ปิโตรเลียม หมายถึงการผสมของไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีสถานะเป็นของเหลว แก๊ส หรือของแข็งก็ได้ ตัวอย่างของปิโตรเลียมได้แก่ น้ำมันดิบ แก๊สธรรมชาติ และยางมะตอย (asphalt/bitumen) คำว่า บิทูเมน หมายถึง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนหลายชนิดปะปนกัน เกิดตามธรรมชาติในรูปของแข็ง หรือของเหลว และละลายได้ในสารละลายคาร์บอนไดซัลไฟต์ (carbon disulphide) ตัวอย่างเช่น น้ำมันดิน (tar) และยางมะตอย

 

         กำเนิดปิโตรเลียม

            ปิโตรเลียม มีกำเนิดคล้ายกับถ่านหิน โดยต้นกำเนิดของปิโตรเลียมเป็นซากพืช และซากสัตว์ขนาดเล็กจำนวนมาก สิ่งมีชีวิตที่เป็นต้นกำเนิดของปิโตรเลียมที่มีการศึกษากันไว้ได้แก่ แพลงค์ตอน สาหร่ายที่อยู่อาศัยในทะเลสาบและน้ำเค็ม แบคทีเรีย และพืชบกชนิดต่างๆ สิ่งมีชีวิตจะสะสมพร้อมกับตะกอนละเอียดประเภทโคลนและสะสมอย่างรวดเร็วในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน ซากพืชและซากสัตว์ที่ตายสะสมตัวพร้อมกันกับตะกอนโคลน และถูกปิดทับด้วยตะกอนโคลนและตะกอนทราย

 

ภาพที่ 5.9 การทับถมของตะกอนเป็นชั้นหนาหลายร้อยเมตร ทำให้เพิ่มน้ำหนักกดทับ ตะกอนต่างๆ
จะกลายเป็นหินตะกอน และสารอินทรีย์จะเปลี่ยนสภาพไปเป็นปิโตรเลียม

 

            การเคลื่อนที่ของปิโตรเลียม

              หินตะกอน (เนื้อละเอียด) ที่ประกอบไปด้วยปิโตรเลียม มีชื่อเรียกว่า หินต้นกำเนิด (source rock) เนื่องมาจากความหนาแน่นของก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบมีน้อยกว่าน้ำและหินต้นกำเนิด ปิโตรเลียมที่เกิดจึงพยายามแยกตัวออกจากหินต้นกำเนิด โดยทั่วไปหินต้นกำเนิดของปิโตรเลียมจะเป็นหินดินดาน ซึ่งเกิดสลับกับหินทราย ถึงแม้ว่าหินดินดานเป็นหินที่มีความพรุนสูงมาก แต่ความพรุนไม่เชื่อมต่อกันทำให้ปิโตรเลียม น้ำ และก๊าซต่างๆ ไม่สามารถเคลื่อนที่ภายในชั้นหินดินดานได้สะดวก ปิโตรเลียม น้ำ และก๊าซอื่นๆ จึงเคลื่อนที่ออกจากชั้นหินดินดาน ไปยังหินทรายที่ปิดทับอยู่ด้านบน (ใช้เวลานานมาก) ถึงแม้ว่าหินทรายเป็นหินที่มีความพรุนต่ำกว่าหินดินดาน แต่ช่องว่างที่อยู่ระหว่างตะกอนทรายเชื่อมต่อกันทำให้ปิโตรเลียมสามารถไหลผ่านหินชั้นนี้ได้สะดวก ปิโตรเลียมจะเคลื่อนที่ได้เป็นระยะทางไกลๆ ไปยังแหล่งกักเก็บผ่านช่องว่างเล็กๆ ในหินทราย
           
           บริเวณที่กักเก็บของปิโตรเลียม (reservoir rock)

              การเคลื่อนที่ของปิโตรเลียมไปยังบริเวณที่กักเก็บปิโตรเลียมเกิดได้โดยอาศัยความหนาแน่นของปิโตรเลียมที่น้อยกว่าน้ำ และหินทรายและโครงสร้างที่เหมาะสมสำหรับเป็นบริเวณที่กักเก็บ ตัวอย่างของบริเวณที่กักเก็บปิโตรเลียมแบบประทุนคว่ำ และโครงสร้างรอยเลื่อนมีดังในภาพที่ 5.10

