. ويتكون غاز النفط المسال بصورة رئيسية من غازي البيوتان والبروبان، اللذين تم تحويلهما تحت الضغط إلى سوائل. ويُستخدم غاز النفط المسال في الصناعة لقطْع الفلزات ولحامها، وفي المزارع لتشغيل أنواع مختلفة من المعدات.
النفط كمادة خام: يُستخدم نحو 13% من مكونات النفط كمواد خام في الصناعة. ويحوَّل كثير من هذه المكونات إلى بتروكيميائيات. وتستخدم البتروكيميائيات في صناعة مستحضرات التجميل، والمنظفات، والعقاقير، والأسمدة، والمبيدات الحشرية، واللدائن، والألياف الاصطناعية، ومئات من المنتجات الأخرى.
تستخدم المنتجات الثانوية لتكرير النفط أيضًا كمواد خام في صناعات معينة. وتشمل هذه المنتجات الثانوية الأسفلت ـ المادة الرئيسية في بناء الطرق ـ والشمع ـ وهو مادة جوهرية في بعض المنتجات كالشموع وعلب الحليب ومُلمِّعات الأثاث.
استخدامات أخرى للنفط. تُشكل منتجات مثل زيوت التشحيم والزيوت الصناعية المتخصصة نحو 2% من إنتاج النفط. تخفف زيوت التشحيم (المزلقات) الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة في المعدات. وتتراوح بين زيت رقيق شفاف يُستخدم في الأجهزة العلمية، وشحم ثقيل يستعمل في عجلات الطائرات.
وتشمل الزيوت الصناعية المتخصصة زيوت التبريد في عمليات القطع والزيوت الكهربائية التي تُستخدم في التصنيع.
أين يوجد النفط :
يوجد النفط في كل قارة وتحت كل محيط، ولكن الأساليب الحديثة لاتُمكن مهندسي النفط إلا من استخراج حوالي ثلث الزيت من معظم التراكمات النفطية، وتُدعى هذه الكميات القابلة للاستخراج الاحتياطيات.
يُقدِّر خبراء النفط أن الاحتياطيات العالمية من الزيت تصل إلى حوالي تريليون (ألف بليون) برميل. ويتنبأ بعض الجيولوجيين بأن احتياطيات إضافية سوف تكتشف وخاصة في الصين، وجزر كندية في المحيط المتجمد الشمالي وقيعان البحار. ولكن خبراء كثيرين يظنون أن معظم حقول الزيت الكبرى قد تم اكتشافها، ويعتقدون أن الاحتياطيات العالمية ستزداد على الأرجح عن طريق وسائل استخراج أفضل.
الشرق الأوسط يحتوي على حوالي 67% من زيت العالم، إذ تصل احتياطياته إلى حوالي 660 بليون برميل. ولدى السعودية حوالي 258 بليون برميل، أي حوالي ربع احتياطيات العالم. ويوجد معظم نفط السعودية في مناطق محاذية للخليج العربي. ولدى كل من الإمارات العربية المتحدة وإيران والعراق والكويت حوالي عُشر إجمالي احتياطيات العالم النفطية.
أوروبا لديها ـ بما فيها الجزء الآسيوي لروسيا ـ حوالي 7% من موارد العالم من الزيت. لدى الاتحاد السوفييتي السابق 58 بليون برميل، وهي أكبر احتياطيات في المنطقة. وتقع معظم هذه الاحتياطيات قرب جبال أورال، إلا أن هناك عدة حقول زيت ضخمة في سيبريا. وتقع الاحتياطيات الأوروبية الرئيسية الأخرى ـ والتي تصل إلى 17 بليون برميل ـ تحت بحر الشمال. وتمتلك هذه الاحتياطيات بصورة رئيسية بريطانيا والنرويج.
أمريكا اللاتينية لديها نحو 120 بليون برميل من الاحتياطيات النفطية، أي نحو 12% من الإجمالي العالمي. ولدى فنزويلا أكبر احتياطيات في المنطقة ـ حوالي 59 بليون برميل. ولدى المكسيك ثاني أكبر احتياطيات في أمريكا اللاتينية ـ حوالي 52 بليون برميل. والبلدان الأمريكية اللاتينية الأخرى ذات التراكمات النفطية المهمة هي الأرجنتين والبرازيل.
إفريقيا تمتلك حوالي 60 بليون برميل من الزيت، أي نحو 6% من احتياطيات العالم. ويقع معظم الزيت في ليبيا، والجزائر، وبلدان أخرى في شمالي إفريقيا مثل مصر وتونس ويأتي ترتيب احتياطيات ليبيا البالغة نحو 23 بليون برميل من بين أكبر احتياطيات العالم. أما إلى الجنوب من الصحراء الكبرى، فلم يتم اكتشاف كميات كبيرة من الزيت إلا في نيجيريا التي تملك نحو 17 بليون برميل.
