ปิโตรเลียม (Petroleum)

ปิโตรเลียม หมายถึง น้ำ�ามนัดิบและก๊าซธรรมชาติ

เกิดขึ�นเองตามธรรมชาติ จากการสะสมทับถมตัวของซากพชืและซากสตัวจ์้ำานวนมาก ท่ีฝังจมในแอ่งหินปะปนกับตะกอนชนิดต่างๆ เป็นระยะเวลาหลายสบิล้านปี จนเกิดสารประกอบไฮโดรคารบ์อนในรูปของน้ำ�ามนัดิบและก๊าซธรรมชาติ

การส้ำารวจแหล่งปิโตรเลียม

ทางธรณีวทิยา

ทางธรณีฟสิกิส์- ท้ำาแผนท่ีจาก

ภาพถ่ายทางอากาศหรอืผ่านดาวเทียม- เก็บตัวอยา่งหินเพื่อดชูนิดและลักษณะหิน ซากพชืซากสตัวใ์นหิน - วดัแนวทิศทางและความเอียงเทของชั�นหิน

1. วธิวีดัคลื่นความสัน่สะเทือน

เพื่อให้ทราบโครงสรา้งของหินและลักษณะของชั�นต่างๆใต้พื�นผิวโลก

2. วธิวีดัค่าสนามแมเ่หล็ก3. วธิวีดัค่าความโน้มถ่วงของโลก

การส้ำารวจแหล่งปิโตรเลียม(ต่อ)

ทางธรณีฟสิกิส์1. วธิวีดัคลื่นความสัน่

สะเทือนคลื่นความสัน่สะเทือนจะวิง่ไปกระทบชั�นหินใต้ทะเลหรอืใต้ดิน แล้วสะท้อนกลับมาบนผิวโลกเขา้เครื่องรบัสญัญาณ

ระยะเวลาท่ีคลื่นเดินทางลงไปกระทบชั�นหินและสะท้อนกลับขึ�นมา สามารถน้ำามาค้ำานวณหาความหนาของชั�นหินได้ ท้ำาให้รูถึ้งต้ำาแหน่ง รูปรา่งและโครงสรา้งของชั�นหินเบื�องล่างได้

การส้ำารวจแหล่งปิโตรเลียม(ต่อ)

ทางธรณีฟสิกิส์2. วธิวีดัค่าสนามแม่

เหล็ก เป็นการวดัค่าความแตกต่างสนามแม่เหล็กโลก เก่ียวขอ้งกับความสามารถในการดดูซมึแมเ่หล็กของหินชนิดต่างๆ โดยหินแต่ละชนิดจะมคีวามสามารถในการดดูซมึแมเ่หล็กไมเ่ท่ากัน เชน่ หินชั�นดดูซมึแมเ่หล็กได้น้อยกวา่หินอัคนีและหินแปร

การส้ำารวจแหล่งปิโตรเลียม(ต่อ)

ทางธรณีฟสิกิส์3. วธิวีดัค่าแรงดึงดดู

ของโลกวธินีี�เป็นการวดัค่าความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงของโลกอันเนื่องมาจากลักษณะและชนิดของหินใต้พื�นโลก หินต่างชนิดกันจะมคีวามหนาแน่นต่างกัน

หินท่ีมคีวามหนาแน่นมากกวา่จะมลีักษณะโค้งขึ�นเป็นรูปประทนุคว้ำ่า ค่าของแรงดึงดดูโลกตรงจุดท่ีอยูเ่หนือแกนของประทนุจะมากกวา่บรเิวณรมิโครงสรา้ง

การเจาะส้ำารวจ 1.1 ขั�นตอนการเจาะสุม่(Wild Cat Well) เป็นการเจาะหลมุแรกบนโครงสรา้งท่ีผ่านการส้ำารวจทางธรณีวทิยาและธรณีฟสิกิส์ 1.2. ขั�นตอนการเจาะส้ำารวจหาเขต (Exploratory Well) เป็นการเจาะส้ำารวจหาขอบเขตของโครงสรา้งแต่ละแห่งวา่จะมปีิโตรเลียมครอบคลมุเนื�อท่ีกวา้งแค่ไหน หลังจากเจาะสุม่แล้ว

การเจาะส้ำารวจ เมื่อทราบขอบเขตโครงสรา้งท่ีพบปิโตรเลียมแล้วก็จะเจาะหลมุทดลองผลิต(Production Test Well) อยา่งน้อย 3 หลมุ เพื่อศึกษาสภาพการผลิต ค้ำานวณหาปรมิาณส้ำารองและปรมิาณท่ีจะผลิตได้ในแต่ละวนั น้ำาปิโตรเลียมท่ีพบมาตรวจคณุภาพให้แน่ชดัก่อน ศึกษาลักษณะโครงสรา้งของแหล่งปิโตรเลียม,ชั�นหินเพิม่เติมเพื่อน้ำาขอ้มูลมาออกแบบแท่นผลิต และวางแผนเพื่อการผลิตต่อไป