 

ภาพที่ 5.10 โครงสร้างแบบประทุนคว่ำ หินทรายที่เกิดสลับกับหินดินดาน ล่างและบน เกิดโครงสร้างแบบประทุนคว่ำ
หินดินดานด้านบนเป็นหินที่มีสัมประสิทธิ์การซึมได้ต่ำ จึงเรียกว่าเป็น cap rock

 

ภาพที่ 5.11 โครงสร้างแบบรอยเลื่อน หินดินดานทำหน้าที่เป็น cap rock เช่นกัน


 

- ปิโตรเลียม เกิดจากอะไร

- หินต้นกำเนิด (source rock) คืออะไร มีความสำคัญอย่างไร

 

 


         ศัพท์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับปิโตรเลียม    



         ปิโตรเลียม (petroleum)

           ปิโตรเลียมเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติโดยมีธาตุสองชนิดเป็นองค์ประกอบหลัก ได้แก่ คาร์บอนและไฮโดรเจน โดยอาจมีหรือไม่มีธาตุอโลหะอื่นๆ เช่น กำมะถัน ออกซิเจน ไนโตรเจน ฯลฯ ปนอยู่ด้วยก็ได้   ปิโตรเลียมเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของปิโตรเลียมเอง และความร้อน ตลอดจนความกดดันตามสภาพแวดล้อมที่ปิโตรเลียมนั้นถูกกักเก็บไว้ ปิโตรเลียมแบ่งตามสถานะสำคัญทางธรรมชาติได้ 2 ชนิด คือ น้ำมันดิบ และ แก๊สธรรมชาติ

 

         หินน้ำมัน (oil shale)

         
           หินน้ำมัน มีลักษณะคล้ายหินดินดาน สีน้ำตาลอ่อนจนถึงน้ำตาลแก่ มีอินทรียสารที่เรียกว่าแคโรเจน (kerogen) เป็นสารอุ้มน้ำมันอยู่ในเนื้อหิน ถ้าจุดไฟจะติดไฟ ชาวบ้านจึงเรียกว่า หินติดไฟ หรือหินดินดานน้ำมัน ซึ่งจะใช้ประโยชน์ในการกลั่นเอาน้ำมันใช้เป็นเชื้อเพลิงและประโยชน์อื่นๆ

           แหล่งหินน้ำมันที่สำคัญในประเทศไทยได้แก่ อำเภอแม่สอด-แม่ระมาด อำเภออุ้มผาง จังหวัดตาก แหล่งบ้านป่าลี้ จังหวัดลำพูน และอำเภอเมือง จังหวัดกระบี่      

 

        source rock


          หินต้นกำเนิดปิโตรเลียม คือ หินชั้น หรือ หินตะกอน (sedementary rock) ที่มีสารอินทรีย์มาก เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาพทางธรณีวิทยา ภายใต้ความร้อน และความดัน สารอินทรีย์เหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงและสลายตัวให้ปิโตรเลียม หินต้นกำเนิดปิโตรเลียมจะต้องมีปริมาณของสารอินทรีย์อย่างน้อย 0.5 % และโดยทั่วไปควรจะมากกว่า 1.5 % สารอินทรีย์บางชนิดจะให้น้ำมันดิบ (crude oil) และบางชนิดจะให้แก๊สธรรมชาติ หินต้นกำเนิดปิโตรเลียม ส่วนใหญ่จะเป็นหินดินดานสีเทาดำ หรือ ดำ และหินปูนที่เกิดในสภาวะแวดล้อมแบบปะการัง

 

         cap rock


           ชั้นหินที่ไม่ยอมให้ของเหลว หรือแก๊สไหลผ่าน ปิดทับอยู่ด้านบนของชั้นหินกักเก็บปิโตรเลียม และปิดกั้นไม่ให้ไฮโดรคาร์บอนหนีออกมาถึงพื้นผิวดินได้

 

