النفط الصخري هو نوع من الصخور الرسوبية الغنية بالكيروچين، والكيروچين هو جزء من الصخر يُخرج هيدروكربون عندما يتعرض للحرارة. والهيدروكربون هو عبارة عن مواد مكونة من عنصري الهيدروچين والكربون. ويُعتبر البترول والغاز الطبيعي أشهر مثالين على الهيدروكربون.
يمكن أن تُستخدم المواد الهيدروكربونية في النفط الطبيعي كبديل للبترول أو الغاز الطبيعي.
يُعتبر النفط الصخري وقود حفري مثل البترول، الغاز الطبيعي، الفحم. وينشأ الوقود الحفري من بقايا الطحالب والنباتات وبعض الكائنات الحية التي عاشت من ملايين السنين في البحار والبحيرات قديمًا.
عندما تموت هذه الكائنات الحية تنجرف لقاع البحر حيث تُدفن تحت طبقات جديدة من النباتات والرواسب. ثم تتعرض لضغط وحرارة شديدين حتى تتحلل وتتحول ببطء إلى مادة شمعية معروفة بالكيروچين.
لا يوجد تركيب كيميائي ثابت للكيروچين لأنه يتكون من أكثر من مصدر؛ فالكيروچين الذي يتكون من النباتات يسمى (Humic kerogen) ويحتوي على نسبة أكسچين أكثر من الكيروچين الذي يتكون من العوالق أو البلانكتون ويسمى (Planktonic kerogen)، ومع ذلك كل أنواع الكيروچين تحتوى بشكل رئيسي على مواد هيدروكربونية ونسب صغيرة من الكبريت، الأكسچين، النيتروچين وبعض المعادن الأخرى.
ويعتبر النفط الصخري هو مرحلة بدائية من البترول أو الغاز الطبيعي ولكن بسبب الضغط والحرارة يتحول الكيروجين لغاز أو بترول وتختلف حسب الكمية التي يتعرض لها من الضغط والحرارة.
ويتواجد النفط الصخري أو الصخور الرسوبية عمومًا في مناطق متعددة حول العالم مثل: الصين، فلسطين، روسيا، الولايات المتحدة حيث يوجد أكبر مصادر للطفلة (Shale).
ويوجد في الولايات المتحدة في كولورادو، يوتا، وايومنغ، ومنطقة النهر الأخضر وحدها تحتوي على 1.8 تريليون برميل نفط صخري تحت الأرض بما يبلغ ثلاثة أضعاف احتياطي البترول في السعودية. ولكن معظمه لا يمكن استخراجه.
ويعتبر النفط الصخري نفس تكوين البترول ويمكن تكريره للحصول على العديد من المواد مثل الديزل، البنزين، والغاز الطبيعي المُسال. وبعض الشركات أيضًا تستخدمه للحصول على بعض المنتجات التجارية مثل الأمونيا والكبريت، ويستخدم المتبقي منه كأسمنت.
بعض البترول صعب في استخراجه حيث يتواجد في صخور لا تسمح بنفاذ الزيت خلالها. بعض الشركات تقوم باستخدام طريقة التكسير الهيدروليكي حيث يقوم باختراق القشرة الأرضية ثم يقوم بضخ الماء وبعض المواد الكيميائية والرمال تحت ضغط عالي، وبعض الشركات تستخدم الحرارة.
في بعض الحالات يُحشر البترول بين الطبقات مثل «تكوين باكن» في محافظة ساسكاتشوان، كندا. وتستخدم الشركات تقنيات الحفر الحديثة لاستغلال هذه المنطقة اقتصاديًا.

تصنيف النفط الصخري :

يصنف النفط الصخري على أساس تاريخ الترسيب والمحتوي المعدني.
تاريخ ترسيب الصخور الرسوبية: هو تاريخ نوع البيئة التي تَكون فيها الصخر، أما تاريخ الترسيب بالنسبة للنفط الصخري فهو يشمل الكائنات الحية والرواسب التي ترسبت وتأثرت بالضغط والحرارة.
(مخطط فان كريفلين-(Van Krevelen Diagram
طريقة لتصنيف النفط الصخري اعتمادًا على مكان الترسيب: في البحيرات ويسمى (بحيري-lacustrine)، أو المحيطات ويسمى (بحري-marine)، أو على الأرض ويسمى (أرضي-terrestrial).

