บทที่ 2 ปโตรเลียม

ปโตรเลียมเปนแหลงพลังงานที่สําคัญที่ทําใหมนษุยสามารถดํารงชีวิตไดอยางสุขสบาย ในขณะเดยีวเมื่อมีประโยชนมากมายมหาศาลก็ยอมมีโทษอยางมหนัตเหมือนกนั ถาไมรูจักวิธีใชที่ถูกตองหรือไมรูจักวิธีการจดัการ ควบคุม และดแูล เพราะของเสียตางๆ จะถูกปลอยออกมาตั้งแตกระบวนการผลิตจนถึงกระบวนการนําไปใช การคนพบแหลงปโตรเลียมและการนาํปโตรเลียมมาใชประโยชนเปนเรื่องราวทีน่าภูมิใจอยางยิ่งในประวัติศาสตรของมนุษยชาติ ถึงแมผลที่เกิดตามมาแตละเรื่องลวนนาเปนหวงอยางยิ่ง ไมวาจะเปนเรื่องของการแยงชิงเพื่อครอบครองเปนเจาของ จนนําไปสูการเกดิความขัดแยงและสุดทายกห็นีไมพนสงคราม ซ่ึงมีหลายครั้งหลายหนทีเ่หตกุารณลักษณะนี้ไดเกิดขึ้นในโลกของเรา นอกจากนี้ผลจากการใชยังเปนตัวทําลายสภาวะแวดลอมของโลกซ่ึงทําใหมนุษยตองเผชิญกับโรคภัยตางๆ ในทุกวนันี้

2.1 ธรรมชาติและการกําเนิดปโตรเลียม ปโตรเลียม (petroleum) หรือน้ํามันปโตรเลียม เปนสารประกอบไฮโดรคารบอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีสวนประกอบที่สําคัญคือคารบอนและไฮโดรเจน โดยมไีนโตรเจน ออกซเิจน และกํามะถัน ปนอยูเล็กนอย ปโตรเลียมมีไดทั้ง 3 สถานะคือกาซ ของเหลวและของแข็ง ซ่ึงจะขึ้นอยูกับองคประกอบของปโตรเลียม ความรอนและความกดดันตามสภาพแวดลอมที่ปโตรเลียมสะสมตัวอยูภายในโลก

2.1.1 กําเนิดปโตรเลียม

นักธรณีวิทยาและนักเคมีสวนใหญเชื่อวา ปโตรเลียมเกิดจากซากพืชและซากสัตว

ที่ทับถมกันอยูที่กนทะเลรวมกับตะกอนเปนเวลานับลานๆ ป การทับถมของชั้นตะกอนตางๆ มีมากขึ้นเรื่อยๆ จนหนานับรอยๆ เมตร เปนการเพิ่มน้ําหนกัในการกดทับซึ่งทําใหเกิดความดันในระหวางการอัดตัว นอกจากนี้ยังประกอบดวยปจจัยอ่ืนๆ ที่ชวยใหกระบวนการกลั่นตัวของสารอินทรีย

36

เหลานี้ไปเปนปโตรเลียมเชน การยอยสลายของจุลินทรีย ความรอนจากภายในของโลกและการกล่ันตัวในระดับลึก เปนตน โดยมีไฮโดรเจนที่มีอยูในระดับลึกใตพื้นโลกเปนตัวเรงใหเกิดปฏิกิริยา ปโตรเลียมประกอบดวย น้ํามันดิบและกาซธรรมชาติที่เกิดจากการกลัน่ตัวตามธรรมชาติ โดยทั้งน้ํามันดิบและกาซธรรมชาติ จะมกีารสะสมและซึมผานชั้นหินที่เปนรูพรุน เชน ช้ันหนิทรายและชั้นหินปูนไปสูแองหินทีต่่ํากวา จากนัน้จะคอยๆ สะสมตัวอยูระหวางชั้นหนิที่มคีวามหนาแนนซ่ึงไมสามารถซึมผานไปไดอีก และจะถกูกักไวในแองชั้นหินเหลานัน้ภายใตพืน้โลก แตในบางตําแหนงเนื่องจากถูกแรงอัดจากชั้นหิน ทําใหปโตรเลียมพยายามเคลื่อนตัวแทรกไปตามรอยแตกของชั้นหินไปอยูตามแหลงตางๆ ที่เหมาะสมตอไป

2.1.2 กระบวนการยอยสลายสารอินทรีย ในกระบวนการกลั่นตัวของสารอินทรียเพือ่กอเกิดเปนปโตรเลียมนั้น ซากสิ่งมี ชีวิตที่ทับถมกนัแตละประเภท จะมีสารอินทรียที่เปนองคประกอบแตกตางกันไป เชน แพลงกตอน (plankton) จะประกอบดวย โปรตีน และคารโบไฮเดรต สวนพวกแบคทีเรีย (bacteria) จะประกอบดวย โปรตีน และ ลิพิด (lipid) สวนพวกพืชช้ันสูง (land plant) จะประกอบดวย เซลลูโลส (cellulose) ลิกนิน (lignin) ไข (waxes) เรซิน (resin) และลิพิดอีกเล็กนอย เมื่อส่ิงมีชีวติสิ้นสภาพและถูกพัดพามาพรอมกับตะกอนลงสูแองสะสมตะกอน บางสวนของซากสิ่งมีชีวิตจะถูกยอยสลายโดยขบวนการเติมออกซิเจน บางสวนกถู็กยอยสลายและเปนอาหารของจุลินทรียและสวนที่เหลืออีกสวนหนึ่งจะถูกเก็บรักษาไวได โดยอาศัยสภาพแวดลอมแบบไมมีออกซิเจนซึ่งสามารถเกิดขึ้นไดอันเนื่องมาจากการตกทับถมอยางรวดเรว็ของตะกอน ประกอบกบัชนิดและลกัษณะของตะกอนที่ มาปดทับอยู ถาสารอินทรียที่ถูกปดทับอยูใตช้ันตะกอนที่เกิดจากพวกดินโคลน จะทําใหมีปริมาณออกซิเจนเจอืปนอยูนอยมากหรือเกือบไมมีเลย เพราะตะกอนจากดนิโคลนมีชองวางระหวางเนือ้ตะกอนเล็กมาก สารอินทรียเหลานี้จึงอยูในสภาพแวดลอมแบบไมใชออกซิเจน (anaerobic) ในขณะเดยีวกนัถาสารอินทรียมีการสะสมอยูในตะกอนที่มีชองวางระหวางเนื้อตะกอนซึ่งมีขนาดใหญจะมชีองใหออกซิเจนเขาไปทําการยอยสลายสารอินทรีย สภาพแวดลอมแบบนี้ถูกเรียกวาสภาพแวดลอมแบบใชออกซิเจน (aerobic) และสภาพแวดลอมแบบนี้จะกอใหเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) หรือปฏิกิริยาการเตมิออกซิเจน ในกระบวนการยอยสลายสารอินทรียโดยพวกจุลินทรีย ระหวางขัน้ตอนการเกดิกระบวนการจะกอใหเกดิกาซตางๆ ขึ้นโดยธรรมชาติ ไดแก คารบอนไดออกไซด (CO2) มีเทน (CH4) ไฮโดรเจนซัลไฟด (H2S) เปนตน และในตอนทายของกระบวนการยอยสลายดังกลาวจะได

