چشمه های خودجوش نفت و گاز
براي بررسي کاربردهاي نفت در ايران باستان بايد به اين نکته توجه داشته باشيم که استفاده از اين سيال ارزشمند آن هم در روزگار باستان منوط به در دسترس بودن آن در آن روزگار بوده است و طبيعتا مي بايست ايرانيان باستان براي استفاده از نفت اصولا بدان دسترسي داشته باشند.هر چند اکتشاف و بهره برداري از منابع نفتي امري مربوط به قرون جديد است. اما برخي منابع از بهره برداري و اکتشاف نفت در چين باستان خبر مي دهند در اين زمينه در کتاب رئيس نفت مي خوانيم:
«چيني ها در 600 سال قبل از ميلاد توانسته بودند نوعي ساده از حفاري ضربه اي را ابداع کنند و بعدها با تکامل آن امکان حفاري تا عمق دوهزار پا ميسر گرديد.»
آنچه باعث شد ايرانيان باستان و همچنين ساکنان بين النهرين به اين سيال ارزشمند دسترسي داشته باشند چشمه هاي خودجوش نفت بوده است؛ چشمه هايي طبيعي از نشت نفت بر روي سطح زمين.
همچنان که از ريشه واژه نفت مشخص است. به عقيده زبان شناسان نفت از کلمه اوستايي (نپتا) گرفته شده است که کلدانيان و اعراب آن را زبان مادري گرفته و (نفتا) خوانده اند. پتروليوم (petroleum) واژه لاتين هم ارز نفت است که از دو کلمه پترا (petra) به معني سنگ و (oleum) به معناي روغن گرفته شده است.
نفت در زبان هاي مختلف به شکل ذيل است:
Petrol: کاتالايي
Petrelai: يوناني
Petroleum: لاتين
همان گونه که پيش تر گفتيم، نفت در واقع از مواد هيدروکربني است که به صورت طبيعي عمدتا در سنگ هاي رسوبي واقع مي گردند. پتروليوم مي تواند به صورت فازهاي مختلف، از جمله فاز گازي، نظير گاز طبيعي، فاز مايع، نظير نفت خام و فاز جاد، مانند قير در خلل و فرج و شکستگي هاي سنگ ها تجمع يابد.
نفت خام، مخلوطي طبيعي از هيدروکربن هاي مايع است که هم در مخازن زيرزميني و هم در سطح، بعد از گذر از تفکيک کننده هاي مختلف به صورت مايع باقي مي ماند.
داستان چشمه
اما اين مايع ارزشمند چگونه به صورت چشمه جريان مي يابد؟
خواص فيزيکي و شيميايي هيدروکربن براي مهندسين مخزن و توليد بسيار مهم است زيرا خواص فيزيکي وشيميايي و هيدروکربن، بر روي حرکت سيالات درون مخزن و مقدار واقعي توليد هيدروکربن تاثير خواهد گذاشت. انباشته شدن مواد هيدروکربني در زير سطح زمين در سنگ هايي صورت مي گيرد که توانايي نگهداري و انتقال سيالات را داشته باشند. اين سنگ ها، مخزن ناميده مي شوند. تجمع مواد هيدروکربني به صورت اقتصادي در سنگ مخزن منوط به وجود عوامل متعددي است. به طور کلي وجود پنج عامل براي تجمع اقتصادي نفت و گاز لازم و ضروري است. اين پنج عامل عبارتند از:
1-سنگ منشا بالغ که توليد هيدروکربن کرده است که سنگ دانه ريز غني از مواد آلي که در حرارت معيني به بلوغ رسيده و داراي نفت و گاز قابل بهره برداري است.
2-سنگ مخزن که بتواند هيدروکربن را در داخل خود جا دهد و داراي تخلخل (توان ذخيره) و تراوايي (توان انتقال) باشد.
3-مهاجرت هيدروکربن بين سنگ منشا و سنگ مخزن عملي باشد.
4-پوشش سنگ ناتراوا که از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگيري کند.
5-تله نفتي که در آن نفت به صورت اقتصادي متمرکز گردد.
نفت پس از توليد و تجمع به صورت هاي مختلفي گسترش مي يابد. در کل توده هاي نفتي بر حسب آن که در سطح زمين ظاهر شوند يا در داخل طبقات زيرزميني مدفون و محبوس شده باشند به گروه هاي مختلفي تقسيم مي شوند.
