+- تالار گفتگوی کیش تک/ kishtech forum (http://forum.kishtech.ir)
+-- انجمن: پردیس فناوری کیش (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=1)
+--- انجمن: صنعت نفت، گاز و پتروشیمی (http://forum.kishtech.ir/forumdisplay.php?fid=70)
+--- موضوع: شیل های نفتی (/showthread.php?tid=44058)
شیل های نفتی - Milad Zamanzadeh - 18-08-2020
http://kishindustry.com
شیلهای نفتی گروه متنوعی از سنگها هستند که دارای مواد آلی بوده و بیشتر در حلال‌های آلی غیرقابل حل می‌باشند، ولیکن می‌توان بوسیله حرارت دادن (تقطیر) آنها را استخراج کرد. مواد آلی عمدتا [font=B Zar]کروژن[/font] است، ولیکن ممکن است بیتومن نیز داشته باشند. مقدار نفتی که می‌توان استخراج کرد از حدود 4% تا بیش از 50% وزن سنگ در تغییر است، یعنی بین 10 و 150 گالن نفت در هر تن سنگ یا 50 تا 700 لیتر در هر هزار کیلوگرم است.
شیلهای نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند که عمدتا از [font=B Zar]کوارتز[/font] در اندازه سیلت و کانیهای رسی تشکیل شده‌اند. برخی از شیلهای نفتی در واقع سیتستون‌ها و گل سنگهای غنی از مواد آلی هستند، در حالیکه برخی دیگر [font=B Zar]سنگهای آهکی[/font] غنی از مواد آلی می‌باشند
[font=B Zar]مواد آلی تشکیل دهنده شیلهای نفتی
[/font]
بیشتر مواد آلی در شیلهای نفتی ، بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوانند. بنابراین ، فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی باشند. خرده‌های دانه ریز گیاهان کاملتر و مگااسپورها نیز ممکن است یک جز تشکیل دهنده مهم باشند. شکل تیپیک رسوبی در بسیاری از شیلهای نفتی وجود لامیناسیون مشخص ، در مقیاس میلیمتر ، تناوبی از لامینه‌های آواری و آلی می‌باشد.
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.
نوع کروژن در شیلهای نفتی
[font=B Zar]کروژن در شیلهای نفتی عمدتا از نوع I است که دارای نسبت بالای H/C و نسبت پایین O/C است و عمدتا از مواد جلبکی لیپید (چربیها و اسیدهای چرب) سرچشمه گرفته است، تا اینکه از کربوهیدراتها ، لیگینها یا صمغها باشد. برخی از کروژنها در شیلهای نفتی ، ممکن است از نوع II باشد که از خرده‌های گیاهان آوندی تشکیل شده‌اند. برخی فلزات ، نظیر وانادیوم ، نیکل ، اورانیوم و مولیبدنیوم در شیلهای نفتی فراوانند که با کروژن مخلوط شده یا اینکه به صورت کلات در کروژن هستند. [/font]
[font=Tahoma, sans-serif][font=B Zar]محیطهای رسوبی شیلهای نفتی
[/font][/font]
شیلهای نفتی ، در محیطهای دریاچه‌ای و دریایی رسوب کرده‌اند. شیلهای نفتی در سازند گرین ریور ائوسن حاوی دولومیت و کلسیت بیشتری بوده و به صورت لامینه‌ها یا واروهای ریتمیک هستند. اگر چه قبلا به منشا آبهای نسبتا عمیق نسبت داده می‌شد، ولیکن در حال حاضر ، تصور بر این است که رسوبگذاری در دریاچه‌های موقتی ، نسبتا کم عمق که اغلب در معرض خشک شدگی قرار گرفته‌اند، صورت گرفته باشد. سیکلهای کوچک مقیاس شیلهای نفتی که به طرف بالا به تبخیری‌ها تبدیل می‌شود منعکس کننده گسترش مداوم یک دریاچه لایه‌لایه غیرشور ، به یک دریاچه شور می‌باشد.