37

สารประกอบไฮโดรคารบอนที่พรอมจะกลายเปนปโตรเลยีม ซ่ึงเรียกวาคีโรเจนชนิดไมละลาย (insoluble kerogen) กระบวนการเปลี่ยนรูปแบบทั่วไปของสารอินทรียไปเปนคีโรเจน มีดวยกนั 3 ขั้นตอน (กรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ. 2547ก. ออน-ไลน) โดยแตละขั้นตอนจะมกีระบวนการและได ผลลัพธสุดทายออกมาแตกตางกันดังนี ้ 2.1.2.1 กระบวนการทีเ่กิดขึ้นในขั้นตอนแรกเรยีกวา ไมโครเบียลแอคติวิต ี(microbial activity) เปนกระบวนการทีเ่กิดขึ้นในระดบัใกลพื้นผิวไมลึกมากนัก เปนขั้นตอนที่ จุลินทรียจะทําลายและยอยสลายสารอินทรียที่อยูในตะกอน ซ่ึงถาอยูในสภาพแวดลอมแบบใชออกซิเจนจะเปนการยอยสลายสารอินทรียโดยตรง จะไดกาซคารบอนไดออกไซดและน้ํา แตถาเปนสภาพแวดลอมแบบไมใชออกซิเจน สารอินทรียจะถูกสลายโดยการหมัก (fermentation) จะไดกาซมีเทน กรดอะมิโน (amino acids) และน้ําตาล 2.1.2.2 กระบวนการทีเ่กิดขึ้นในขั้นตอนที่สองเรียกวา พอลิคอนเดนเซชัน (polycondensation) กระบวนการนี้จะเกดิขึ้นตอจากกระบวนการแรก ซ่ึงจะเกดิที่ความลึกประมาณ 1 เมตรขึ้นไปใตผิวโลกไปจนถึงระดับความลึกหลายสิบเมตร เมื่อสสารตางๆ ที่ไดจากกระบวนการแรกซึมผานไปที่ระดับลึกมากขึ้น กรดอะมิโนและน้ําตาล ไมสามารถทนสภาพที่เปลี่ยนไปจะเกิดการรวมตัวกันเปนโมเลกุลที่ใหญขึ้นเปนรูปแบบของพอลิเมอร 2.1.2.3 กระบวนการสดุทายของการเกิดคีโรเจนเรยีกวา อินโซลูบิไลเซชัน(insolubilization) เปนกระบวนการที่เกิดขึน้ที่ระดับความลึกหลายรอยเมตร และใชเวลาหลายลานป ในขั้นตอนนี้โมเลกุลของพอลิเมอรที่เกิดขึน้ในขั้นตอนทีส่องจะกลายเปนกรดฮวิมิกและฟลูมิก และเมื่อถูกอัดแนนเพิ่มมากขึน้จะเปลี่ยนเปนฮวิมินและเกดิเปนคีโรเจนในที่สุด 2.1.3 ประเภทของคีโรเจน เมื่อส้ินสุดกระบวนการกลั่นตัวจากสารอินทรียไปเปนคีโรเจนแลว จะไดคีโรเจนชนิดตางๆ ที่มีคุณสมบัติตางกัน ปริมาณของปโตรเลียมที่เกิดขึ้นจะมปีริมาณมากหรือนอย ขึ้นอยูกับปริมาณและชนิดของคีโรเจนที่มีอยู การแบงประเภทของคีโรเจนจะแบงโดยพิจารณาจากอัตราสวนของอะตอมไฮโดรเจนตอคารบอน (H/C) และอัตราสวนของอะตอมออกซิเจนตอคารบอนคา (O/C) ดังแสดงในภาพที่ 2.1 โดยทัว่ไปจะแบงคีโรเจนออก เปน 4 ประเภท (Nature. 2003. On-line) คือ 2.1.3.1 ประเภทที ่ 1 เปนคีโรเจนที่มีสวนประกอบของไฮโดรจนตอคารบอนสูงและสวนประกอบของออกซิเจนตอคารบอนต่ํา สวนใหญเกิดจากสารอินทรียพวกสาหราย (algae)

38

ในสภาวะแวดลอมแบบทะเลสาบ หรือบริเวณชายฝงที่สามารถเกิดการแตกสะพรั่งของสาหราย (algal bloom) ได คีโรเจนประเภทนี้จะใหน้าํมันประเภท พาราฟน 2.1.3.2 ประเภทที ่ 2 เปนคีโรเจนที่มีสวนประกอบของไฮโดรจนตอคารบอนต่ํากวาประแรก แตอัตราสวนของออกซิเจนตอคารบอนสูงกวาประเภทแรกเล็กนอย มักพบในพวกหินตะกอนที่สะสมในทะเล สวนใหญเกิดจากสารอินทรียพวกสัตวและพชืทะเลตางๆ คีโรเจนประเภทนี้จะใหน้าํมันประเภท แนฟทาและอะโรมาติก 2.1.3.3 ประเภทที ่ 3 เปนคีโรเจนที่มีสวนประกอบของไฮโดรจนตอคารบอน คอนขางต่ําและสวนประกอบของออกซิเจนตอคารบอนในอัตราคอนขางสูง สารอินทรียสวนใหญเปนพวกพืชช้ันสูง โดยเฉพาะพวกเซลลูโลส คีโรเจนชนิดนี้สวนใหญจะใหกาซ 2.1.3.4 ประเภทที ่ 4 เปนคีโรเจนที่มีสวนประกอบของอัตราสวนไฮโดรจนตอคารบอนต่ําที่สุดและมีสวนประกอบของออกซิเจนตอคารบอนสูง คีโรเจนประเภทนี้เกดิขึ้นในบริเวณที่มีสารอินทรียและไฮโดรเจนคอนขางนอย ซ่ึงสวนใหญจะใหเฉพาะกาซ

ภาพที่ 2.1 แสดงความสัมพนัธระหวางประเภทของคีโรเจนที่เกดิขึ้นกบัอัตราสวนระหวาง

ไฮโดรจนตอคารบอนและออกซิเจนตอคารบอน ที่มา (Nature. 2003. On-line)

39

2.1.4 กระบวนการเกิดปโตรเลียม ดังที่ไดกลาวมาแลวในขางตนถึงที่มาของการเกิดปโตรเลียม ซ่ึงจะเหน็วาเมื่อสารอินทรียถูกตะกอนตางๆ ทับถมกันมากขึ้นเรื่อยๆ สารอินทรียและตะกอนเหลานี้ก็จะจมลึกลงไปเรื่อยๆ ในเวลาเดยีวกันกเ็กิดกระบวนการยอยสลายสารอินทรียในตะกอนไปดวย กระบวนการเปลี่ยนแปลงนีแ้บงออกไดเปน 3 ชวง คือ ชวงการกอตัวใหม (diagenesis) ชวงการกําเนิด(catagenesis) และ ชวงเกนิกาํหนด (metagenesis) ซ่ึงแตละชวงจะเปนตัวกําหนดอายขุองคีโรเจน วานอยหรือมากเกินไปที่จะใหปโตรเลียม 2.1.4.1 ชวงการกอตวัใหม เปนชวงที่อาจเรียกวา ขั้นการบมเพาะตัว (immature stage) ซ่ึงคีโรเจนที่เกดิขึ้นยังไมสามารถใหปโตรเลียมได เปนชวงที่เกิดขึ้นในระดับความลึกจากพื้นผิวลงไปจนถึงระดับความลึกประมาณ 1,000 เมตร ชวงนี้จะเปนชวงทีม่ีการยอยสลายสารอินทรียใหเปนคโีรเจนขึน้ โดยมีระดับความกดดันและอุณหภูมิคอนขางต่ํา คือประมาณ 50-60 องศาเซลเซียส 2.1.4.2 ชวงการกําเนดิ ชวงนี้อยูในชวงทีเ่รียกวา ขั้นเจริญเต็มวัย (mature stage) เพราะเปนชวงที่คีโรเจนถูกทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงโดยความรอน (thermal degradation) เปนชวงที่เกิดขึ้นที่ความลึกตั้งแต 1,000 เมตร ไปจนถึงระดับ 3,000 เมตรหรือมากกวา ชวงนี้มีสภาพแวดลอมที่เหมาะสมทั้งความดันและอุณหภูม ิ สําหรับคีโรเจนที่จะผลิตปโตรเลียมทั้งน้ํามันและกาซออกมาไดดี และควรมีอุณหภูมิอยูในชวงประมาณ 50-160 oC ดังแสดงในภาพ 2.2 ซ่ึงชวงนี้โดยทั่วไปอาจเรียกวาเปนหนาตางน้ํามัน (oil window) แตที่ระดับความลึกมากไปกวานี้ถาอุณหภมูิสูงขึ้นไปอยูในชวง 120-250 oC คีโรเจนจะเปลี่ยนไปเปนเพียงแตกาซเทานั้น 2.1.4.3 ชวงเกินกําหนด เปนชวงที่อาจเรยีกวา ขั้นเกินเต็มวัย (over mature stage) จะเกิดขึ้นที่ความลึกประมาณ 6,000-7,000 เมตรขึ้นไป ซ่ึงจะมีทั้งความกดดนัและอุณหภูมิสูงมาก ทําใหปริมาณออกซิเจนและไฮโดรเจนที่เคยมีอยูในคีโรเจนสลายตัวออกไปเกือบหมด สงผลใหเกดิการสิ้นสภาพของคีโรเจนซึ่งเรียกวาเกดิกระบวนการเปลี่ยนเปนคารบอน (carbonization) ทําให คีโรเจนมีการเปลี่ยนไปเปนธาตุคารบอนเสียเปนสวนใหญ