در سطح زمين مواد نفتي در محل هاي مساعد از طريق شکستگي ها و بازشدگي ها، همواره به سطح زمين رسيده و بر آن جاري مي شوند و از آنجا گسترش هاي سطحي گاز يا مايع را تشکيل مي دهند. در اين گسترش هاي سطحي مواد هيدروکربني به صورت مايع و گاز، همراه مواد تخريب يافته سر راه، به سطح مي رسند و از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره کرد:
سرچشمه نفت: مواد نفي ممکن است به صورت گاز يا مايع از طريق درزها، شکاف ها، سطوح گسلي، سطوح دگرشيبي و يا سطوح چينه بندي طبقات به صورت چشمه نفت، در سطح زمين ظاهر مي شوند.
گل فشان ها و جريان هاي گلي: گل فشان ها گازهاي پرفشار در حال فوراني هستند که همراه آب، گل، خرده سنگ ها و گاهي اوقات هم نفت مايع، از مجاري اي که به سطح زمين راه باز کرده اند، خارج مي شوند.
در پاره اي ديگر از موارد گسترش هاي سطحي به صورت مايعات بسيار غليظ و گاهي هم به شکل خميري ديده مي شوند، اين قبيل نفت ها، تحت نام هاي مختلف از قبيل تار، آسفالت، موم، پيچ و قيرهاي سخت و شکننده معرفي مي شوند و شامل موارد زير هستند:
نفت هاي جامد پراکنده: نفت آغشته به مواد رسوبي، به طور مختلف در مجاورت اتمسفر قرار گرفته و به تدريج اکسيد و به مرور سخت تر شود.
مجتمع هاي نفتي رگه اي: گروهي از هيدروکربن هاي جامد، به صورت رگه هايي حفره ها و فضاهاي خالي داخل طبقات را اشغال کرده اند.
بيرون آمدن گازهاي طبيعي زيرزميني به سطح زمين نيز همانند بروز نفت به سطح زمين، از پديده هاي مهم بوده است و توسط ميزان بيرون آمدن گاز طبيعي، مي توان در مورد پتانسيل کانسارهاي هيدروکربني، اطلاعات باارزش و مهمي به دست آورد. ولي تشخيص و تفکيک اين گازها خيلي ساده نيست تا بدانيم آيا اين گاز مربوط به گاز مردابي يا گاز زغال سنگ و يا گاز مربوط به نفت است. از وجود هيدروکربن هاي رديف بالا، مي توان گفت که اين گاز از نوع زيرزميني است.
چشمه هاي خودجوش نفت و گاز که قديمي ترين مظاهر اين سيالات را در مقابل چشم ايرانيان باستان قرار داده است با چنين روشي ايجاد شده بودند.
فشار گاز، نيروي محرکه و بالا آورنده سيال در تمامي چشمه هاي خودجوش نفت است. در غالب مخازن نفت و گاز موجود در مخازن، تحت فشار به خصوص آن مخزن قرار دارند. يعني وقتي که چاهي در يک مخزن نفتي حفر مي شود، در نتيجه فشار موجود در چاه، نفت بالاي چاه و حتي تا سطح زمين نيز مي تواند بالا بيايد که به اينگونه مخازن در اصطلاح مخازن خود توليد مي گويند.
در اين رابطه چون گاز نسبت به نفت قدرت گسترش زيادي دارد در نتيجه کاهش فشار مخزن ممکن است گاز مايع را به حالت گازي شکل درآورد و گاز حل شده در نفت از حالت محلول خارج مي شود. لذا حجم قسمت گاز افزايش مي يابد و اين حالت به نگهداري و تنظيم فشار چاه در موقع استخراج به مدت طولاني کمک مي کند به اين گاز اصطلاحا گاز جهنده مي گويند. اگر چند نوع فاز گازي يا مايع در سنگ هاي ذخيره وجود داشته باشد، به طوري که قبلا شرح داده شد، نفوذپذيري از اندازه خلل و فرج و تخلخل تبعيت نخواهد کرد بلکه به ميزان ارتباط ساير فازها نيز بستگي خواهد داشت. نفوذپذيري موثر در واقع نفوذپذيري يک فاز در ارتباط با ساير فازها را براي ما نشان مي دهد. مثلا اگر در خلل و فرج 40 درصد آب و 60 درصد نفت موجود باشد در آن صورت نفوذپذيري نفت کمتر از زماني خواهد بود که تمامي خلل و فرج از نفت پر شود، يعني 100 درصد اشباع از نفت باشد.