شیل نفتی تشکیل شده از یک گونه منفرد جلبکی در چندین افق در کربونیفر تحتانی دره میدلند در اسکاتلند دریافت می‌شود. این افق‌ها ، در دریاچه‌های آب شیرین در یک کمپلکس دلتایی که زغالهای هومیکی نیز گسترش دارند، یافت می‌شود. چون جلبکهای پلانکتونیک ، منشا اصلی مواد آلی هستند و اینها دارای یک تاریخچه زمین شناسی طولانی هستند، لذا شیلهای نفتی در کامبرین یافت می‌شوند. برای مثال ، شیل ناساج در میشیگان و وسیکانسین سنی در حدود 1100 میلیون سال دارد.
اهمیت شیل های نفتی از نظر اقتصادی
[font=Tahoma, sans-serif][font=B Zar]در حال حاضر ، توجه نسبتا زیادی به شیلهای نفتی می‌شود چون آنها یک منشا سوخت فسیلی هستند و ممکن است به جایگزینی [font=B Zar]ذخایر نفتی[/font] که انتظار اتمام آن می‌رود، کمک کند. رسوبات گسترده‌ای از شیلهای نفتی در روسیه ، چین و رزیل یافت می‌شود و رسوبات با عیار پایین که ممکن است از نظر اقتصادی باارزش شود در تعداد زیادی از کشورهای دیگر جهان یافت می‌شود. شیلهای نفتی همچنین پتانسیل سنگهای مولد [font=B Zar]نفت[/font] هستند[/font][/font]
[font=Tahoma, sans-serif][font=B Zar][font=B Zar]انواع شیل های نفتی
[/font][/font][/font]
شيل مطابق تعريف سنگ آواري دانه ريزي است که خيلي به سهولت ورقه ورقه و يا در امتداد سطوح معيني خرد و شکسته مي‌شود.
بايد توجه داشت که در سنگهاي رسوبي(غير آهکي) معمولا مقدار پتاسيم بيشتر از سديم است، مقدار CO در آنها کم مي‌باشد و مقدار Al2O3 معمولا زياد است. در شيلها مقادير متفاوتي کلريت ، سيليس آواري يا کلوئيدي ، مقدار کمي کلسيت به صورت سيمان و گاهي هم فسيل وجود دارد. کانيهاي فرعي آواري به صورت سوزنهاي روتيل ، زيرکن و غيره نيز در شيلها ديده مي‌شود. سديم به صورت آلبيت آواري و در آب همزاد دلفل رسوبات و همچنين يونهاي جانشين شده در ساير کانيها وجود دارد.
اولين تغيير مشهود در کانيهاي شيل معمولي تبلور مجدد ايليت و کانيهاي رسي کلريتي و پيدايش موسکويت و کلريت است و همزمان با آن کلسيت با کانيهاي رسي ترکيب شده و اپيدوت و زوئيزيت مي‌دهد (که نوع آن بستگي به مقدار آهن موجود دارد). کوارتز ، آلبيت و کانيهاي فرعي تبلور مجدد يافته، اثر فابريک رسوبي از بين مي رود. در مرحله بعد موسکويت و کلريت ترکيب شده و بيوتيت به وجود مي آيد. در مرحله پيشرفته تر کلريت باقيمانده به آلماندن تبديل مي‌شود و در نتيجه آن در مراحل اول MgO آزاد مي‌گردد. بايد توجه داشت که در هر تغييري کليه کانيهاي سنگ وارد فعل وانفعال مي‌شود و هيچ واکنشي که از ترکيب دو کاني يا تجزيه يک کاني نتيجه مي‌گردد، خودکفا نيست.