การเจาะส้ำารวจ ถ้าแหล่งปิโตรเลียมท่ีพบมปีรมิาณเชงิพาณิชยไ์ด้ผลคุ้มกับการลงทนุผลิต จงึจะท้ำาการติดตั�งแท่นผลิตและเจาะหลมุผลิต (Production Well) เพื่อน้ำาปิโตรเลียมมาใชป้ระโยชน์ต่อไป

น้ำ�ามนัดิบโดยทั่วไปจะมีสดี้ำาหรอืสนี้ำ�าตาล มีลักษณะขน้ มกีลิ่นเหมน็ บางชนิดมกีลิ่นของก้ำามะถันและกลิ่น H2S

ประกอบด้วย C 85-90% H

10-15% S 0.001-7% O

0.001-5%

การกลัน่ล้ำาดับสว่น น้ำ�ามนัดิบ ประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคารบ์อนจ้ำานวนมากมายปนกัน สารพวกนี�มจุีดเดือดแตกต่างน้อย จงึแยกด้วยวธิกีารกลัน่ล้ำาดับสว่น

จุดเดือด จ้ำานวน Cอะตอ

ม

สถานะ การน้ำาไปใช้ประโยชน์

น้อยกวา่ 30

1-4 ก๊าซ ก๊าซหงุต้ม

30-110 5-7 ของเหลว ตัวท้ำาละลายในอุตสาหกรรม

เคมี65-170 6-12 ของเหลว น้ำ�ามนัเบนซนิ

170-250

10-14 ของเหลว น้ำ�ามนัก๊าด เชื�อเพลิงในเครื่อง

บนิไอพน่250-

34014-19 ของเหลว น้ำ�ามนัดีเซล

มากกวา่ 350

19-35 เหลวขน้ น้ำ�ามนัหล่อลื่น

มากกวา่ 400

35-40 เหลวหนืด น้ำ�ามนัเตา

มากกวา่ 400

40-50 ก่ึงเหลวก่ึงแขง็จนถึงแขง็

เทียนไข จาระบี

มากกวา่ 400

มากกวา่ 50

ก่ึงเหลวก่ึงแขง็จนถึงแขง็

ยางมะตอย

ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วย สารประกอบ

ไฮโดรคารบ์อน ได้แก่มเีทน (CH4) , อีเทน (C2H6) ,โพรเพน (C3H8), บวิเทน (C4H10)

สารท่ีไมใ่ชส่ารประกอบไฮโดรคารบ์อน ได้แก่ CO2 H2S N2 ไอปรอท และไอน้ำ�า แหล่งก๊าซธรรมชาติท่ีอยูภ่ายใต้ความดัน

สงู เมื่อขุดขึ�นมาใชจ้ะมสีว่นท่ีเป็นของเหลว เรยีกวา่ ก๊าซเหลว และสว่นท่ีเป็นก๊าซเรยีกวา่ก๊าซธรรมชาติ

ขั�นตอนในการแยกก๊าซธรรมชาติแยกก๊าซเหลวออกจากก๊าซธรรมชาติโดยผ่านหน่วยแยกของเหลว

ก้ำาจดัปรอทโดยผ่านหน่วยก้ำาจดัสารปรอท ก้ำาจดั CO2โดยใช ้K2CO3 ผสมตัวเรง่ปฏิกิรยิา ก้ำาจดั H2Oใชส้ารดดูซบัท่ีมรูีพรุนสงู

ก๊าซท่ีได้ น้ำาไปเพิม่ความดันและลดอุณหภมูใิห้เปล่ียนเป็นของเหลว น้ำาไปรวมกับก๊าซเหลวท่ีได้

ตอนแรก แล้วน้ำาไปกลัน่แยกก๊าซแต่ละชนิด

ประโยชน์ของผลิตภัณฑ์จากก๊าซธรรมชาติ 1. มเีทน (CH4) เป็นเชื�อเพลิงท่ีใชใ้นโรง

ไฟฟา้ ในอุตสาหกรรมซเีมนต์ เซรามกิ รถแท็กซี ่รถเมล์ และเป็นวตัถดิุบในอุตสาหกรรมปุ๋ยเคมี 2. อีเทนและโพรเพน (C2H6 และ C3H8) เป็นอุตสาหกรรมผลิตเมด็พลาสติก และเสน้ใยสงัเคราะห์ 3. โพรเพนและบวิเทน (C3H8 และ