         LNG

           มาจากคำว่า liquified natural gas หรือ ก๊าซธรรมชาติเหลว หมายถึง แก๊สธรรมชาติซึ่งส่วนใหญ่เป็นมีเทน (CH4) ถูกนำมาอัดให้อยู่ในสภาพของเหลวโดยลดอุณหภูมิถึงประมาณ –160 องศาเซลเซียส ใส่ในถังที่ทนความเย็นและความดันเป็นพิเศษ เพื่อสะดวกในการขนส่งในปริมาณมากๆ และในระยะทางไกลๆ

 

         LPG

           มาจากคำว่า liquified petroleum gas หรือ แก๊สธรรมชาติเหลว หรือ รู้จักกันในนาม “แก๊สหุงต้ม”เป็นแก๊สโปรเพน (C3H6) ผสมกับแก๊สบิวเทน (C4H10) โดยนำมาอัดใหม่เป็นของเหลวใส่ถังเพื่อความสะดวกในการขนส่ง ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มในครัวเรือน หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานยนต์ หรือเป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ

 

         methane


          มีเทน เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากแก๊สธรรมชาติ เป็นส่วนประกอบไฮโดรคาร์บอน 1 อะตอม (CH4) ส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้า ในโรงงานอุตสาหกรรม เป็นวัตถุดิบในการผลิตปุ๋ยเคมี

 

         natural gas


           แก๊สธรรมชาติ เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดเบา ซึ่งประกอบด้วยธาตุคาร์บอน (C) ตั้งแต่ 1-4 อะตอม กับไฮโดรเจน (H) จับตัวเป็นโมเลกุลโดยเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากการทับถมของซากพืชซากสัตว์ตามชั้นหินดินเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี เนื่องจากความร้อนและความกดดันจึงแปรสภาพเป็นแก๊สธรรมชาติ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น มีสถานะเป็นแก๊สที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศ เบากว่าอากาศ แก๊สธรรมชาติประกอบด้วยแก๊สมีเทน (CH4) เป็นส่วนใหญ่ และอาจมีแก๊สอีเทน (C2H6) โปรเพน (C3H8) และบิวเทน (C4H10) ปนอยู่บ้าง นอกจากนี้ก็อาจมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ฮีเลียม ไอน้ำ ปนอยู่ด้วย ประโยชน์ของแก๊สธรรมชาติ คือ ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตปุ๋ยเคมี

 

         NGL


           มาจากคำว่า natural gas liquid หรือที่เรียกกันว่า แก๊สโซลีนธรรมชาติ คือ ไฮโดรคาร์บอนซึ่งสามารถแยกออกมาในรูปของเหลวจากการผลิตแก๊สธรรมชาติประกอบด้วยอีเทน แอลพีจี และเพนเทน เป็นองค์ประกอบหลัก

 

         NGV

           มาจากคำว่า natural gas vehicles หมายถึงยานยนต์ที่ใช้แก๊สธรรมชาติอัด (compressed natural gas; CNG) เป็นเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงดังกล่าวเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีแก๊สมีเทนเป็นส่วนใหญ่ นำมาอัดด้วยความดันสูง (แต่ก็ยังเป็นแก๊สอยู่) บรรจุในถังเพื่อความสะดวกในการขนส่ง และใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะ ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงเบนซิน และดีเซล ซึ่งนำมาทดลองใช้กับรถเมล์โดยสาร ขสมก แล้ว

 

         พลังงานนิวเคลียร์ (nuclear energy)

           เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ จัดเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วหมดไป (nonrenewable resource) จะสามารถนำพลังงานนี้มาใช้ได้จากธาตุกัมมันตภาพรังสี ยูเรเนียม 235 ซึ่งมักสกัดมาจาก ยูรานิไนต์ (uraninite,UO2) ยูเรเนียม 235 เป็นธาตุที่นิยมนำมาใช้เป็นต้นกำเนิดพลังงานความร้อน การนำอนุภาคนิวตรอนที่ได้มาจากสารรังสีเข้าไปกระตุ้นธาตุหนัก ยูเรเนียม 235 ทำให้เกิดการแตกตัวกลายเป็นธาตุใหม่ ซึ่งจะมีการปลดปล่อยความร้อนพร้อมกับอนุภาคนิวตรอนที่เกิดขึ้นใหม่อีกจำนวนหนึ่ง