ปิโตรเลียม (Petroleum)

18

ปิโตรเลียม

2

19

ปิโตรเลียม หมายถึง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่อยู่ในรูปของน้ำมันดิบ หรือก๊าซธรรมชาติปิโตรเลียม เกิดจากการทับถมและแปรสภาพของซากพืช ซากสัตว์ เกิดน้ำหนักกดทับ กลายเป็นชั้นหินทราย ชั้นหินปูน ชั้นหินดินดาน ความกดดันจากน้ำหนักชั้นหินบวกกับความร้อนจากใต้พิภพ ทำให้เกิดการสลายตัวของอินทรีย์สารแปรสภาพเป็นหยดน้ำมัน โดยมีธาตุคาร์บอน และธาตุไฮโดรเจน เป็นส่วนประกอบสำคัญ

​

1.1 การกำเนิดของปิโตรเลียม

แสดงการสะสมตัวของน้ำมันในชั้นทราย

2

20

2.2 แหล่งสะสมปิโตรเลียม

แหล่งสะสมปิโตรเลียมจะเกิดขึ้นได้ต้องมีองค์ประกอบสำคัญ 3 ประการ คือ

1. จะต้องมีหินที่เป็นหินต้นกำเนิดปิโตรเลียม (Source rock) ซึ่งจะเป็นชั้นหินที่เกิดจากการทับถมของจากซากพืชซากสัตว์ หินพวกนี้ คือ หินตะกอน

2. มีชั้นหินที่เป็นหินกักเก็บปิโตรเลียม (Reservoir rock) ซึ่งเป็นชั้นหินที่มีรูพรุน ปิโตรเลียมสามารถซึมแทรกเข้าไปได้คล้ายกับฟองน้ำที่ดูดซับน้ำเอาไว้ ชั้นหินพวกนี้ ได้แก่พวกหินทราย และหินปูน

3. ต้องมีชั้นหินที่เป็นแหล่งกักเก็บปิโตรเลียม (Trap) ชั้นหินนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวดักน้ำมันและก๊าซเอาไว้ ทำให้เกิดแหล่งสะสมขนาดใหญ่ขึ้น

​

​

2

21

แสดงแหล่งสะสมปิโตรเลียม

2

22

คุณสมบัติของปิโตรเลียม

คุณสมบัติปิโตรเลียมในแต่ละแหล่งอาจแตกต่างกันออกไปตามองค์ประกอบของสารไฮโดรคาร์บอน และสิ่งเจือปนอื่น แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีสีดำ หรือน้ำตาล มีกลิ่นคล้ายน้ำมันสำเร็จรูป บางแหล่งอาจมีกลิ่นกำมะถันและกลิ่นก๊าซไข่เน่า ความข้นใสของน้ำมันดิบอาจเหลวเหมือนน้ำ หรือเหนียวเป็นยางมะตอยก็มี ความถ่วงจำเพาะของน้ำมันดิบจะมีค่าประมาณ 0.80-0.97 ที่อุณหภูมิ 15.6 องศาเซลเซียส ดังนั้นน้ำมันจึงลอยอยู่เหนือน้ำ เพราะเบากว่าน้ำ

2

23

1 การสำรวจหาธรณีวิทยา เริ่มจากแผนที่ภาพถ่ายทางอากาศดูบริเวณที่น่าสนใจ ต่อจากนั้น นักธรณีวิทยาจะเดินเข้าสำรวจโดยละเอียดเก็บตัวอย่างหิน สำรวจหน้าผา หรือตามหุบเขาเพื่อศึกษาโครงสร้างเนื้อหินตลอดจนซากดึกดำบรรพ์ (Fossils) คำนวณอายุและประวัติความเป็นมาของบริเวณนั้น นอกจากนั้นยังต้องวัดแนวทิศทางความลาดเทของชั้นหินว่ามีความเหมาะสมที่จะเป็นแหล่งสะสมของปิโตรเลียมหรือไม่

​

​

การสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียม

2

23

2. การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ เป็นขั้นตอนสำรวจโครงสร้างชั้นหินใต้ดินว่ามีลักษณะโครงสร้างแบบใด รูปแบบโครงสร้างเข้าลักษณะของแหล่งกักเก็บปิโตรเลียม (Trap) ทั้ง 4 แบบ หรือไม่ ซึ่งวิธีการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์มีหลายวิธีดังนี้

​

การสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียม

1) วิธีวัดคลื่นความสั่นสะเทือน (Seismic Survey )

2) วิธีวัดค่าสนามแม่เหล็ก (Magnetic Survey)

3) วิธีวัดค่าแรงดึงดูดของโลก (Gravity Survey)