شيلها را از روي کانيهاي سيلتي موجود در آنها طبقه بندي مي‌کنند و از اينرو مي‌توان آنها را به چهار دسته تقسيم کرد. در مورد شيل‌هاي ريز دانه که فاقد دانه‌هاي سيلتي است، يا تجزيه شيميايي آنها را مبناي تقسيم بندي قرار مي‌دهند و يا اين که آنها را از روي طبقات ماسه سنگي که همراه آنها وجود دارد طبقه بندي مي‌کنند و اگر بخواهيم آنها را خيلي دقيق طبقه بندي کنيم بايستي بوسيله اشعه ايکس نوع کاني رسي آنها را معلوم کرده از روي آن طبقه بندي نماييم. مهمترين انواع شيل عبارتند از :
شيل‌هاي سيليسي (Quartzose Shale)
قسمت عمده اين سنگها از دانه‌هاي ريز کوارتز که داراي ابعاد سيلت مي‌باشد، تشکيل شده است. دانه‌هاي فلدسپاتي معمولا نادر است ولي سيمان اين شيلها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي ، آهن‌دار و يا کربن‌دار باشد. رنگ اين شيلها معمولا سبز تا خاکستري است و گاهي هم به رنگهاي قهوه‌اي، قرمز و سياه ديده مي‌شود. اين شيلها معمولا مثل ارتوکوارتزيتهاي سيليسي معرف پيشروي درياست.
شيل‌هاي فلدسپاتي (Feldspathic Shales)
شيل‌هاي فلدسپاتي که گاهي هم آنها را شيل‌هاي کائونيتي مي‌نامند هميشه داراي بيش از 10% فلدسپات است و ماتريکس آنها از کائولنيت يا کانيهاي رسي تشکيل شده است. اين شيلها از نظر اندازه در حد سنگها سيلتي ماسه‌اي تا سيلتهاي رسي مي‌باشند و گاهي هم دانه‌ها درشت تر هستند. اين شيلها از نظر اندازه معمولا همراه با آرکوزوها ديده مي‌شود. رنگ اين سنگها معمولا خاکستري ، سبز ، قرمز و شکلاتي است.
شيل‌هاي کلريتي (Chloritic shales)
اين سنگها نظير فيلارنايت‌ها بوده اکثرا همراه آنها ديده مي‌شوند. در اين شيلها هميشه فلدسپات وجود دارد و مقدار آن ممکن است بيش از کوارتز باشد و کلريت در ماتريکس سنگ ديده شود. اين سنگها معرف فرسايش شديد در مناطق کوهزايي هستند.
شيل‌هاي کلريتي (Micaceous Shales)
اين سنگها نظير ساب فيلارنايت‌ها هستند و اکثرا هم همراه آنها ديده مي‌شود. مقدار زيادي ورقه‌هاي ميکا در اين سنگها ديده مي‌شود که غالبا با سريسيت همراه است. رنگ اين سنگها معمولا خاکستري يا خاکستري قهوه‌اي است ولي گاهي نيز به رنگهاي قرمز و سبز نيز ديده مي‌شوند.
بايد توجه داشت که در سنگهاي رسوبي(غير آهکي) معمولا مقدار پتاسيم بيشتر از سديم است، مقدار CO در آنها کم مي‌باشد و مقدار Al2O3 معمولا زياد است. در شيلها مقادير متفاوتي کلريت ، سيليس آواري يا کلوئيدي ، مقدار کمي کلسيت به صورت سيمان و گاهي هم فسيل وجود دارد. کانيهاي فرعي آواري به صورت سوزنهاي روتيل ، زيرکن و غيره نيز در شيلها ديده مي‌شود. سديم به صورت آلبيت آواري و در آب همزاد دلفل رسوبات و همچنين يونهاي جانشين شده در ساير کانيها وجود دارد.