40

ภาพที่ 2.2 แสดงความสัมพันธระหวางการเกิดปโตรเลียมกับเวลาและอุณหภูมิ ที่มา (Nature. 2003. On-line)

2.1.5 แหลงกําเนิดและการกักเก็บปโตรเลียม เมื่อบางสวนของคีโรเจนมีการเปลี่ยนเปนปโตรเลียมแลว จะมีการเคลื่อนที่ออกจากแหลงกําเนิดไปตามรอยแยกหรือรอยแตกตางๆ ของชั้นหิน รวมทั้งพยายามแทรกซึมไปยังบริเวณที่มนัสามารถซึมผานไดดีกวาและสะสมตัวตอไป การเคลื่อนที่จากแหลงกําเนิดหรือหินตนกําเนิดไปสูหนิกักเก็บน้ํามนัจัดเปนการเคลื่อนยายขั้นแรก (primary migration) และอาจมีการเคลื่อนยายตอไปสูแหลงที่มลัีกษณะเปนโครงสรางแบบกักเก็บ ซ่ึงเรียกวาการเคลื่อนยายขัน้ที่สอง (secondary migration) และถามีการเคลื่อนยายจากแหลงเก็บกักแรกไปยังแหลงกักเก็บอื่นๆ หรือตอๆ ไป อาจเรียกไดวาเปนการเคลื่อนยายขั้นที่สาม (tertiary migration) จากที่กลาวมาขางตนจะเห็นวาปโตรเลียมนั้น จะมแีหลงกําเนิดอยูในบริเวณหนึ่งแลวมกีารเคลื่อนที่ไปสูแหลงอื่นๆ ตามลักษณะของสิ่งแวดลอมและสถานการณ ดังนั้นเพื่อความเขาใจจะไดกลาวถึงรายละเอียดของแหลงตางๆ ที่เกี่ยวของกับปโตรเลียมดังนี ้

41

2.1.5.1 หินตนกําเนดิ (source rocks) คือบริเวณทีก่ารทบัถมของตะกอนซึ่งมีซากพืชและซากสตัวขนาดตางๆ ปะปนผสมอยู ซ่ึงสารอินทรียเหลานี้จะเกิดการสลายตวัเปลี่ยนไปเปนปโตรเลียมกอนที่ตะกอนจะแข็งตัวเปนหนิดินดาน ปโตรเลียมที่เกิดขึ้นจะคงอยูในหนิตนกําเนิด ตอมาเมื่อเกิดการไหวตัวของเปลือกโลกหรือดวยความกดดันของหนิทีเ่กิดทับถมอยูในตําแหนงเหนือขึ้นไป ปโตรเลียมจะถกูบีบใหออกจากหินตนกําเนดิและยายตวัไปสูแหลงกักเกบ็ 2.1.5.2 หินกกัเก็บ (reservoir rocks) คือหินที่ปโตรเลียมสามารถซึมผานได ปโตรเลียมที่เกิดขึ้นและเคลื่อนยายจากหินตนกําเนดิแลวจะเขาไปอยูในหินกักเก็บ ซ่ึงหินกักเก็บที่ดีตองมีคาความพรุนมากกวารอยละ 10 เชน หินทราย หินปูน หินโดโลไมท เปนตน 2.1.5.3 แหลงกักเก็บ (oil traps) หมายถงึสวนที่เปนหนิที่ทําหนาที่ปดกั้นเพื่อกักเก็บปโตรเลียม แหลงหินในบริเวณนี้เปนพวกที่ตองมคีุณสมบัติที่ปโตรเลียมไมสามารถซึมผานได มีดวยกันหลายลักษณะเชน แหลงกักเก็บแบบประทุมคว่าํ (anticlines trap) ดังแสดงในภาพที่ 2.3 แหลงกักเก็บแบบโดมหินเกลือ (salt domes trap) ดังแสดงในภาพที่ 2.4 แหลงกกัเก็บแบบรอยเลื่อนของหิน (faults trap) ดังแสดงในภาพที่ 2.5 และ แหลงกกัเก็บในระหวางชั้นหิน (stratigraphic trap) ดังแสดงในภาพที่ 2.6 เปนตน

ภาพที่ 2.3 แสดงแหลงกกัเก็บแบบประทมุคว่ํา ภาพที่ 2.4 แสดงแหลงกักเก็บแบบโดมหินเกลือ

ภาพที่ 2.5 แสดงแหลงกกัเกบ็แบบรอยเลื่อนของหิน ภาพที่ 2.6 แสดงแหลงกักเก็บในระหวางชัน้หนิ ที่มา (ภาพที่ 2.3-2.6 จาก Earthsci. 2004. On-line)

42

ภายในแหลงกกัเก็บปโตรเลยีม นอกจากจะมีน้ํามนัดิบแลวยังอาจมีทัง้สวนที่เปนกาซธรรมชาติและน้ําผสมอยูดวย โดยน้ํามันดิบ กาซธรรมชาติ และน้ํา จะแยกกันอยูเปนชั้นๆ การเรียงลําดับจากชั้นบนถึงชั้นลางจะเรียงลําดบัตามความหนาแนนจากนอยไปมากคือกาซธรรมชาติซ่ึงมีความหนาแนนนอยที่สุดจะอยูช้ันบน น้ํามันดิบอยูกลางและน้ําอยูช้ันลางสุด 2.2 การสํารวจปโตรเลียม วิวัฒนาการในการสํารวจปโตรเลียมมีระยะเวลาผานมายาวนานมาก โดยในระยะเริม่ตนเปนการพบแหลงปโตรเลียมธรรมชาติโดยบังเอิญเสียมากกวา หลังจากนั้นจึงคอยๆ พัฒนามาเปนการคนหาและสํารวจตามลําดับ เมื่อพบวาปโตรเลียมที่พบนั้นมีประโยชนในการใชงานและมีมูลคาทางเศรษฐกิจอยางมหาศาล ในชวงของการคนหาแหลงปโตรเลียมธรรมชาติในสมัยนั้น มนษุยไมจําเปนตองมีอุปกรณหรือเครือ่งมืออะไรมากนัก เพราะเปนการคนหาแหลงปโตรเลียมธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนผิวโลก ซ่ึงสามารถพบเห็นไดดวยตาเปลา ตอมาเมื่อมีประสบการณและความรูมากขึ้นจงึเร่ิมมีการสํารวจแหลงปโตรเลียมธรรมชาติที่อยูใตพืน้โลก อยางไรก็ตามการสํารวจในสมัยนัน้มนุษยยังมีความรูทางดานธรณีวิทยาไมมากพอประกอบกบัยังไมมีเครื่องมือที่ทันสมัยมากนัก จึงเปนเพยีงการสํารวจเชิงกายภาพทั่วไป โดยอาศัยการเปรียบเทียบลักษณะทางภูมิศาสตรของพื้นที่และองคประกอบอื่นๆ ในบริเวณพืน้ที่นัน้กับบริเวณที่เคยพบมากอน ซ่ึงผลของการสํารวจคอนขางไมแนนอน ตอมาเมื่อมนุษยมีประสบการณและความรูดีขึ้น ผลของการสํารวจจึงคอยๆ มีความแมนยํามากขึน้ตามลําดับ จนกระทั่งปจจบุันดวยความรูที่มนุษยส่ังสมมา ประสบการณและความ กาวหนาทางเทคโนโลยี ทําใหการสํารวจแหลงปโตรเลียมธรรมชาตินั้นมีความแมนยํามาก รวมถึงความสามารถในการประมาณการปริมาณปโตรเลียมธรรมชาติที่พบวาคุมคาทางเศรษฐกิจหรือไม