اگر در يک مخزن نفتي کمتر از 40 تا 50 درصد آب در اطراف دانه هاي کاني ها موجود باشد و وقتي که مقدار آن بين 40 تا 50 درصد و يا بيشتر برسد. در آن صورت نمي توانيم به مدت طولاني فاز پيوسته نفت را داشته باشيم و قطرات نفت همراه با آب مي توانند جريان پيدا کنند و اگر مقدار نفت کم باشد در اين صورت نفت به صورت قطرات کوچک در خلل و فرج سنگ ذخيره باقي خواهد ماند و آب از کنار آن عبور خواهد نمود. از سنگ هاي ذخيره نفت و گاز از نوع کربناتي تا زماني که درجه اشباع نفتي بين 30 الي 40 درصد و بيشتر باشد چون چسبندگي گاز کمتر است و خيلي راحت از کنار آب عبور مي کنند، لذا مي توان فقط گاز استخراج نمود و در درجه بالاتري از اشباع شدگي، گاز همراه نفت جريان يافته و در درجه اشباع نفتي حدود 55 درصد، نفت و گاز نفوذپذيري مشابهي خواهند داشت.گسترش هاي مواد نفتي در زيرزمين، در مقاطع قائم و همچنين پهنه هاي جغرافيايي و براساس اصول زمين شناسي ولي عمدتا از نظرارزش اقتصادي آنها طبقه بندي مي گردند. اين تقسيمات شامل: مخازن نفتي، ميدان هاي نفتي و حوضه هاي نفتي مي باشند. از آنجا که در اين طبقه بندي ملاحظات زمين شناسي و حتي جغرافيايي مدنظر هستند، لذا در تعاريف موجود برحسب مواد استفاده و محيط هاي مختلف جغرافيايي اختلاف نظر بين متخصصان ذي ربط وجود دارد و تعاريف مورد بحث استاندارد بين المللي واحدي ندارند.
حوضه نفتي چيست؟
حوضه نفتي، منطقه يا محدوده جغرافيايي است که در آن ميدان ها و مخازن نفتي متعددي وجود دارد و همه آنها در يک مجموعه زمين شناسي مربوط به شرايط محيطي و رسوبي معين و مستقل گرد آمد ه اند. حوضه هاي نفتي با ويژگي هاي چينه شناسي و طبقات خاص خود مشخص شده و از ساير حوضه ها بدين لحاظ متمايز مي گردند. مانند حوضه زاگرس در غرب و جنوب غرب ايران و منطقه خليج فارس يا حوضه قفقاز در آذربايجان.
هر گاه تعدادي مخزن و ميدان در يک محيط زمين شناسي قرار داشته باشند، به اين مجموعه ايالت يا ناحيه و يا حوضه گفته مي شود. اصطلاح اخير از ديدگاه زمين شناسان در نواحي مختلف متفاوت است. اين توضيحات از آن رو ضروري آمده تا بيان نماييم چشمه هاي نفت چگونه شکل گرفه و جريان يافته اند. چشمه هاي نفت و گاز و قير طبيعي در جاهاي مختلف ايران و خصوصا مناطقي که بعدها به مناطق نفت خيز ايران موسوم شدند بسيار قابل توجه است. مهم ترين اين چشمه ها را مي توانيم در منطقه مسجدسليمان ببينيم. جايي که همين چشمه هاي نفت کاوشگران را تشويق نمود به اکتشاف نفت در منطقه بپردازند و سرانجام اولين چاه نفت ايران و خاروميانه در آن به بهره برداري رسيد. مسجدسليمان در شمال شرقي استان خورستان و در 125 کيلومتري اهواز واقع شده است. ارتفاع متوسط در محدوده اين شهرستان 362 متر از سطح درياست.
جنوب در دوران باستان
در کاوش هاي باستان شناسي، آثاري کهن مربوط به زندگي غارنشيني و دوران ماقبل تاريخ در اين سرزمين کشف شده است. ضمنا برخي اعتقاد دارند که در همين مکان بوده که هوشنگ پيشدادي در اثر برخورد دو سنگ چخماق با هم نشت گاز در سطح زمين، شعله و آتش را براي اولين بار کشف کرده است. اين خطه در دوران اساطيري، کيانيان، عيلامي ها، مادها، پارس ها، سلوکيان، اشکانيان و ساسانيان داراي اهميت فراواني بوده است. برخي معتقدند مسجدسليمان زادگاه چيش پيش بوده است. اين شهر در قرن هشتم قبل از ميلاد جزو سرزمين عيلام بوده و در دوران پارس ها «پارسوماش» ناميده مي شد. در قرون وسطي نيز «تلفر» ناميده مي شد، سپس به «جهانگيري» و «ميدان نفتون» معروف شد.بعد از اينکه آثار آتشکده سرمجسد مشخص شد و پس از بازديد رضاخان از اين اثر تاريخي در سال 1305 خورشيدي به «مسجدسليمان» تغيير نام يافت. انگليسي ها در دوراني که شرکت نفت ايران و انگليس در منطقه فعاليت مي کرد، به اين شهر M.I.S مي گفتند که اختصار Masged- Soleyman است.در شهرستان مسجدسليمان و حومه چشمه هاي فراوان نفت و گاز وجود دارد که مهم ترين آن در مرکز شهر تا امروز نيز موجود و نفت و گاز از آن متصاعد است. همين چشمه هاي طبيعي بودند که سرپرست کاشفان نفت در ايران، جورج رينولدز را به مسجدسليمان رهنمون ساخت.