C4H10) เป็นก๊าซหงุต้มในครวัเรอืน 4. เพนเทน (C5H12) เป็นตัวท้ำาละลายในอุตสาหกรรม 5. ก๊าซคารบ์อนไดออกไซด์ (CO2) ใชใ้นอุตสาหกรรมถนอมอาหาร น้ำ�าอัดลมและน้ำ�าแขง็แห้ง

สารประกอบไฮโดรคารบ์อน ประกอบด้วยธาต ุC และ H เท่านั�น

ไมล่ะลายน้ำ�า ละลายได้ในตัวท้ำาละลายอินทรยีบ์างชนิด เชน่ เฮกเซน เบนซนี คลอโรฟอรม์ เกิดปฏิกิรยิาการเผาไหมไ้ด้ดี

สารประกอบไฮโดรคารบ์อนอ่ิมตัว

พนัธะระหวา่ง C กับ C เป็นพนัธะเด่ียว สตูรท่ัวไป คือ CnH2n+2

เรยีกชื่อตามจ้ำานวนคารบ์อน แล้วลงท้ายด้วย -aneจ้ำานวนคารบ์อน = 1 meth- CH4 อ่าน

วา่ methane = 2 eth- C2H6

อ่านวา่ ethane = 3 prop- C3H8 อ่านวา่

propane = 4 but- C4H10 อ่านวา่ butane

สารประกอบไฮโดรคารบ์อนอ่ิมตัว

จ้ำานวนคารบ์อน = 5 pent-

C5H12 อ่านวา่ pentane

= 6 hex- = 7

hept- = 8 oct-

C6H14 อ่านวา่ hexane

C7H16 อ่านวา่ heptaneC8H18 อ่านวา่ octane

= 9 non- = 10 dec-

C9H20 อ่านวา่ nonane

C8H18 อ่านวา่ decane

โครงสรา้งไฮโดรคารบ์อนในผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม1. แบบโซ่ตรง

2. แบบโซก่ิ่งCH3-CH2-CH2-CH3

CH3-CH-CH3

CH3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

CH3-CH-CH2-CH3

CH3

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + พลังงาน

ปฏิกิรยิาการเผาไหมข้องสารประกอบไฮโดรคารบ์อน

ไฮโดรคารบ์อน + ออกซเิจน ก๊าซคารบ์อนไดออกไซด์ + น้ำ�า + พลังงาน

ประกายไฟ CxHy + (x + y/4)O2 xCO2

+ y/2 H2O

การเผาไหมเ้ชื�อเพลิงถ้าออกซเิจนท่ีเขา้ท้ำาปฏิกิรยิาไมเ่พยีงพอ จะเกิดการเผาไหม้ไมส่มบูรณ์ ซึง่จะเกิดก๊าซ CO2

ปฏิกิรยิาการเผาไหมข้องสารประกอบไฮโดรคารบ์อน

2C6H14 + 13O2 12CO + 14H2O + พลังงาน

เชื�อเพลิงในชวีติประจ้ำาวนัก๊าซมเีทน สว่นใหญ่ได้จากก๊าซ

ธรรมชาติ ใชเ้ป็นเชื�อเพลิงผลิตกระแสไฟฟา้ โรงงานอุตสาหกรรม รถปรบัอากาศเครื่องยนต์ยูโร 2ก๊าซแอลพจี ี (LPG = Liquid

Petroleum Gas) เป็นก๊าซหงุต้มซึง่เป็นของผสมระหวา่งก๊าซ โพรเพนและบวิเทน ท่ีถกูอัดลงในถังเหล็กภายใต้ความดันสงู ท้ำาให้ก๊าซนี�เปล่ียนสถานะเป็นของเหลว

เชื�อเพลิงในชวีติประจ้ำาวนัน้ำ�ามนัเบนซนิ เป็นของผสมระ

หวา่งเฮปเทนและไอโซออกเทน ใช้กับเครื่องยนต์ก๊าซโซลีน

การบอกคณุภาพของน้ำ�ามนัเบนซนิ บอกเป็นเลขออกเทน(Octane number) โดยก้ำาหนดให้ประสทิธภิาพการเผาไหมข้องไอโซออกเทนบรสิทุธิ ์ มีเลขออกเทนเป็น 100 และ ประสทิธภิาพการเผาไหมข้องนอรม์อลเฮปเทนบรสิทุธิ์มเีลขออกเทนเป็น 0

น้ำ�ามนัดีเซล เป็นของผสมระหวา่งซเีทน และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน

การบอกคณุภาพของน้ำ�ามนัดีเซล บอกเป็นเลขซเีทนโดยก้ำาหนดให้ประสทิธภิาพการเผาไหมข้องซเีทนบรสิทุธิม์เีลขซเีทนเป็น 100 และประสทิธภิาพการเผาไหมข้องแอลฟาเมทิลแนฟทาลีนบรสิทุธิ ์มเีลขซเีทนเป็น 0

HOME