اولين تغيير مشهود در کانيهاي شيل معمولي تبلور مجدد ايليت و کانيهاي رسي کلريتي و پيدايش موسکويت و کلريت است و همزمان با آن کلسيت با کانيهاي رسي ترکيب شده و اپيدوت و زوئيزيت مي‌دهد (که نوع آن بستگي به مقدار آهن موجود دارد). کوارتز ، آلبيت و کانيهاي فرعي تبلور مجدد يافته، اثر فابريک رسوبي از بين مي رود. در مرحله بعد موسکويت و کلريت ترکيب شده و بيوتيت به وجود مي آيد. در مرحله پيشرفته تر کلريت باقيمانده به آلماندن تبديل مي‌شود و در نتيجه آن در مراحل اول MgO آزاد مي‌گردد. بايد توجه داشت که در هر تغييري کليه کانيهاي سنگ وارد فعل وانفعال مي‌شود و هيچ واکنشي که از ترکيب دو کاني يا تجزيه يک کاني نتيجه مي‌گردد، خودکفا نيست.
تقسيم بندي شيلها
شيلها را از روي کانيهاي سيلتي موجود در آنها طبقه بندي مي‌کنند و از اينرو مي‌توان آنها را به چهار دسته تقسيم کرد. در مورد شيل‌هاي ريز دانه که فاقد دانه‌هاي سيلتي است، يا تجزيه شيميايي آنها را مبناي تقسيم بندي قرار مي‌دهند و يا اين که آنها را از روي طبقات ماسه سنگي که همراه آنها وجود دارد طبقه بندي مي‌کنند و اگر بخواهيم آنها را خيلي دقيق طبقه بندي کنيم بايستي بوسيله اشعه ايکس نوع کاني رسي آنها را معلوم کرده از روي آن طبقه بندي نماييم. مهمترين انواع شيل عبارتند از :
شيل‌هاي سيليسي (Quartzose Shale)
قسمت عمده اين سنگها از دانه‌هاي ريز کوارتز که داراي ابعاد سيلت مي‌باشد، تشکيل شده است. دانه‌هاي فلدسپاتي معمولا نادر است ولي سيمان اين شيلها ممکن است آهکي ، گلوکونيتي ، آهن‌دار و يا کربن‌دار باشد. رنگ اين شيلها معمولا سبز تا خاکستري است و گاهي هم به رنگهاي قهوه‌اي، قرمز و سياه ديده مي‌شود. اين شيلها معمولا مثل ارتوکوارتزيتهاي سيليسي معرف پيشروي درياست.
شيل‌هاي فلدسپاتي (Feldspathic Shales)
شيل‌هاي فلدسپاتي که گاهي هم آنها را شيل‌هاي کائونيتي مي‌نامند هميشه داراي بيش از 10% فلدسپات است و ماتريکس آنها از کائولنيت يا کانيهاي رسي تشکيل شده است. اين شيلها از نظر اندازه در حد سنگها سيلتي ماسه‌اي تا سيلتهاي رسي مي‌باشند و گاهي هم دانه‌ها درشت تر هستند. اين شيلها از نظر اندازه معمولا همراه با آرکوزوها ديده مي‌شود. رنگ اين سنگها معمولا خاکستري ، سبز ، قرمز و شکلاتي است.
شيل‌هاي کلريتي (Chloritic shales)
اين سنگها نظير فيلارنايت‌ها بوده اکثرا همراه آنها ديده مي‌شوند. در اين شيلها هميشه فلدسپات وجود دارد و مقدار آن ممکن است بيش از کوارتز باشد و کلريت در ماتريکس سنگ ديده شود. اين سنگها معرف فرسايش شديد در مناطق کوهزايي هستند.
شيل‌هاي کلريتي (Micaceous Shales)
اين سنگها نظير ساب فيلارنايت‌ها هستند و اکثرا هم همراه آنها ديده مي‌شود. مقدار زيادي ورقه‌هاي ميکا در اين سنگها ديده مي‌شود که غالبا با سريسيت همراه است. رنگ اين سنگها معمولا خاکستري يا خاکستري قهوه‌اي است ولي گاهي نيز به رنگهاي قرمز و سبز نيز ديده مي‌شوند.