تشويق يک حفار
حيرت رينولدز هنگامي بيشتر شد که چشمه هاي خودجوش نفت و گاز را در منطقه مشاهده کرد و جوشش قير را از دل زمين ديد. شايان ذکر است که اين جوشش تاکنون وجود دارد و در مسجدسليمان و حومه آن قابل رويت است. تمامي اين نشانه ها او را تشويق کرد تا به اين فکر بيفتد که در عين نااميدي سرمايه گذار و همکارانش شايد براي آخرين بار ضربات مته حفاري خود را بر اين منطقه وارد کند. حفاري روزها و روزها ادامه پيدا کرد و آنچه پيش آمد، نشان داد که احساس رينولدز به وي دروغ نگفته بود!
ساعت چهار صبح بيست و ششم مه 1908 ميلادي (برابر با پنجم خرداد 1287) رينولدز در حالي که خارج از چادر خود در هواي آزاد آرميده بود از صداي نامانوس چاه بيدار شد. اندکي بعد نفت با فشار زياد فوران کرد. حفاران و کارگران سر از پا نمي شناختند. آنها دور دکل حلقه زدند و به رقص و پايکوبي پرداختند. نزديک به هفت سال کار طاقت فرسا در عين نااميدي و در آخرين روزها و ساعات به نتيجه رسيده بود. رينولدز براي کنسولگري بريتانيا در بوشهر تلگراف زد: «مفتخرم گزارش کنم امروز صبح ساعت چهار به وقت ايران نفت در عمق 1180 پايي از چاه شماره يک مسجدسليمان فوران کرد. جزييات ديگر متعاقبا اعلام خواهد شد.»
کوه سوخته
به عنوان نمونه ديگري در اين زمينه مي توانيم به کوه سوخته در اميديه آغاجاري اشاره کنيم. ميدان آغاجري يکي از مشهورترين ميدان هاي نفتي خاورميانه است که در سال 1315 به وسيله شرکت سابق نفت انگليس و ايران کشف شد. چهره سطحي ميدان آغاجاري از يکسري لايه هاي چين خورده در سازنده هاي گچساران، ميشان و آغاجاري تشکيل شده است. به همين علت گاز در لايه هاي غيرمخزني سازند گچساران تجمع حاصل کرده يا به سطح زمين راه يافته است. کوهي در اين ناحيه وجود دارد که محل نشت گاز به سطح زمين بوده است. اين ميدان در 90 کيلومتري جنوب شرقي اهواز واقع شده و در اين ميدان مخازن نفت و گاز است. مردم محلي اعتقاد دارند که کوه سوخته اميديه قبلا آتش جاودان بوده است. آنها اين کوه را زوهيت مي نامند که با واژه آتش زوهر در باور باستاني زرتشتيان قابل مقايسه است. اين کوه بنا به گفته معتمدان و ريش سفيدان محلي نامش زوهيت بوده و از گذشته دور تاکنون بارها آتش گرفته است.در حال حاضر روستايي در مجاورت اين کوه به نام حيط زبيد (زوهيت) ساخته شده است. آنها اظهار مي دارند که در سال هاي گذشته از بالاي اين کوه شعله هاي آتش به ارتفاع بسيار بلند به رنگ آبي مايل به سبز زبانه مي کشيده است (در فصل زمستان و در حين بارندگي ها اثر اين آتش نمايان تر بوده است). در بازديد از بالاترين نقطه اين کوه آثاري از آجر و سفال زمان پيش از اسلام و آثاري از ديوار مخروبه ساختماني (احتمالا آتشکده يا آتشگاه) به چشم مي آيد که گوياي قدمت وجود و شناسايي اين محل در دوره پيش از اسلام است. کوه سوخته اميديه در 120 کيلومتري شهر اهواز و 12 کيلومتري شمال شرق اميديه در کنار جاده اين شهر به بندر ديلم واقع شده و ارتفاع آن از سطح دريا حدودا 110 است. کارشناسان گروه سطح الارضي معاونت زمين شناسي گسترشي شرکت ملي مناطق نفت خيز جنوب (NISOC) در همين ماه سال 1384 و آذر ماه سال 1385 موفق شدند از نزديک به تماشاي عجايب و شگفتي هاي کوه سوخته بنشينند. مشاهدات اين گروه به اين شرح در سايت مناطق نفت خيز جنوب منتشر شد:
«سروصورت اين کوه از دور سوخته و دودزده است، به همين دليل آن را کوه سوخته مي نامند.