2.2.1 การสํารวจทางธรณีวิทยา

การสํารวจทางธรณีวิทยา (geological explorations) เปนการสํารวจเพื่อหาแหลงปโตรเลียม โดยศึกษาจากลักษณะโครงสรางทางธรณีวทิยาและชนิดของหินที่อยูในบริเวณนั้น ซ่ึงจะทําใหสามารถคาดคะเนไดวาจะมีโอกาสพบแหลงปโตรเลียมในบริเวณนี้หรือไม การสํารวจทางธรณีวิทยา จะมีการศึกษาขอมูลโครงสรางทางธรณีวิทยาจากแหลงขอมูลหลายดาน เพื่อประกอบและยนืยันผลการวิเคราะห เชนจากภาพถายดาวเทยีม ภาพถายทางอากาศ แผนที่ธรณีวิทยา และ

43

รายงานทางธรณีวิทยา นอกจากนี้ยังตองมกีารสํารวจธรณีวิทยาโดยการเก็บและวิเคราะหหนิตัวอยาง ซ่ึงผลการสํารวจทางธรณีวิทยานีจ้ะเปนขอมูลที่บอกใหทราบวาบริเวณที่สํารวจนั้นมแีหลงปโตรเลียมอยูหรือไม 2.2.2 การสํารวจทางธรณีฟสิกส

การสํารวจทางธรณีฟสิกส (geophysics explorations) เปนการสํารวจเพื่อยืนยันผลการสํารวจทางธรณีวิทยา และสามารถนํามาวิเคราะหคํานวณหาปริมาณปโตรเลียมที่มีอยูในบริเวณนั้น การสํารวจทางธรณีฟสิกสที่ใชเพื่อสํารวจแหลงปโตรเลียมมีอยูดวยกันหลายวิธี ซ่ึงแตละวิธีกจ็ะมีวิธีการและวตัถุประสงคที่แตกตางกัน 2.2.2.1 การวดัคาความโนมถวงของโลก (gravity method in exploration) เปนการวัดและวิเคราะหการเปลี่ยนแปลงคาความโนมถวงของโลกที่จุดตางๆ โดยอาศัยหลักการทีว่าคาความหนาแนนของชั้นหินจากจุดหนึ่งไปยงัอีกจุดหนึ่ง จะทําใหเกดิการเปลี่ยนแปลงขนาดของคาความโนมถวงบนผิวโลกดวย ซ่ึงผลของการวัดโดยวิธีนี้จะทําใหทราบถึงชนิดตางๆ ของหินที่อยูภายใตผิวโลก 2.2.2.2 การวดัความเขมของสนามแมเหล็กโลก (magnetic method in exploration) เปนการสํารวจทางแมเหล็กที่อาศัยการเปลี่ยนแปลงของสนามแมเหล็กโลก ทั้งนี้เพราะวาสสารชนิดตางๆ ในโลกมีคุณสมบัตคิวามเปนแมเหล็กที่แตกตางกัน และผลของการวัดโดยวิธีนีจ้ะสามารถบอกถึงความหนา ขอบเขต ความกวางใหญของแอง ซ่ึงจะนําไปสูการวิเคราะหและแปลความหมายเปนปริมาตรของแหลงปโตรเลียมนั้นได 2.2.2.3 การวดัคลื่นความไหวสะเทือน (seismic method in exploration) เปนการสํารวจโดยอาศัยคล่ืนสั่นสะเทือน ซ่ึงมีหลักการคือการทาํใหเกิดคลื่นสั่นสะเทือน ณ จุดๆ หนึ่งแลววัดเวลาที่คล่ืนใชในการสะทอนและหกัเหกลับมายังจุดตางๆ บนผิวดิน หลังจากเคลื่อนที่ไปกระทบ กับรอยตอของชั้นหิน โดยอาศัยเวลาเหลานีจ้ะสามารถคํานวณหาความลึกของรอยตอตางๆ ซ่ึงจะทําใหทราบถึงรูปรางและลักษณะโครงสรางของชั้นหินภายใตผิวโลกได

2.2.3 การเจาะสํารวจ การเจาะสํารวจ (drilling) เปนการเจาะเพือ่พิสูจนหรือยนืยันผลจากการสาํรวจดวยวิธีตางๆ ตามที่ไดกลาวมาแลวขางตน ขอมูลที่จะไดจากการเจาะสํารวจจะไดขอมูลทางธรณีวิทยา

44

ชนิดและอายุของชั้นหิน โครงสรางของชั้นหินและการลําดับของชั้นหินตางๆ รวมถึงชนิดและคุณภาพของปโตรเลียมที่พบ นอกจากนี้ยังตองมีการเจาะสํารวจเพิม่เติมที่เรียกวา การเจาะขัน้ประเมินผลเพือ่หาขอบเขตที่แนนอนของแหลงปโตรเลียม ปริมาณการไหลของปโตรเลียม ดังแสดงในภาพที่ 2.7 ซ่ึงจะทําใหทราบถึงปริมาณที่แนนอนของแหลงปโตรเลียม

ภาพที่ 2.7 แสดงตัวอยางการเจาะหลุมปโตรเลียม ที่มา (EIA. 2004c. On-line)

2.3 การเจาะหลุมผลิตปโตรเลียม วิวัฒนาการในการเจาะหลุมเพื่อผลิตปโตรเลียมมีมานานกวารอยปแลว การเจาะหลุมปโตรเลียมหลุมแรกเกดิขึ้นทีเ่มืองทิทัสวิลล (Titusville) รัฐเพนซิลวาเนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อป ค.ศ. 1859 โดยเอ็ดวนิ แอล แดรค (Edwin L. Drake) ในขณะนัน้เครื่องมือที่ใชในการเจาะเปนแบบกระแทก (percussion drilling) โดยใชหัวเจาะซึ่งติดอยูกับกานเจาะกระแทกชัน้หินลงไปเพื่อทําใหเกิดหลุม และสามารถเจาะพบปโตรเลียมที่ระดับความลึก 69.5 ฟุต มีปริมาณการผลติวันละ 20

45

บารเรล ซ่ึงการเจาะหลุมปโตรเลียมหลุมแรกนี้ นับเปนตนแบบใหมกีารพัฒนาเทคโนโลยีการเจาะหลุมปโตรเลียมมาจนถึงปจจบุันนี้ การเจาะหลุมปโตรเลียมเพือ่การลงทุนผลิตปโตรเลียมเรียกวา หลุมผลิตหรือหลุมพัฒนา (development well) จะมีลักษณะการเจาะหลุมหลายรูปแบบเชน แบบหลุมตรง (straight well) มักเปนการเจาะสาํรวจครั้งแรก แบบหลุมเอียง (deviation well) หรือแบบหลุมเจาะในแนวราบ (horizontal well) มักเปนการเจาะในขั้นประเมินผลและการผลิต สําหรับการเจาะหลุมปโตรเลียมเพื่อการผลิตจะมีทั้งการเจาะหลมุบนบก (onshore) และการเจาะหลุมในทะเล (offshore) 2.3.1 การเจาะหลุมผลิตปโตรเลียมบนบก ในการเจาะหลุมปโตรเลียมสําหรับแหลงทีอ่ยูบนบก จะมีวิธีการเจาะโดยใชแทนเจาะซึ่งมีอยูดวย กัน 3 ชนิดคอื 2.3.1.1 แทนเจาะแบบคอนเวนชนัแนล (conventional drilling rig) เปนแทนเจาะที่มีทั้งอุปกรณและสวนประกอบตางๆ ใหญที่สุด สามารถเจาะไดลึกมากอาจถึง 30,000-35,000 ฟุต ดังแสดงในภาพที่ 2.8

ภาพที่ 2.8 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบคอนเวนชันแนล ที่มา (Oil & Gas Exploration Company Cracow Ltd. 2005. On-line)