آسيا لديها، باستثناء الجزء الآسيوي لروسيا، والشرق الأوسط، نحو 50 بليون برميل من الزيت، أي حوالي 5% من احتياطيات العالم. ويقع نحو نصف هذه الاحتياطيات في الصين. ولدى إندونيسيا ـ نحو 11 بليون برميل ـ ثاني أكبر احتياطيات في الشرق الأقصى.
الولايات المتحدة وكندا لديهما نحو 32 بليون برميل من الزيت، تشكل نحو 3% من الإجمالي العالمي. ولدى الولايات المتحدة حوالي 26 بليون برميل من النفط. ويقع معظم هذه الاحتياطيات في تكساس، ولويزيانا، وكاليفورنيا، وأوكلاهوما وألاسكا. ومع الوقت، من المحتمل ازدياد احتياطيات الولايات المتحدة بإنتاج الزيت من طَفْل الزيت، وهو نوع من الحجر يوجد بوفرة في كولورادو و ويومينج ويوتا. ويحتوي طفل الزيت على الكيروجين، وهو مادة شمعية تعطي زيتًا عند تسخينها.
يقع معظم زيت كندا البالغ 6 بلايين برميل في مقاطعة ألبرتا. وفي مقاطعات ساسكاتشوان وكولومبيا البريطانية وتمتلك مانيتوبا حقولا نفطية أيضًا. وإضافة إلى ذلك، يعتقد الجيولوجيون أن كندا لديها أكبر تراكمات في العالم من رمال القار، أو رمال القطران، وهي رمال مشربة بمادة منتجة للزيت. تقع هذه التراكمات، التي قُدر ما تحتويه من الزيت، بحوالي ترليون برميل، بمحاذاة نهر أثاباسكا في ألبرتا. وقد بدأ إنتاج الزيت من هذه الرمال عام 1967م.
أستراليا لديها احتياطيات من الزيت تبلغ حوالي 2,5 بليون برميل، وهي أقل من ثلث الواحد في المائة، من الإجمالي العالمي. ويوجد الجزء الأكبر من هذه الاحتياطيات في أستراليا. وكل من أستراليا ونيوزيلندا لديها مناطق تحتوي على الزيت في اليابسة وفي البحر. ولدى كل من نيوزيلندا وبابوا غينيا الجديدة، حوالي 200 مليون برميل.
كيف تكوّن النفط :
يعتقد أغلب الجيولوجيين أن النفط تكوّن من بقايا كائنات عضوية ماتت منذ ملايين السنين. وتستند هذه النظرية العضوية لتكوّن النفط إلى وجود مواد معينة حاوية للكربون في الزيت. ومثل هذه المواد لا يمكن أن تكون قد أتت إلا من كائنات كانت حية فيما مضى. ونفس العملية التي أنتجت النفط أنتجت أيضًا الغاز الطبيعي الذي يوجد عادة ملازمًا للزيت الخام أو ذائبًا فيه.
وحسب النظرية العضوية، غطّى الماء، في الماضي، رقعة من سطح الأرض أكبر بكثير مما هي عليه الآن. وعاشت كميات من الكائنات الدقيقة في المياه الضحلة أو هامت قرب السطح في عرض المحيط. وبموت هذه الكائنات استقرت بقاياها في قاع المحيط وانحبست في الترسبات (جسيمات من الطين والرمل ومواد أخرى)، واندفنت تحت قاع المحيط.
وكلما دُفنت الترسبات أعمق فأعمق، تعرضت إلى درجات حرارة وضغوط متزايدة مما يؤدي إلى تكوين الصخور الرسوبية. وجعلت هذه الظروف الصخر يمر بعمليات كيميائية أدت إلى تكون مادة شمعية تسمى الكيروجن. وعندما يسخن الكيروجن إلى درجات حرارة أعلى من 100°م، ينفصل إلى سائل (الزيت) وغاز (الغاز الطبيعي). ولكن عندما يكون الزيت مدفونًا في أعماق أبعد ويعرض إلى درجات حرارة أعلى من 200°م، تضعف الروابط التي تشد الجزيئات الكبيرة المعقدة بعضها ببعض وبذا يتحلل الزيت.
ويُسمى نطاق الحرارة الذي يتكون فيه الزيت نافذة الزيت. ففي درجات الحرارة الواقعة دون هذا النطاق، يتكون القليل من الزيت. أما في الأعماق الكبيرة حيث درجات الحرارة العالية، فيتحلل معظم الزيت.