2

24

วิธีวัดคลื่นความสั่นสะเทือน (Seismic Survey )

การเจาะหลุมเพื่อวางระเบิดวัดแรงสั่นสะเทือน

การวางระเบิดลงในหลุมเพื่อวัดแรงสั่นสะเทือน

2

25

​

ความสามารถในการดูดซึมแม่เหล็กของชั้นหินแต่ละชนิดจะไม่เท่ากัน เช่น หินชั้นมีความสามารถดูดซึมแม่เหล็กน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับหินอัคนีหรือหินแปร การวัดค่าสนามแม่เหล็ก จะแสดงให้ทราบถึงลักษณะโครงสร้างบนหินรากฐาน วิธีการวัดกระแสแม่เหล็ก โดยเครื่องมือวัดค่าสนามแม่เหล็กจะเป็นประโยชน์แก่การสำรวจหาปิโตรเลียมมาก

วิธีวัดค่าสนามแม่เหล็ก (Magnetic Survey)

การวัดค่าสนามแม่เหล็ก

2

26

วิธีวัดค่าความแตกต่างของแรงดึงดูดของโลก ที่เป็นผลเนื่องจากความ หนาแน่นของชั้นหิน จะทำให้ทราบว่าโครงสร้างของชั้นหินใต้ผิวมีลักษณะเช่นใด ชั้นหินที่มีความหนาแน่นมากและอยู่ใกล้ผิวโลก ค่าแรงดึงดูดจะสูงกว่า จุดที่อยู่ต่ำลงไป

​

วิธีวัดค่าแรงดึงดูดของโลก (Gravity Survey)

การวัดค่าแรงดึงดูดของโลก

2

27

ขั้นตอนการเจาะ จะแบ่งเป็น 2 ขั้นตอน คือ

1. ขั้นตอนการเจาะสุ่ม เป็นการเจาะหลุมแรกบนโครงสร้างแต่ละแห่ง เมื่อพบปิโตรเลียมแล้ว
2. การเจาะหาขอบเขตของปิโตรเลียมว่ามีเนื้อที่กว้างขวางเท่าใด

​

การเจาะสำรวจหาปิโตรเลียม

2

28

การผลิตปิโตรเลียม

ปิโตรเลียมที่สะสมกันอยู่ใต้พื้นโลกไม่ว่าจะน้ำมันดิบ หรือก๊าซธรรมชาติจะอยู่ภาคใต้แรงกดดันอยู่แล้ว ดังนั้น มันจึงสามารถไหลขึ้นมาปากหลุมได้โดยแรงดันธรรมชาติ ซึ่งอาจไหลขึ้นมาได้เองถึง 50 เปอร์เซ็นต์ แต่ถ้าหากไหลขึ้นมาเองไม่ได้ ต้องเทคนิคเข้าช่วย เช่น ใช้ปั๊ม อัดก๊าซ หรือไอน้ำร้อน หรือสารเคมีช่วยขับดันให้ไหลขึ้นมาจะทำให้ได้ผลผลิตมากขึ้น

2

29

ปิโตรเลียม แบ่งตามสถานะทางกายภาพได้ 2 ชนิด คือ

1. น้ำมันดิบ (Crude oil)

2) ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gases)

​

การแบ่งประเภทของปิโตรเลียม

1) น้ำมันดิบฐานพาราฟิน (Paraffin Base) น้ำมันดิบฐานนี้เมื่อนำมากลั่นจะได้น้ำมัน แก๊สโซลีนออกเทนต่ำ แต่จะได้น้ำมันหล่อลื่นคุณภาพดี มีค่าดัชนีความหนืดสูง (High viscosity Index) กากที่เหลือจากการกลั่นเป็นไข (wax)

2) น้ำมันดิบฐานแอสฟัลต์ (Asphalt Base) น้ำมันดิบฐานนี้เมื่อนำมากลั่นจะได้แก๊สโซลีนคุณภาพดีมีค่า ออกเทน (ON) สูง กากที่เหลือการกลั่นจะเป็นยางมะตอย (Asphalt)

3) น้ำมันฐานรวม (Mixed Base) ฐานนี้กากที่เหลือจากการกลั่นจะได้ทั้งแวกซ์และยางมะตอย