46

2.3.1.2 แทนเจาะแบบเคลื่อนยายได (portable rig) เปนแทนเจาะที่มีลักษณะเปนโครงสรางแบบหอคอยซึ่งสามารถพับใหเอนราบได ติดตั้งอยูบนรถบรรทุกขนาดใหญ ทําใหสามารถเคลื่อนยายแทนเจาะไดอยางสะดวก ดังแสดงในภาพที่ 2.9

ภาพที่ 2.9 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบเคลื่อนยายได ที่มา (Collier County Public Utilities Division. 2003. On-line) 2.3.1.3 แทนเจาะแบบมาตรฐาน (standard rig) เปนแทนเจาะแบบเกาแกที่สุด ซ่ึงถูกใชในสมยัแรกๆ ของการสํารวจปโตรเลียมปจจุบนัไมนยิมใชแลว ยังคงมีเหลือไวแสดงในพิพิธภัณฑเทานั้น มีลักษณะเปนโครงสรางแบบหอคอย โดยจะถูกสรางขึ้นครอมตรงปากหลุมที่ทําการเจาะ เมื่อใชงานเสร็จแลวสามารถถอดแยกเพื่อนําไปประกอบที่อ่ืนได ดังแสดงในภาพที่ 2.10

ภาพที่ 2.10 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบมาตรฐาน ที่มา (Drake Well Museum. 1999. On-line)

47

2.3.2 การเจาะหลุมผลิตปโตรเลียมในทะเล แทนเจาะที่ใชในการเจาะหลุมปโตรเลียมในทะเลอาจแบงไดเปน 2 ชนดิคือ 2.3.2.1 แทนเจาะแบบหยั่งติดพื้นทะเล แทนเจาะชนิดนีเ้หมาะสําหรับการทํางานในระยะยาวเพราะมีการกอสรางที่มั่นคง แข็งแรง มีลักษณะโดยทั่วไปคือ จะมีฐานหยั่งติดพืน้ทะเล ตามลักษณะโครงสรางของฐานสามารถแบงออกเปน 2 แบบคือ (1) แทนเจาะแบบแจคอัพ (jack up) แทนเจาะแบบนี้มีฐานสําหรับรับน้ําหนกัของตวัแทนเจาะมีลักษณะเหมือนขาหยั่งลงไปถงึพื้นทะเล ดงัแสดงในภาพที่ 2.11 โดยจํานวนขาของแทนเจาะอาจมีไดตั้งแต 3-5 ขา โดยแตละขายาวประมาณ 300-500 ฟตุ ซ่ึงขึ้นอยูกบัความลึกของพืน้ทะเลในบริเวณนั้น

ภาพที่ 2.11 แสดงตัวอยางของแทนเจาะแบบแจคอัพ ที่มา (Century Corrosion, Inc. 2004. On-line)

(2) แทนเจาะแบบฐานยึดตดิ (fixed platform) เปนแทนเจาะที่นิยมใชสําหรับการผลิตปโตรเลียมหลังจากทําการเจาะหลุมเสร็จแลว เพราะเปนการสรางขึ้นเพื่อรองรับ การผลิตปโตรเลียมในระยะยาว จึงตองมีการออกแบบและสรางอยางมั่นคง รูปแบบของแทนเจาะแบบฐานยึดตดิ ดังแสดงในภาพที่ 2.12

48

ภาพที่ 2.12 แสดงรูปแบบทั่วไปของแทนเจาะแบบฐานยดึติด ที่มา (NaturalGas. 2004. On-line) จากภาพที่ 2.12 จะเหน็วาแทนเจาะแบบนี้มีดวยกนัหลายรูปแบบ อยางไรก็ตามเมื่อพิจารณาถึงลักษณะโครงสรางหลักแลว สามารถแบงไดเปน 2 แบบ คือแบบเสาโลหะ (piled steel) กับ แบบโครงสรางถวง (gravity structure) ดังแสดงไวในภาพที ่ 2.13 (a) และ (b) ตามลําดับ ซ่ึงความแตกตางของแทนเจาะทั้ง 2 แบบนั้น จะอยูที่โครงสรางของฐานที่หยั่งลงไปยึดที่พื้นทะเล โดยแบบเสาโลหะ จะมีโครงสรางของฐานเหมือนหอคอยซ่ึงประกอบขึ้นดวยเหล็กคณุภาพดี มีความทนทาน สวนแบบโครงถวง มักจะถูกสรางดวยคอนกรีต เพื่อใหมีความมั่นคงแข็งแรง ภาพที่ 2.13 แสดงตัวอยางแทนเจาะ (a) แบบเสาโลหะ และ (b) แทนเจาะแบบโครงสรางถวง ที่มา ((a) TOSCOT. 2005. On-line (b) Kvaerner. 2005. On-line)

(a) (b)

49

2.3.2.2 แทนเจาะชนดิแทนลอยโดยยดึติดกับพื้นทะเลดวยสมอ เปนแทนเจาะที่ถูกออกแบบมาเพือ่ใหสามารถเคลื่อนที่ได เหมาะสําหรับงานที่อยูออกไปจากชายฝง โดยทั่วไปจะมีอยู 3 แบบคือ (1) แบบเรือทองแบน (barge) มีลักษณะเปนเรือทองแบน มีอุปกรณการเจาะตดิตั้งอยูบนเรือ มักใชทําการเจาะบรเิวณชายฝงน้ําตื้นหรือบริเวณทะเลสาบ ที่มีระดับน้ําไมลึกมากนัก เรือเจาะแบบนี้เมื่อจะทําการเจาะบริเวณใดกจ็ะทําการปลอยน้ําเขาไปในตัวเรือในสวนที่เรียกวาหองอบัเฉา เพื่อเปนการถวงน้ําหนกัเรือไมใหเคลื่อนที่ในขณะทาํการเจาะ เมื่อเจาะเสร็จก็ทําการสูบน้ําออกเพื่อใหเรือลอยขึ้นและเคลื่อนที่ไปที่อ่ืนไดตอไป ดังแสดงในภาพที่ 2.14

ภาพที่ 2.14 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบเรือทองแบน ที่มา (U.S. Coast Guard. 2002. On-line)

(2) แบบเรือเจาะขนาดใหญ (drillship) มีลักษณะเปนเรอืเจาะขนาดใหญ มีอุปกรณการเจาะทุกอยางอยูบนเรือ ดังแสดงไวในภาพที่ 2.15 เรือเจาะแบบนีเ้หมาะสําหรับ การเจาะในบรเิวณที่อยูไกลออกไปจากชายฝง โดยเมือ่ตองการเจาะบริเวณใดกจ็ะทําการจอดเรือโดยการลงสมอเรือเพื่อยึดเรอืใหอยูกับที่ แตในปจจุบันไดมีการพัฒนาโดยการใชระบบคอมพิวเตอรควบคุมตําแหนงการจอดเรอืแทนการยึดดวยสมอเรือ

50

ภาพที่ 2.15 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบเรือเจาะขนาดใหญ ที่มา (Integrated Ocean Drilling Program. 2004. On-line) (3) แบบเซมิซับเมอรซิเบิล (semi-submersible) มีลักษณะเปนแทนเจาะที่วางอยูบนทุนขนาดใหญซ่ึงปกติจะสามารถลอยน้ําได การเคลื่อนยายไปบริเวณที่ตองการทาํการเจาะจะใชเรือ ลากจูงไปที่ตําแหนงนั้น เมื่ออยูในบริเวณทีต่องการเจาะ จะทําการสูบน้าํเขาไปในทุนดังกลาวเพื่อเปนการถวงน้ําหนักใหแทนเจาะอยูนิ่งกับที ่ พรอมกับการลงสมอเพื่อชวยยึดแทนเจาะอีกทางหนึ่ง ดงัแสดงไวในภาพที่ 2.16 แทนเจาะแบบนี้มกัถูกใชเจาะในบริเวณที่มนี้ําทะเลลึกตั้งแต 600-1,500 ฟุต

ภาพที่ 2.16 แสดงตัวอยางแทนเจาะแบบเซมิซับเมอรซิเบิล ที่มา (NaturalGas. 2004. On-line)

