עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > גיאולוגיהעמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > אנרגיה
מינא : המכון הישראלי לנפט ולאנרגיה


תקציר
מידע על סוגי מלכודות נפט: מלכודות מבנה (קימוט, שבירה, חדירת טריז או תשלובת של הטיפוסים) ומלכודות שכבתיות (ראשוניות ומשניות).



הצטברות הנפט
מחבר: פרץ גרדר


אחד היסודות העיקריים של כול מלכודת הוא סלע הכיסוי, המצוי מעל לשכבת הנפט. כיסוי זה צריך להיות בלתי חדיר כדי למנוע מהנפט ומהגז אפשרות של בריחה דרך הסלעים שמעליהם, והתנדפות בהגיעם אל פני השטח. שכבות-כיסוי אלו מורכבות בדרך-כלל מפצלים, חווארים דחוסים או אנהידריט, ובמקרים נדירים יותר הן אבני-גיר צפופות או דחוסות במידה שיש כה כדי לאטום את הנפט.

הטבע מספק שפע בלתי-מוגבל של תנאים גיאולוגיים העשויים ליצור מלכודות מתאימות. המלכודות הגיאולוגיות הללו נחלקות לשתי קבוצות עיקריות:


  • מלכודות מיבנה (structural traps) הנוצרות על-ידי שינוי-צורה מקומי של השכבות בתהליכים הגיאולוגיים של קימוט או העתק או שניהם גם יחד.

  • מלכודות שכבתיות (stratigraphic traps) המתהוות כתוצאה משינויים אופקיים או אנכיים בליתולוגיה של הסלעים הבונים את המאגר.



 

מלכודות מיבנה


המלכודות הנוצרות כתוצאה מקימוט והעתק הן הנוחות ביותר לזיהוי באמצעות מיפוי של פני השטח. כבר בראשית קורות הגיאולוגיה של הנפט הוסבה תשומת-הלב למלכודות אלו. יתר על כן, אלו הן המלכודות שקל ביותר לאתרן מתחת לפני הקרקע, והן שנתנו דחיפה ניכרת לגילויי נפט וגז.

המלכודות, שמקורן הוא בעיקר מיבני, מסווגות בדרך כלל בהתאם לטיפוסים של שינויי-הצורה העיקריים שגרמו להתהוותן:

1. קימוט 2. שבירה 3. חדירת טריז (של מלח או של חומר מאגמתי) 4. תשלובת של הטיפוסים

1. קימוט (folding) -. בציורים 5-1 נראות דוגמאות של מלכודות-מיבנה שנוצרו כהוצאה מקימוט. למלכודות אלו שלל צורות רבות ושונות, ובכללן כל המעברים מכיפות שטוחות (ציור 1) ועד לקמרים (anticlines) ארוכים וצרים, סימטריים (ציור 2) או בלתי-סימטריים (ציור 3) או אפילו הפוכים (overturned) ((ציור 4). אופן יצירת הקימוט והכיפוף של התצורות הגיאולוגיות שימש נושא לדיון נמשך שנים רבות. מרבית התיאוריות תומכות בדעה, כי לחץ אופקי שמקורו עמוק מתחת לפני השטח גרם לשינויי-צורה אלה. בעומקים גדולים שרויים הסלעים במצב פלאסטי יותר, בגלל תנאי החום והלחץ הגבוהים השוררים שם. כוחות-לחץ אלה מקמטים את קרום כדור-הארץ ומשבשים את פניו למערכה של קמרים וקערים (synclines). שינויי-הצורה, החלים כתוצאה מתנועות אלו, משתקפים בכל השכבות שהיו קיימות בעת הקימוט, ולפיכך עשויה להיווצר בכל העמוד הגיאולוגי סידרת מלכודות מכל סלעי המאגר האפשריים שהושפעו מתנועה זו.

ציור 1
כיפה שטוחה


ציור 2
מלכודת טפט בקמר סימטרי


ציור 3
מלכודת נפט בקמר בלתי סימטרי


ציור 4
מלכודת נפט בקמר הפוך


סוג נוסף של מלכודות-מיבנה הקשורות בקימוט, שנתקלים בו תכופות, נוצר בשכבות שהושקעו מסביב לגוש יבשתי קדום. כאשר מישקעים רכים נרבדים על גלעין של סלעים קשים, גורם הידוקם של מישקעים אלה מסביב לגלעין כזה למיבני-קימוט הדומים לקמרים וכיפות (ציור 5). תהליכי הצטברות-הנפט שווים בכל המיבנים האלה, אם-כי דרך התקמטותן של השכבות היא שונה.