وبمرور الوقت، يتحرك الزيت والغاز إلى أعلى عبر منافذ طبيعية في الصخر. وتشمل هذه المنافذ الشقوق والثقوب الدقيقة التي تُعرف بالمسامات. ويعتقد الجيولوجيون أن وجود الماء قد يكون السبب وراء هذه الحركة؛ فقد يكون الماء ـ الذي هو أثقل من الزيت ـ هو الذي دفع الزيت إلى أعلى. وهناك سبب محتمل آخر، هو وزن الطبقات الصخرية الفوقية الذي يفضي إلى إقحام الزيت في ثقوب وشقوق الصخر.
يلجأ الزيت والغاز إلى نوع من الصخور يدعى الصخر الخازن أو صخر الزيت. ولمثل هذا الصخر خاصيتان تمكنان الموائع من الحركة خلاله هما: 1- المسامية 2- النفاذية. والمسامية هي تواجد الفتحات الصغيرة أو المسامات. وتعني النفاذية أن بعض المسامات متصلة بعضها ببعض بفراغات تتحرك الموائع خلالها. فيتحرك الزيت والغاز إلى أعلى خلال المسامات المتصلة حتى يصلا إلى طبقة صخرية غير نفاذة. ويستمران في التدفق بمحاذاة الجانب السفلي للطبقة غير النفاذة، فيصلان إلى مكان تشكلت فيه الطبقة على هيئة محبس ثلاثي الأبعاد. وفيما بعد، أدت تحولات في القشرة الأرضية إلى انحسار المحيطات، وظهرت اليابسة فوق العديد من الصخور المكمنية والمحابس.
وأكثر أنواع محابس النفط شيوعًا هي الأقبية والصدوع والمحابس الطبقية وقباب الملح. والأقبية تكوين صخري على هيئة القوس قد يتجمع تحتها النفط. والصدع فالق في القشرة الأرضية قد يزيح طبقة صخرية غير نفاذة ليجعلها بجوار طبقة نفّاذة تحتوي على الزيت. وتتكون معظم المحابس الطبقية من طبقات صخرية غير نفاذة تحيط بصخور حاوية للزيت. أما قبة الملح فتنتج من اندفاع تكوين من الملح على هيئة أسطوانة أو مخروط إلى أعلى خلال الصخور الرسوبية مسببة تحدب الصخور الواقعة في طريقها وتكسرها. وقد يتجمع النفط فوق هذا التكوين أو على جوانبه.
وتوجد أغلب المكامن والمحابس في باطن الأرض العميق، إلا أن بعضها تكون قرب السطح. وأزيحت مكامن أخرى إلى أعلى نتيجة تغيرات في القشرة الأرضية. وقد يصل الزيت من هذه التراكمات الضحلة إلى السطح على صورة نز أو ينبوع. لذا تجمعت كميات من الزيت على السطح تكفي لتكوين بحيرة في بعض الأماكن مثل فنزويلا وجزيرة ترينيداد.
واليوم تتعرض المواد العضوية في بعض التراكمات الرسوبية إلى ظروف من الضغط، والحرارة، والنشاط البكتيري شبيهة بتلك التي كونت الزيت منذ عصور بعيدة. إلا أن تكون كميات نافعة من الزيت يحتاج إلى ملايين السنين. ويستهلك الناس النفط أسرع كثيرًا من سرعة تكوينه.
التنقيب عن النفط :
لم يكن بوسع المنقبين عن النفط، قبل عام 1900م، أكثر من البحث عن نز الزيت والأمل بأن يواتيهم الحظ. وكانت معداتهم تتألف بصورة رئيسية من معول وجاروف. أما منقبو اليوم، فيستخدمون تشكيلة من الأجهزة المعقدة، ويغلب عليهم أن يكونوا جيولوجييِّ زيت أو جيوفيزيائيين.
الدراسات الجيولوجية. يدرس جيولوجيو الزيت التكوينات الصخرية على سطح الأرض وتحته لتحديد المكان المحتمل لوجود النفط. ثم يرسمون بعدها خريطة مفصلة للمعالم السطحية للمنطقة. وقد يستخدمون صورًا ضوئية تؤخذ من الطائرات والأقمار الصناعية بالإضافة إلى ملاحظاتهم على مستوى سطح الأرض، خاصة إذا تعذر مسح المنطقة سيرًا على الأقدام. ويدرس الجيولوجيون الخريطة بحثًا عن علامات لمحابس زيت ممكنة. فعلى سبيل المثال، قد يدل نتوء منخفض في سهل منبسط على وجود قبة ملح، وهي محبس نفطي شائع.
وإذا بدا الموقع واعدًا، فقد يحفر الجيولوجيون ثقوبًا في الأرض للحصول على عينات جوفية، وهي عينات أسطوانية للطبقات الصخرية التي توجد تحت سطح الأرض. ويحلل الجيولوجيون العينات الجوفية لكشف التركيبة الكيميائية، والبنية، وعوامل أخرى تتعلق بتكوّن النفط.