51

2.4 การกลั่นปโตรเลียม ปโตรเลียมที่ผลิตไดจากหลุมผลิต ซ่ึงจะประกอบดวยน้ํามันดิบ กาซธรรมชาติ น้ําและส่ิงเจือปนอื่นๆ จะถูกนํามาผานกระบวนการแยกสถานะและกําจัดสิ่งเจือปนดังกลาวออก โดยน้าํทั้งหมดจากขบวนการผลิตจะถูกสงไปบําบัดเพื่อใหไดมาตรฐานน้ําทิ้งกอนปลอยลงสูทะเล หรืออัดกลับลงไปในหลุมเพื่อใหมผีลกระทบตอส่ิงแวดลอมนอยที่สุด ปโตรเลียมจะถูกสงไปที่ระบบแยกสถานะ (gas/liquid separator) เพื่อแยกสถานะของปโตรเลียม ซ่ึงกาซที่ไดจะถูกสงไปเพิ่มแรงดนั และดูดความชืน้ออกที่ระบบเพิ่มแรงดันกาซ (gas compression) และระบบดดูความชื้นกาซ (gas dehydration) ตามลําดับ กอนที่จะถูกสงตอไปเพื่อทําการซื้อขายโดยผานระบบมาตรวัดกาซ (gas metering) รายละเอียดเรื่องของกาซธรรมชาติจะไดกลาวในบทตอไป สวนน้ํามันจะถูกสงไปยัง ระบบคงสภาพ (crude oil tank system) กอนที่จะสงไปเกบ็เพื่อขนถายไปสูโรงกล่ันน้ํามันตอไป น้ํามันดิบที่ถูกสงมายังโรงกลั่นน้ํามัน จะถูกแยกสวนประกอบโดยวิธีการกลั่นลําดับสวน (fractional distillation) ในหอกลั่นบรรยากาศ ในกระบวนการนีน้้ํามนัดิบจะถูกแยกเปนน้ํามนัสําเร็จรูปและผลิตภัณฑชนดิตางๆ โดยวิธีการบรรจุน้าํมันดิบเขาไปในทอโลหะซ่ึงมีคุณสมบัติทนตอความรอนสูงซึ่งถูกวางเรียงกันอยูบนเตาเผา เมื่อทําการเผาสวนประกอบตางๆ ในน้ํามันดิบก็จะถูกแยกออกตามลักษณะของจุดเดือดของสวนประกอบนัน้ๆ ดังแสดงในภาพที่ 2.17 สวนประกอบตางๆ ที่อยูในน้ํามนัดิบมอีงคประกอบของสารประกอบไฮโดรคารบอนแตกตางกันซึ่งทําใหสารเหลานี้มีจุดเดือดแตกตางกันไป เมื่อใหความรอนเขาไปจนสารตางๆ ในน้ํามันดิบระเหยไปพรอมๆ กัน ไอของสารเหลานั้นก็จะลอยตัวข้ึนไปในหอกลั่น และเกดิการควบแนนเปนสวนๆ ตามชวงอุณหภูมิของจุดเดือดที่แตกตางกัน โดยไอของสารที่มีจุดเดือดต่ําจะไปควบแนนที่บริเวณสวนบนของหอกลั่น สวนไอของสารที่มีจุดเดือดสูงกวาจะควบแนนอยูในตําแหนงทีต่่ําลงมาตามลําดับ เชน กาซซึ่งเปนสารไฮโดรคารบอนที่มีโมเลกุลเล็กสุดมีจุดเดือดอยูในชวงไมเกนิ 40 องศาเซลเซียส จะกลัน่ตัวในตําแหนงสูงสุด รองลงมาไดแกพวกน้ํามนัเบนซิน สวนพวกที่มีจดุเดือดสูงมากไดแก พวกน้ํามันเตาและน้ํามันหลอล่ืน ซ่ึงสารเหลานี้จะมีโมเลกุลของสารไฮโดรคารบอนขนาดใหญ

52

ภาพที่ 2.17 แสดงตัวอยางการกลั่นลําดับสวน ที่มา (CWXprenhall. 2005. On-line)

2.5 ประเภทของน้ํามันดิบ น้ํามันดิบที่ไดจากการเจาะขึน้มาจากหลุมผลิต จะมีการจําแนกในเบือ้งตน เพื่อบอกวาน้ํามันดิบประเภทไหนเหมาะสําหรับการผลิตเปนผลิตภัณฑอะไร โดยมกีารแบงออกเปน 3 ประเภท (ปราโมทย ไชยเวช และ นุรักษ กฤษดานุรักษ. 2543 : 52) คือ 2.5.1 น้ํามันดบิพื้นฐานพาราฟน น้ํามันดิบพืน้ฐานพาราฟน (paraffinic base crudes) เปนน้ํามันดิบทีม่สีารจําพวกแอสฟลตปนอยูนอยหรือเกือบไมมีเลย สวนใหญจะมีพาราฟนผสมอยูมากและมีไขมันบางสวน น้ํามันดิบประเภทนี้เมื่อกล่ันแลวจะไดน้ํามนัเบนซินที่มีคาออกเทนต่ํา แตไดน้ํามนักาดและน้ํามนั หลอล่ืนที่มีคุณภาพสูง

53

2.5.2 น้ํามันดบิพื้นฐานแนฟทีน น้ํามันดิบพืน้ฐานแนฟทนี (naphthenic base crudes) เปนน้ํามันดิบที่มีพาราฟนหรือไขมันปนอยูนอย แตมตีะกอนของแอสฟสทอยูมาก มีกํามะถัน ออกซิเจน และไนโตรเจนปนอยูสูง น้ํามันดิบประเภทนี้เมื่อกล่ันจะไดน้ํามันเบนซินที่มีคาออกเทนสูง แตไดน้ํามันกาด น้ํามนัดีเซล และน้ํามันหลอล่ืนที่มีคุณภาพปานกลาง นอกจากนี้ยังไดแอสฟลตหรือยางมะตอยจํานวนมาก 2.5.3 น้ํามันดบิพื้นฐานผสม น้ํามันดิบพืน้ฐานผสม (mixed base crudes) เปนน้ํามันดบิผสมที่มีทั้งพาราฟนและแอสฟลตผสมกันอยู น้ํามันประเภทนี้เมื่อนํามากลั่นจะไดผลิตภัณฑออกมาทุกชนิด แตไมมีผลิตภัณฑใดทีโ่ดดเดน

2.6 ผลิตภัณฑจากปโตรเลียม จากกระบวนการกลั่นลําดับสวน จะเห็นวาในแตละชวงอุณหภูมิสารไฮโดรคารบอนจะมีการกลั่นตัว ซ่ึงทําใหเกิดผลิตภัณฑขึ้นมากมาย ดังแสดงในภาพที่ 2.18 ซ่ึงผลิตภัณฑเหลานี้อาจแบงออกเปนประเภทใหญๆ 4 ประเภท คือ ผลิตภัณฑประเภทเชื้อเพลิง ผลิตภัณฑประเภทน้ํามัน หลอล่ืนและจาระบี ผลิตภัณฑประเภทยางมะตอย และผลิตภัณฑอ่ืนๆ (ปราโมทย ไชยเวช และ นุรักษ กฤษดานุรักษ. 2543 : 169) รายละเอยีดของผลิตภณัฑแตละชนดิมีดังตอไปนี ้

2.6.1 ผลิตภณัฑประเภทเชื้อเพลิง ผลิตภัณฑประเภทเชื้อเพลิงจดัเปนผลิตภณัฑที่มีปริมาณมากที่สุดที่ไดจากการกลั่นปโตรเลียมคือ ประมาณรอยละ 85 ของผลิตภัณฑทั้งหมด (กรมธุรกิจพลังงาน. 2547. ออน-ไลน) ซ่ึงประกอบดวย กาซปโตรเลียมเหลว น้ํามันเบนซิน น้าํมันดีเซล น้ํามันกาด น้ํามนัเครื่องบิน และน้ํามันเตา ผลิตภัณฑเชื้อเพลิงชนิดตางๆ ผลิตภัณฑเหลานี้เมื่อนํามาเผาไหมจะเปลี่ยนเปนไปพลังงานชวยใหมนุษยสามารถดํารงชีวิตอยางสุขสบาย

