دانلود ‫پروژه نفت -آزمایشگاه مکانیک سیالات

منشاء نفت و روند تشکیل آن نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوهای تیره که اساسن از هیدروکربن ها تشکیل شده است.
در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می رسیم.
نظریهء منشاء معدنی نفت: که در سال 1886 توسط برتلو داده شد اینک رد شده است.
همچنین در سالهای 1889( مندلیوف) نظریهء برتلو را تایید کرد و پس از ان در سال1901 سا باتیه و ساندرنس نظریهء منشاء معدنی بودن نفت را تایید کردند
نظریهء منشاء آلی:
امروزه می توان گفت که نظریهء منشاءآلی نفت برای نفت خام سبک به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است این نظریه به دلایل زیر متکی است:
1- نفت خام همیشه در لایهای رسوبی یافت می شود که همواره مقدار زیادی از مواد آلی نیز در این لایها وجود دارند.
2- نفت خام محتوی ماده ای به نام پور فیرین می باشد.این ماده فقط در عامل سرخی خون ( هِمین) حیوانات و نیز در سبزینهء گیاهان وجود دارد.
3- اکثر نفتهای خام خاصیت چر خش سطح پلاریزاسیون نور را دارند. این خاصیت مربوط به وجود کلسترول است با منشاء حیوانی یا گیاهی.
به نظر می رسد که موجودات بسیار کوچک و بیشماری که در دریا ها و مرداب ها زندگی می کنندو پلانگتون (فیتو پلانگتون و زئوپلانگتونها) نامیده می شوند منشاء آلی نفت می باشند.
توزیع پلانکتونها در سطح دریا یکنواخت نیست.این موجودات در قسمت بالای آب دریا (عمق 50 تا 100 متری) که اشعهء خورشید نفوذ می کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکز ند.تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریا سوب می دهند.البته پلانکتونها تنها منبع مواد آلی نیستند. اب رود خانه ها یی که به دریا میریزند حاوی مقداری مواد هیو میک است که ترکیبشان نزدیک به هیدرو کربنها است.
نفت خام
بسیاری از دانشمندان عقیده دارند که نفت از باقیمانده موجودات ریز و گیاهانی که صدها میلیون سال پیش در دریاها می زیسته اند به وجود آمده است. زمانی که آنان مرده اند ، بدن آنان در کف دریا ، بین رسوبات دریا محصور شده است.
بعد از میلیونها سال ، گرما و فشار آنها را به نفت و گاز تبدیل کرده است. نفت و گاز معمولاً همراه با هم در پوسته زمین یافت می شوند و برای به دست آوردن آنها نیاز به حفاری در پوسته زمین است. در نمودار زیر دوره زمانی شکل گیری نفت خام نمایش داده شده است.


موجودات و گیاهان ریز (پلاکتونها) انرژی لازم خود را از آفتاب می گرفته اند. وقتی مرده اند در ته دریا جمع گردیده اند.

سپس بین سنگها و گلهای کف دریا مدفون شده اند . عقیده بر این است که انرژی در بدن آنها ذخیره شده بوده است و سپس بدن آنها شروع به پوسیدن گذارده است.

فشار و دما در اعماق زمین باعث تبدیل شیمیایی بقایای موجودات به نفت خام و گاز شده است.

نفت خام و گاز در اعماق زمین ، بین چین خوردگیها و سنگهایی که دارای خلل و فرج است یافت می شود.
اما ترکیبات نفت خام چیست؟ نفت خام مخلوطی از هیدروکربنهای مختلف است از هیدروکربنهای سبک C1 تا هیدروکربنهای سنگین. همچنین شامل بعضی از نمکها ، فلزات و غیره می باشد. اگر هر هیدروکربن را به وسیله یک توپ با اندازه مشخص نشان دهیم ، شکل زیر بیانگر ترکیبات نفت خام است:



همانطور که در شکل مشخص است ، نفت خام مشتمل بر انواع هیدروکربن ها می باشد. به علاوه ترکیبات دیگری به رنگهای آبی و زرد نیز دیده می شود که نمکها و سایر ناخالصی ها می باشند.