น้ำมันดิบแบ่งเป็น 3 ฐาน

2

30

น้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติจากหลุมผลิตจะไหลผ่านลิ้นควบคุม (Christmas tree) แล้วส่งผ่านไปยังโรงแยกก๊าซ และสิ่งสรกปรกหรือสิ่งที่ไม่ต้องการออกไป ก๊าซบางส่วนจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงไฟฟ้าบนฐานผลิต โรงแยกก๊าซจะแยกก๊าซออกจากน้ำมันดิบตามวัตถุประสงค์การใช้งานก๊าซบางส่วนจะส่งขายให้โรงไฟฟ้าบางส่วนส่งให้โรงงานอุตสาหกรรม บางส่วนใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมปิโตมิคอล ส่วนน้ำมันดิบจะถูกส่งไปโรงกลั่นเพื่อกลั่นเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปต่อไป

​

​

การแยก ปิโตรเลียมก่อนนำไปใช้

2

31

1. Conventional Drilling Rig เป็นแท่นเจาะที่มีขนาดใหญ่ที่สุด อุปกรณ์และส่วนประกอบมีขนาดใหญ่ และสามารถเจาะได้ลึกมาก อาจถึง 35,000 ฟุต

2. Portable Rig เป็นแท่นเจาะที่มีโครงสร้างหอคอย (Derrick) ติดอยู่บนรถบรรทุกขนาดใหญ่ สามารถเคลื่อนย้ายแท่นเจาะได้โดยสะดวก เพราะโครงสร้างหอคอยพับให้เอนราบได้

3.Standard Rig เป็นแท่นเจาะแบบเก่าแก่ที่สุด โครงสร้างหอคอย (Derrick) จะถูกสร้างคร่อมปากบ่อบริเวณที่จะทำการเจาะ และเมื่อการขุดเจาะแล้วเสร็จ ก็อาจจะถอดแยกหอคอยออกเป็นชิ้นเพื่อนำไปประกอบยังตำแหน่งใหม่หรืออาจทิ้งไว้ในสภาพเดิมหลังจากเริ่มมีการผลิตปิโตรเลียม

การผลิตปิโตรเลียม และการขนส่ง

การเจาะบนบก มีแท่นเจาะที่ใช้อยู่ 3 ชนิด คือ

การผลิตปิโตรเลียม มีการผลิตบนบกและในทะเล

2

32

Conventional Drilling Rig

Portable Rig

Standard Rig

2

33

ระบบการผลิตปิโตรเลียมในทะเลลึก

1.ระบบหอคอยที่มีสายยึดโยง (Gayed Tower Production System)

แท่นผลิตแบบนี้จะมีลักษณะคล้ายคลึงกับแท่นผลิตบนบกแต่จะเพิ่มสายยึดโยงที่เป็นสายสลิง และมีสมอถ่วงน้ำหนักเพื่อป้องกันคลื่นลมในทะเล แท่นผลิตแบบนี้เหมาะกับทะเลที่น้ำลึกประมาณ 200-600 เมตร

2 ระบบแท่นผลิตใต้น้ำ (Submerge Production System)

การผลิตปิโตรเลียมในทะเลที่มีระดับน้ำลึกมากกว่า 600 เมตร ไม่สามารถใช้แท่นผลิตได้ จึงต้องใช้แท่นผลิตใต้น้ำ และมีเรือควบคุบอยู่ข้างบนการปฏิบัติงานควบคุมจะใช้ระบบอัตโนมัติ ปิโตรเลียมที่ผลิตได้จะถูกสูบขึ้นพักบนเรือบรรทุกเพื่อขนถ่ายขึ้นชายฝั่งหรือส่งผ่านท่อขนส่งจากแท่นผลิตไปยังสถานีโดยตรงก็ได้

3 ระบบแท่นผลิตแบบทุ่นลอย (Caisson Vessel Production System)

ระบบการผลิตในมหาสมุทรที่มีความลึกกว่า 1,000 เมตร จะใช้แท่นผลิตใต้น้ำแต่ส่วนควบคุมจะเปลี่ยนจากเรือเป็นทุ่นลอยขนาดใหญ่ เพื่อให้สามารถต้านทานคลื่นลมแรงได้ทุ่นลอยจะมีจะออกแบบให้มีถังเก็บปิโตรเลียมได้ด้วย

2

34

การผลิตปิโตรเลียมในทะเลลึก

2

35

ระบบการขนส่งปิโตรเลียม แบ่งเป็นระบบใหญ่ๆได้ 4 ประเภทคือ

ระบบการขนส่งลำเลียงทางท่อ (Pipeline)

ระบบการขนส่งทางเรือ (Tanker & Barge)

ระบบการขนส่งทางรถไฟ (Tanker car)

ระบบการขนส่งทางรถบรรทุก (Tanker truck)

​

การขนส่งลำเลียงปิโตรเลียม

2

36

การขนส่งลำเลียงทางท่อ

การขนส่งทางเรือ

ระบบการขนส่งทางรถไฟ

การขนส่งทางรถบรรทุก