- در قله کوه در اثر زمين لرزه يا رانش زمين شکاف باز و عميقي ايجاد شده که دهانه اصلي خروج گاز بوده و آتش شعله ور است.
- علاوه بر شکاف اصلي، دهانه هاي کوچک متعدد ديگري حول و حوش دهانه اصلي وجود دارد که از آنها گاز به خارج راه پيدا مي کند.
- سازند هاي تشکيل دهنده کوه (سازند تبخيري گچساران و سازند مارني ميشان) در اطراف دهانه اصلي خروج گاز تا شعاع زيادي سوخته و پخته شده، به طوري که پاي فرد به راحتي در آن فرو مي رود (سنگ ها پوک و کم وزن شده اند).
- بلورهاي زردرنگ گوگرد در محل هاي خروج گاز متبلور شده اند که يکي از پديده هاي تماشايي آن است.
- در برخي مکان ها رشته هايي از بلورهاي گوگرد زردرنگ، لايه هاي تيره زيرين خود را مفروش کرده اند.
- از کمرکش کوه تا آوج آن زمين گرم و داغ است.
- دود داغ از منافذ سازندهاي زمين شناسي بيرون مي زند.
- بوي گاز سولفيد هيدروژن شبيه بوي تخم مرغ گنديده در جهت ورزش باد به مشام مي رسد.
- از سمت شمال غرب به سمت جنوب شرق همانطور که به فعاليت تراست آغاجاري افزوده مي شود، گچ ترش هاي غيرفعال به گچ ترش هاي فعال تبديل مي شود.
- در محل هايي که گچ ترش غيرفعال گسترش بيشتري دارد، رنگ کوه به سفيدي گراييده است.
- فسيل هاي درون آهک هاي مارني سازند ميشان در اثر حرارت سوخته شده و رنگي متفاوت از متن اصلي سنگ به خود گرفته اند.»
چشمه هاي طبيعي قير در منطقه ماماتين واقع در 25 کيلومتري شمال شرق رامهرمز، يکي ديگر از مظاهر اين چشمه هاي طبيعي در استان خوزستان هستند. از رودخانه اي که در بسترش به جاي آب، قير طبيعي مي بينيد، تپه هايي که صدها شعله رنگي آتش در جاي جاي آن چشم هر بيننده اي را خيره مي کند.چشم انداز طبيعي ناشي از تلفيق چشمه آب گوگردي در همجواري با چشمه قير و مواد نفتي، ترکيب رنگي زيبايي را ساخته است. در همان محل نيز، کوره هاي سنگي دست سازي از دوران گذشتگان برجاي مانده که براي آب کردن قيرهاي جامد ساخته شده اند. انگليسي ها، نخستين بار براي اکتشاف نفت و ساخت نخستين چاه به اين منطقه آمدند، اما به دليل محدوديت فناوري منطقه موفق به کشف نفت نشدند، سپس به مسجدسليمان رفتند و چاه شماره يک نفت را در آنجا ساختند.از ديگر نمونه هاي اين نوع چشمه ها در انديکاي مسجدسليمان و منطقه اوقيلک بهبهان به چشم مي خورد. در جاي ديگر، اهالي روستاي قالند از منطقه بهبهان هنوز هم براي اندود کردن بعضي ظروف دست ساز خود از جمله ظروف بزرگ، نگهداري نان خشک و همچنين طبيبان محلي براي گرفتگي عضلات و شکسته بندي از محتويات اين نهرها استفاده مي کنند.در مناطق مختلف خوزستان، بوشهر، لرستان و... از اين نمونه چشمه هاي خوجوش فراوان هستند. چشمه هايي که مي توانيم احتمال فراوان دهيم از روزگار باستان وجو داشته اند و نخستين نمونه هاي آشنايي مردمان آن روزگار با نفت، گاز و قير محسوب مي شوند.