حيث يتكون النفط الصخري البحيري من طحالب تعيش في المياه العذبة، أو المالحة، أو المياه الشبه مالحة وهي الخليط بين المياه المالحة والعذبة.
من أنواع النفط الصخري المُرتبطة بالبحيرات هي (لاموسيت-Lamosite)، (توربانيت-torbanite).
وتعتبر رواسب الاموسيت من أكبر تكوينات النفط الصخري في العالم، أما رواسب التوربانيت فهي تتواجد بشكل رئيسي في اسكتلندا، أستراليا، كندا، جنوب أفريقيا.

أما النفط البحري فهو يتكون غالبًا من رواسب الطحالب والعوالق البحرية. أما أنواعه فهي (كوكيرسيت-Kukersite)، (تاسمانيت-tasmanite) (مارينيت-marinite). يتواجد الكوكيرسيت في حوض البلطيق في استونيا وروسيا. وسميت تاسمانيت نسبة إلى جزيرة تسمانيا في استراليا. أما المارينيت فهي الأكثر وفرة في كل الأنواع حيث تتواجد على نطاق واسع وفي البحار الضحلة. وبالرغم من وفرتها فهي تتواجد في طبقة رقيقة لذلك تُعتبر غير اقتصادية عمليًا وصعب استخراجها. وتمتلك الولايات المتحدة أكبر رواسب من المارينيت في العالم، حيث تمتد من إنديانا وأوهايو حتى كنتاكي وتينيسي.

أما النفط الصخري الأرضي فهو يتواجد في السباخ -وهي أراضي رطبة لينة تتكون في الغالب من بقايا نباتات متحللة- والمستنقعات مع ندرة الأكسجين. أنواعه الأكثر انتشارًا هي (Cannel shale) ويسمى أيضًا (cannel coal) ، أو(candle coal) وكان يُستخدم بشكل رئيسي في القرن التاسع عشر كوقود للإنارة.

يصنف النفط الصخري أيضًا حسب المحتوى المعدني إلى ثلاثة أنواع:
1.طفلة غنية بالمواد الكربونية
2.طفلة غنية بالسيليكا
3. طفلة متفحمة

أولًا: الصخر الغني بمعادن الكربونات:

تتكون في أشكال مختلفة فهي عبارة عن مركب فريد من الكربون والأُكسجين، مثل الكالسيت فهو يعتبر مكونًا رئيسيًا للكائنات البحرية حيث يساعد في تكون الأصداف الصلبة الخارجية للمحار، نجم البحر، العوالق، الإسفنج فهي تعتبر من المصادر المهمة للكالسيت.

ثانيًا: الصخور الغنية بثاني أكسيد السيليكون:

تتكون أيضًا من الكائنات الحية مثل الطحالب والإسفنج والكائنات الدقيقة تدعى (راديولاريا-(radiolarians. يتكون جدار الخلية في الطحالب من السيليكا بينما في الإسفنج والراديولاريا فتعتبر السيليكا هي المكون لهياكلها. وتعتبر الصخور الغنية بالسيليكا أقل صلابة من الغنية بالكربونات ولذلك فهي أسهل في الاستخراج.
أما الطفلة المتفحمة (Cannel shale) فأصوله أرضية وغالبًا يُصنف كفحم، فهو يتكون من بقايا النباتات الخشبية ويمكن أن يحتوي على معادن (inertinite, vitrinite) ولذلك فهو غني بالهيدروجين ويحترق بسهولة.

ترجمة: Ahmed Hemdan
مراجعة: Sherif M.Qamar
تصميم: Amr Ghaleb Hassan
المصدر: http://sc.egyres.com/jIf2x

#الباحثون_المصريون