ويدرس الجيولوجيون أيضًا سجلات الآبار. وسجل البئر بيان بالتكوينات الصخرية التي تستخرج أثناء حفر البئر. تصف سجلات الآبار خصائص الصخور، مثل العمق والمساميَّة ومحتواها من الموائع. وبإمكان جيولوجيي الزيت استخدام هذه المعلومات لتقدير موقع وحجم التراكمات الممكنة في المنطقة المحيطة بالآبار.
الدراسات الجيوفيزيائية. يُزَوِّد الجيوفيزيائيون جيولوجيي الزيت بمعلومات مفصلة عن التكوينات الصخرية التحتية والمغمورة. وبإمكان الجيوفيزيائيين تحديد مواقع البنيات الجيولوجية التي قد تحتوي على الزيت، وذلك بمساعدة أجهزة خاصة. وأوسع الأجهزة استخدامًا هي:1- مقياس الجاذبية 2- مقياس المغنطيسية 3- مرسمة الزلازل (السيزموجراف ـ المرجفة)
مقياس الجاذبية يقيس قوة الجاذبية على سطح الأرض، إذ إن للأنواع المختلفة من الصخور تأثيرات مختلفة على الجاذبية. فالصخورغير المسامية تميل إلى زيادة قوة الجاذبية، بينما تميل الصخور المسامية إلى إنقاصها. لذا قد تشير القراءات المتدنية على مقياس الجاذبية إلى وجود طبقات مسامية من الصخور التي قد تحوي الزيت.
مقياس المغنطيسية يسجل التغيّرات في مجال الأرض المغنطيسي، إذ تتأثر قوة الجذب المغنطيسي للأرض بأنواع الصخور الموجودة تحت السطح. فالصخور الرسوبية بصورة عامة ذات مغنطيسية أقل من الأنواع الأخرى من الصخور التي قد تحتوي على الحديد ومواد مغنطيسية أخرى. ويُمكِّن هذا الفارق في قوة الجذب المغنطيسي الجيوفيزيائيين من التعرف على طبقات الصخور الرسوبية التي قد تحوي الزيت. وتتأثر قوة الجذب المغنطيسي أيضًا ببنية الطبقات غير المنتظمة كالأقبية والصدوع. لذا فقد يستطيع مقياس المغنطيسية أن يكشف عن محابس نفطية معينة.
مرسمة الزلازل (المرجفة) آلة تسجيل الهزات الزلزالية، تقيس سرعة الموجات الصوتية المتنقلة تحت سطح الأرض. وتعتمد هذه السرعة على نوع الصخور التي ينتقل الصوت من خلالها. وبإمكان الجيوفيزيائيين استخدام السرعات التي تسجلها المرجفة لتحديد عمق وبنية الكثير من التكوينات الصخرية.
وقد يُحدث الجيوفيزيائيون، في المسح السيزموجرافي (الزلزالي) انفجارًا صغيرًا عند سطح الأرض أو دونه قليلاً. وتنتقل الموجات الصوتية التي يولّدها الانفجار إلى طبقات الصخور التحتية، ثم ترتد مرة أخرى إلى السطح. ويسجل السيزموجراف الوقت الذي تستغرقه الموجات الصوتية لتصل إلى السطح. ويستخدم كثير من الجيوفيزيائيين نظامًا يدعى الهزهزة وذلك لدرء الأخطار البيئية الناتجة عن الانفجارات. وفي هذا النظام تولد الموجات الصوتية بواسطة هزازة ضخمة لترتطم بالأرض بصورة متكررة. وتُحمل هذه الهزازة على شاحنة خاصة تسمى الشاحنة الرَطَّامة.
ويجري الجيوفيزيائيون أيضًا مسحًا سيزموجرافيا للمناطق المغمورة، إذ يطلقون شحنة هواء مضغوط من السفينة في الماء. وتنعكس الموجات الصوتية الناتجة عن ذلك من التكوينات المغمورة لتستقبلها سلسلة من السماعات الأرضية (لاقطات صوت) تقطرها السفينة خلفها.
وبواسطة أسلوب يدعى تقنية البقعة الساطعة يمكن للجيوفيزيائيين استخدام السيزموجراف للكشف عن وجود الموائع في التكوينات الصخرية التحتية والمغمورة. ينطوي هذا الأسلوب على استخدام مسجلات فائقة الحساسية، تلتقط التغيرات في اتساع (شدة) الموجات الصوتية، حيث إن ذروة الموجات الصوتية تتغير لدى انعكاسها من صخور تحوي الغاز أو الموائع الأخرى. وتظهر مثل هذه التغيرات على شكل شذوذات (اضطرابات)، تدعى البقع الساطعة، في أنماط الموجات الصوتية التي يسجلها السيزموجراف.