54

ภาพที ่2.18 แสดงตัวอยางผลิตภัณฑที่เกิดขึ้นจากการกลั่นลําดับสวน ที่มา (Energy Institute. 2005. On-line) 2.6.1.1 น้ํามันเชื้อเพลิง เปนผลิตภัณฑที่ใชกันมากทั้งในดานการคมนาคมขนสง การเกษตรและอุตสาหกรรมตางๆ น้ํามันเชื้อเพลิงที่นิยมใชกันมากไดแก น้ํามันเบนซิน น้ํามันดีเซล น้ํามันกาดและน้ํามันเตา คณุสมบัติตางๆ ของน้ํามันเหลานี้มีดังตอไปนี้ (1) น้ํามันเบนซิน (gasoline) เปนน้ํามันที่นิยมใชกันมากในเครื่องยนตที่จุดระเบดิดวยหัวเทยีนหรือที่เรียกวาเครื่องยนตชนดิสันดาปภายใน น้ํามันเบนซินเปนสารไฮโดร คารบอนที่มีจํานวนอะตอมของคารบอนในโมเลกุลอยูในชวงตั้งแต C5-C10 มีจุดเดือด อยูในชวง 70-120 อาศาเซลเซียส ซ่ึงน้ํามันเบนซินที่นยิมที่สุด คือที่มีสารไฮโดรคารบอนซึ่งมีจํานวนคารบอน 8 อะตอมใน 1 โมเลกุล ที่เรียกวา ไอโซออกเทน โดยทัว่ไปจะรูจักในลักษณะของคาออกเทน (octane number) สําหรับตัวเลขคาออกเทนจะเปนตัวบอกถึงความบริสุทธิ์ของไอโซออกเทน ที่มีอยูใน

55

น้ํามัน เชน น้ํามันที่มีเลขออกเทน 100 หมายถึงน้ํามันนัน้มีไอโซออกเทนที่บริสุทธิ์ ซ่ึงมักจะไมคอยถูกนํามาใชเพราะราคาสูง สวนในกรณีที่เลขออกเทนมีคาต่ําหมายถึงน้ํามันเบนซินนั้น มีสารไฮโดร คารบอนนอยกวา 8 อะตอมใน 1 โมเลกลุ จึงทําใหมีราคาถูกและมีการเผาไหมไดไมดี ดังนัน้กอนการนําน้ํามันเบนซินชนิดนีม้าใชจึงตองมกีารเติมสารบางชนิดลงไป เพื่อทําใหคณุภาพของน้าํมันเบนซินนั้นใกลเคียงกับน้ํามนัเบนซินที่มีเลขออกเทนสูง สารที่นิยมใชเติมกนัมากคือเททระเอทลิเลต (tetraethyl lead) แตเนื่องจากมีผลเสียตอสภาพแวดลอมเพราะมีตะกัว่เปนสวนประกอบ ดงันัน้ในปจจุบนัจึงนิยมใชสารที่ไมมีสวนประกอบของตะกั่วแทน เชน สารเมธิลเทียรีบิวทิลอีเธอร (methyl teriary butyl ether, MTBE) เปนตน นอกจากนี้ในน้ํามันเบนซินที่ใชกนัอยูในทกุวนันีย้งัตองมีการเติมสารอื่นๆ อีกหลายชนิด เชน สารตานการนอ็ค สารตานทานการเติมออกซิเจน สารเติมแตงทําความสะอาดหวัฉีดและลิ้นไอดี และการเติมสีเพื่อบอกประเภทของน้ํามันเชน น้ํามันเบนซินออกเทน 91 มีสีแดง สวนน้าํมันเบนซินออกเทน 95 มีสีเหลืองออน เปนตน (2) น้ํามันกาด (kerosene) เปนสารไฮโดรคารบอนที่มีอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกุลอยูในชวงตั้งแต C10-C16 และมจีุดเดือดอยูในชวง 120-170 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปจะใชสําหรับการใหพลังงานความรอนและแสงสวาง หรือใชสําหรับเครื่องบิน ซ่ึงขึ้นอยูกับคุณสมบัตขิองสารไฮโดรคารบอนในน้ํามันกาดนั้นๆ นอกจากนี้ในปจจุบนัไดมีการนําไปใชประโยชนดานอื่นๆ หลายประการเชน ใชเปนสวนผสมของน้ํายาทําความสะอาด น้ํามันขัดเงาประเภทตางๆ ใชเปนสวนผสมสําหรับยาฆาแมลง เปนตน (3) น้ํามันดีเซล (diesel oil) เปนน้ํามนัเชือ้เพลิงที่มีราคาถูก จึงเปนทีน่ิยมใชสําหรับการขนสงโดยสาร เครื่องกําเนิดไฟฟาสําหรับผลิตกระแสไฟฟา รถแทรกเตอร เรือประมง เปนตน น้ํามนัดีเซลประกอบดวยสารไฮโดรคารบอนที่มีอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกุล อยูในชวงตัง้แต C14-C20 และมีจุดเดือดอยูในชวง 170-270 องศาเซลเซียส (4) น้ํามันเตา (fuel oil) เปนสารไฮโดรคารบอนที่มีโมเลกุลขนาดใหญมาก คือมีจํานวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกุลอยูในชวงตั้งแต C20-C70 และมีจดุเดือดอยูในชวง 250-400 องศาเซลเซียส สวนใหญใชเพื่อเปนแหลงใหพลังงานความรอน มีการใชกันมากในอุตสาหกรรมตางๆ เครื่องกําเนิดไฟฟาขนาดใหญ เพราะมีราคาถูก การขนถายและการเก็บรักษาสามารถทําไดงาย 2.6.1.2 กาซปโตรเลียมเหลว หรือกาซหงุตม ในกระบวนการกลั่นน้ํามันดิบโดยวิธีการกลั่นลําดับสวนดังทีไ่ดกลาวมาแลว สารไฮโดรคารบอนที่มีจํานวนอะตอมของคารบอนนอยที่สุดและมีจดุเดือดต่ําสุดจะอยูในสภาวะกาซ ซ่ึงมีจํานวนอะตอมของคารบอนตั้งแต C1-C4 ไดแก มีเทน อีเทน โพรเพน และบิวเทน ตามลาํดับ จะมีสภาวะเปนกาซที่อุณหภูมิหอง ดงันั้นในการเกบ็

56

รักษาจึงตองทาํใหอยูในสภาวะของเหลวโดยการเพิ่มความดันหรือลดอุณหภูมิ ในการผลิตกาซหุงตมจะใชการผสมระหวางกาซโพรเพนกับ กาซบิวเทนในสัดสวนที่เหมาะสม ซ่ึงจะแตกตางกนัไปแลวแตการผลิต แตจะมีผลใหคาความดนัไอตางกัน สําหรับประเทศไทยผูผลิตแตละรายสามารถกําหนดสัดสวนระหวางกาซโพรเพนกับ กาซบิวเทนไดตามความเหมาะสมของกระบวนการผลิต เชน บริษัทการปโตรเลียมแหงประเทศไทยกําหนดสัดสวนโมลของโพรเพนตอบวิเทนเปนรอยละ 60:40 สวนบริษัทไทยออยล และโรงกลั่นอืน่ ๆ จะมีสัดสวนโมลของโพรเพนตอบิวเทนเปนรอยละ 30:70 เปนตน กาซเปนแหลงที่ใหพลังงานความรอนสูง มีเปลวไฟที่สะอาด จึงถูกใชเปนเชื้อเพลิงทั้งในครัวเรือนและในอุตสาหกรรม และในปจจุบันกําลังไดรับความนยิมใชเปนเชื้อเพลิงแทนน้ํามนัเบนซินในรถยนต เพราะราคาถูกกวา มีคาออกเทนสูงและไมมีสารตะกัว่ โดยปกติกาซเหลานี้จะไมมีสีและไมมีกล่ิน ดังนั้นผูผลิตจึงใสกล่ินเขาไปเพื่อใหสามารถรูไดงายเมือ่เกิดการรัว่ 2.6.2 ผลิตภณัฑประเภทน้ํามันหลอล่ืน และจาระบี ผลิตภัณฑเหลานี้ เกิดจากสารซึ่งไดจากกระบวนการกลั่นลําดับสวนน้ํามันดิบในลําดับทายๆ ของกระบวนการกลั่น ที่เรียกวาสารหลอล่ืน (lubricating oil) เปนสารประกอบไฮโดรคารบอนที่มีโมเลกุลใหญ โดยมีจํานวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกุลอยูในชวง C20-C50 มีจุดเดือดคอนขางสูงคือประมาณ 300 องศาเซลเซียสขึ้นไป สารนี้มีจะมีลักษณะเหนียวแตล่ืน จึงมีคุณสมบัติชวยลดความฝดระหวางผิวสัมผัสและลดการสึกหรอ 2.6.3 ผลิตภณัฑประเภทยางมะตอย ผลิตภัณฑเหลานี้เกิดจากสารที่เปนสวนเหลอืจากกระบวนการกลั่นลําดับสวน สารไฮโดรคารบอนที่อยูในสารประเภทนี้ มีโมเลกุลใหญทีสุ่ดในบรรดาสารที่เกิดจากกระบวนการกลั่นทั้งหมด โดยมีจํานวนอะตอมของคารบอนใน 1 โมเลกุลมากกวา C70 มีจุดเดือดคอนขางสูงคือมากกวา 350 องศาเซลเซียสขึ้นไป สารที่ไดนี้เรียกวา บิทเูมน (bitumen) หรือ แอสฟลต (asphalt)