مواد آلی موجود در رسوبها حاوی 15-30% اٌکسیژن و 10-7% هیدروژن میباشند در حالی که مواد نفتی حد اکثر 4% اکسیژن و15-11% هیدروژن دارند.بنا بر این تبدیل مواد آلی به هیدرو کربن ها یک پدیده احیا است که به کمک باکتری های غیر هوازی مو جود در اعماق آبها صورت می گرد.بدین ترتیب مواد آلی طی یک رشته واکنش های فساد- تجزیه مولکولی- تراکم وپلیمری شدن به ماده هیدرو کربنی بیار غلیظ به نام کروژن تبدیل میشود.مجموعه این تغییر وتبدیلها را دگرگونی دیا ژنتیک می نامند .این دگر گونی از لایه های یک متری آغاز شده و تا اعماق هزار کیلو متری ادامه میابد و مدت ان نیز 5 تا 10 هزار سال است.
با ادامه رسوب گزاری عمق لایه ها نیز زیاد می شود و در نتیجه فشار ودما افزایش میابد.تحت چنین شرایطی t > 100 c , p >1000 atm کروژن در اثر تجزیه حرارتی به هیدرو کربن های مایع سبکتر تبدیل میگردد وبا ادامه رسوب گذاری، مقداری از این هیدرو کربنها در اثر شکست تبدیل به هیدرو کربن های سبک و گاز متان می شوند.

شکوفایی فصلی یا سالیانه جلبکهای پلانکتونیک ، غالبا به عنوان بوجود آورنده لامیناسیون ریتمیک در نظر گرفته‌ می‌شود. همانند تشکیل زغال ، شرایط هوازی برای ممانعت از اکسیداسیون مواد آلی و احیا تجزیه باکتریائی مورد نیاز است. بنابراین بیشتر شیلهای نفتی در توده‌های آبی لایه‌لایه در جایی که آبهای سطحی اکسیژن‌دار اجازه رشد پلانکتونها و آبهای احیایی کف اجازه حفظ شدن مواد آلی را می‌دهد، تشکیل می‌شوند.
دیدکلی
کروژنها مواد آلی رسوبی شکننده‌ای هستند که در حلالهای مواد آلی غیرمحلول هستند و دارای ساختمان پلمری می‌باشند. مواد آلی شکننده‌ای که در حلالهای آلی محلول باشند، بیتومن نامیده می‌شوند. ولی کروژنها را می‌توان توسط اسیدهایی مانند HCL و HF از سنگهای رسوبی باز پس گرفت. همچنین ممکن است توسط روش دانسیته و استفاده از مایعات سنگین بتوان کروژن را جد اساخت. چون کروژن نسبت به کانیهای دیگر سبک بوده و وزن مخصوص کمتری دارد.
روشهای مطالعه کروژن
تمرکز کروژن بوجود آمده را می‌توان با میکروسکوپهای با نور عبوری یا انعکاسی مورد بررسی قرار داد و هویت بیولوژیکی و منشا و نحوه بوجود آمدن اولیه آنها را مطالعه نمود. همچنین با استفاده از میکروسکوپهای با نور ماورای بنفش و مشاهده کردن رنگهای فلورسانس ، اجزا اصلی تشکیل دهنده کروژنها را مشخص ساخت و از اسپکتروسکوپهای مادون قرمز نیز جهت بررسی ترکیب شیمیایی و ساختمانی کروژنها کمک گرفت.
تجزیه کروژن
مولکولهای بزرگ و پیچیده کروژن به سختی قابل تجزیه بوده ولی در اثرحرارت دادن در اتمسفر به ذرات کوچکتری شکسته می‌شوند که بعدا آنها را می‌توان توسط دستگاههای کروماتوگرافی گازی و اسپکترومترهای جرمی تجزیه نمود.
تغییرشکل کروژنهای مدفون در اثر افزایش حرارت
تبدیل کروژنها به نفت و گاز فرایندی است که به درجه حرارت بالایی نیازمند است. برای شروع تبدیل مواد حیوانی و گیاهی آلی به هیدروکربنها درزیرفشار 1-2 کیلومتر رسوب ، حرارتی درحدود 70-50 درجه سانتیگراد لازم است. درجه حرارت نهایی برای این تبدیل که بلوغ یا مچوراسیطون نامیده می‌شود. حتی به بیش از 150 درجه سانتیگراد می‌رسد. لازم به ذکر است که در نواحی با گرادیان زمین گرمایی بیشتر ، به عنوان مثال نواحی با جریان حرارتی بالا ، امکان دارد مواد آلی درعمق کمتری به درجه بلوغ (مچوریتی) برسند.