57

2.6.4 ผลิตภณัฑอ่ืน ๆ ในกระบวนการกลั่นน้ํามันโดยวิธีลําดับสวนตัว นอกจากจะไดผลิตภณัฑหลักๆ ซ่ึงเปนสารไฮโดรคารบอนตามที่ไดกลาวมาขางตนแลวนัน้ ในระหวางกระบวนการยังไดสารประเภทตวัทําละลายและสารเคมีตางๆ ออกมาดวย

2.7 บทสรุป

ปโตรเลียมเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน ที่เกิดขึน้เองตามธรรมชาติจากการทับถมของสารอินทรียตางๆ โดยใชเวลานับลานๆ ป และอาศัยกระบวนการทางเคมี ทําใหสารอินทรียเหลานั้นเปลี่ยนไปเปนคีโรเจน และในที่สุดก็กลายไปเปนปโตรเลียมในสถานะตางๆ ตามองคประกอบของสารไฮโดรคารบอนในปโตรเลียม และสภาพแวดลอมทั้งระดับพลังงานความรอนและความกดดนัที่มีอยูในขณะนั้น การไดมาซึ่งปโตรเลียมเพื่อการนํามาใชนั้น เร่ิมตัง้แตการสํารวจพื้นที่ทั้งทางธรณีวิทยา และทางธรณีฟสิกส และเพื่อยืนยันผลการสํารวจกจ็ะทําการเจาะสํารวจกอนการลงทุนเจาะเพื่อการผลิต ปโตรเลียมที่ไดจากหลุมผลิตจะถูกนําไปแยกสถานะซึ่งจะมีทั้งกาซธรรมชาติ น้ํามันดิบ และสิง่เจือปนตางๆ น้ํามันดิบจะถูกนําไปเขาสูกระบวนการกลั่นลําดับสวน โดยอาศัยความแตกตางของจุดเดือดของสารไฮโดรคารบอนที่มีอยูในปโตรเลียม ทําใหสามารถแยกผลิตภัณฑตางๆออกมาได

2.8 คําถามทบทวน 1. จงบอกถึงความหมายของปโตรเลียม 2. จงอธิบายถึงการกําเนดิปโตรเลียม 3. จงอธิบายถึงกระบวนการยอยสลายสารอินทรียในการกําเนิดปโตรเลยีม 4. จงบอกถึงประเภทของคีโรเจน 5. จงบอกถึงลักษณะทัว่ไปของแหลงกักเกบ็น้ํามันปโตรเลียม 6. จงอธิบายถึงวิธีการสํารวจแหลงปโตรเลียม 7. จงบอกถึงลักษณะของแทนเจาะปโตรเลียมทั้งที่ใชบนบกและในทะเล 8. จงอธิบายถึงกระบวนการกลั่นปโตรเลียม

58

9. จงบอกถึงประเภทของน้ํามันดิบ 10. จงบอกถึงประเภทของผลิตภัณฑจากปโตรเลียม เอกสารอางอิง กรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ. (2547ก). กําเนิดปโตรเลียม. [ออน-ไลน]. แหลงที่มา:

http://www.dmf.go.th/petro_focus/emerging.asp. กรมธุรกิจพลังงาน. บทความเรื่องกาซปโตรเลียมเหลว. [ออน-ไลน]. (2547). แหลงที่มา:

http://www.doeb.go.th/ knowledge/ data/lpg_1/lpg_1.htm. ปราโมทย ไชยเวช และ นุรักษ กฤษดานรัุกษ. (2543). ปโตรเลียมเทคโนโลยี. กรุงเทพฯ :

จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย. Century Corrosion. (2004). Jack Up. [On-line]. Available:

http://www.centurycorrosion.com/images/rig3.jpg. Collier County Public Utilities Division. (2003). Portable Rig. [On-line]. Available: http://www.colliergov.net/pud/d/pollcntrl/images/bigdrillerpic.jpg. CWXprenhall. (2005). Fractional Distillation. [On-line]. Available:

http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/ text_images/CH06/FG06_21.JPG.

Drake Well Museum. (1999). Standard Rig. [On-line]. Available: http://www.drilshop.com/hallfame/steelrig.jpg.

Earthsci.org. (2004). Oil Stratigraphic Traps. [On-line]. Available: http://www.earthsci.org/ mindep/traps/oildep2.html. Energy Information Administration. (2004c). Petroleum trap. [On-line]. Available:

http://www.eia.doe.gov/pub/oil_gas/ petroleum/analysis_publications/ oil_market_basics/ images/Trap.gif.

Energy Institute. (2005). Petroleum Products. [On-line]. Available: http://www.energyinst.org.uk/education/coryton/images/column.gif.

59

Integrated Ocean Drilling Program. (2004). Drillship. [On-line]. Available: http://iodp.tamu.edu/publicinfo/joides.jpg.

Kvaerner. (2005). Gravity Structure. [On-line]. Available: http://www.akerkvaerner.com/NR/rdonlyres/94DEE05E-96DF-4B08-8E2E-D84240F05CC/10005/Smedvigramrig.jpg.

NaturalGas. (2004). Fixed Platform. [On-line]. Available: http://www.naturalgas.org/images/offshore_drill_platform.gif.

Nature. (2003). Kerogen. [On-line]. Available: http://www.nature.com/nature/ journal/ v426/n6964/fig_tab/nature02132_F1.html. Oil & Gas Exploration Company Cracow Ltd. (2005). Conventional Drilling Rig. [On-line].

Available: http://www.ogec.krakow.pl/urzadzenia/N75I.jpg. TOSCOT. (2005). Piled Steel. [On-line]. Available:

http://www.toscot.com/photplat12.jpg. U.S. Coast Guard. (2002). Barge. [On-line]. Available:

http://www.uscg.mil/hq/g-cp/history/Tender_30.jpg.

หนังสืออิเล็กทรอนิกส

ฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสิกส 1 (ความรอน)

ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอร

โลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา c ฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ต

ทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอน หนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอน

เอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร

แบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ ตารางธาตุ)ไทย1) 2 (Eng)

พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกส

ธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกส

การทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล

แบบฝกหัดกลาง

แบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบ

ความรูรอบตัวท่ัวไป อะไรเอย ?

ทดสอบ)เกมเศรษฐี( คดีปริศนา

ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

คําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัว

การประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกส

นักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทย

ดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกส

การทํางานของอุปกรณตางๆ

การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนท่ีแบบหนึ่งมิต ิ 4. การเคลื่อนท่ีบนระนาบ5. กฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนท่ีแบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอท่ีหน่ึงและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร

17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต

1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน 5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร 11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร

การเรียนการสอนฟสิกสท่ัวไป ผานทางอินเตอรเน็ต

1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง

5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา 7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร

ฟสิกสราชมงคล