ציור 5
קמר הנוצר מקימוט שכבות ע"י דחיסה כנגד גוש סלע קשה


2. שבירה (faulting). - כאשר השכבות הגיאולוגיות נשברות או מועתקות, הן מובאות במגע לאורך קו-התעתק עם תצורות בעלות תכונות ליתולוגיות שונות.
כך, למשל, שכבת אבן-חול נקבובית ונטויה אפשר שתימצא מול שכבה בלתי-חדירה של פצלים. כל הנפט והגז אשר נדדו והגיעו אל החול הזה אחרי היווצרותו של ההעתק ייעצרו במחסום זה. כמקרה שסלע המאגר גובל - מעבר להעתק - בשכבה חדירה, יוסיפו הנפט והגז בדרך-כלל לנדוד במעלה השכבה הנטויה מעברו השני של ההעתק, או לאורך מישור ההעתק. במקרה השני עשוי הנפט להצטבר בשכבות גבוהות יותר, אם הן אטומות כהלכה. אם הנפט איננו נתקל בתנאים של אטימות מספקת, הוא ממשיך בזרימתו לאורך מישור-ההעתק ובורח עד הגיעו אל פני השטח. כך נוצרת נביעת נפט או גז (או שניהם כאחד), המעידה על אפשרות נוכחותו של מאגר-נפט במעמקים, בתנאי שלא כל הנפט הספיק להתפזר לאחר היווצרות ההעתק.

ציור 6
מלכודת מיבנה בהעתק מתח


קיימות שתי קבוצות עיקריות של העתקים: 1. העתקים נורמאליים או העתקי-מתח (tension faults) (ציור 6) 2. העתקים הפוכים (reverse faults) או העתקים רוכבים (thrust faults) (ציורים 8-7). כאשר ההעתק הנורמאלי הוא הגורם הקובע, מתרכז הנפט לעתים קרובות בגוש הגבוה יותר. האגף שהועתק למעלה ממלא את תפקיד החלק העליון של קמר. הואיל והסלעים שבאגף שהועתק מטה נתונים תחת לחץ גדול יותר מאשר לפני היווצרות ההעתק, והואיל ואטימות ההעתק עלולה שלא להיות מוחלטת, נוטים הנפט והגז להימלט למעלה בסביבת קצות ההעתק.

ציור 7
מלכודת מיבנה בהעתק הפוך


ציור 8
העתק רוכב


העתקים הפוכים והעתקים רוכבים מביאים לתזוזת סידרה אחת של שכבות אל מעל לשניה, אם מישור-ההעתק יוצר עם האופק זווית גדולה (מעל ל- 45 מעלות), נקרא ההעתק "העתק הפוך"; אם הזווית היא קטנה (פחות מ- 45 מעלות), נקרא לו "העתק רוכב". מלכודות הנוצרות על-ידי העתקים כאלה אפשר שיימצאו מעל למישור-ההעתק או מתחתיו.

ציור 9
קימוט ע"י חדירת גוש מלח


3. חדירה (intrusion) -. חדירת מלח לתוך שכבות צעירות יותר גורמת להתקמרות השכבות תוך כדי יצירת תנאי קימוט (ציור 9). במקרים רבים חודר המלה ובוקע לתוך התצורות (ציור 10), ובמקום שסלע-המאגר גובל בקיר מלח בלתי-חדיר נוצרים תנאים מתאימים ללכידת נפט.

ציור 10
קימוט ושבירה של שכבות ע"י חדירת גוש מלח


תנאי-המיבנה הנוצרים על-ידי חדירות מאגמתיות זהים עם אלה הנוצרים על-ידי חדירות מלח. אך למעשה נמצא, כי רוב המלכודות הקשורות בחדירות מאגמתיות אינן מכילות נפט. אפשר והסיבה לכך נעוצה בחום הגבוה שבו היו שרויים הסלעים בעת החדירה.



 

מלכודות שכבתיות


אלו הן מלכודות הנוצרות כתוצאה מסיום פתאומי של סלע המאגר, או כתוצאה משינויים ליתולוגיים בתוך סלעי-המאגר המשפיעים על נקבוביותם וחדירותם. בעוד שבעבר שימשו מלכודות-המיבנה מטרות עיקריות בחיפושי נפט, מושם עתה הדגש, יותר ויותר, בחיפוש אחר מלכודות שכבתיות. הסיבה העיקרית לכך שבתחילה לא הוקדשה תשומת-לב יתירה לסוג זה של מלכודות, נעוצה בקשיים הכרוכים בזיהוי מלכודות אלו במעמקים. השיבותן נתגלתה רק לאחר שמספר רב של קידוחים הוכיח, כי בשדות-נפט רבים היה הגורם העיקרי להצטברות הנפט שכבתי ולא מבני.

אפשר לחלק את המלכודות השכבתיות לשתי קבוצות:

  1. אלו שהתהוו בעת ריבודם של המישקעים (ראשוניות);

  2. אלו שהתהוו עקב גורמים מאוחרים יותר (משניות).


1. מלכודות שכבתיות ראשוניות כוללות גופים עדשתיים, שינויים פאציאליים (שינויים בליתולוגיה) ושוניות.
גופים עדשתיים מתהווים כאשר שכבה בלתי-חדירה, הבנויה מחומרים כגון חוואר ופצלים, מקיפה כליל גופים דקים דמויי-עדשה של סלעים נקבוביים וחדירים, כדוגמת חול. במידה שנוצר נפט מהחוואר או מהפצלים, הריהו נודד לתוך עדשת-החול הכלואה בתוכם ומצטבר שם (ציור 11). עדשות כאלה משתרעות בדרך-כלל על שטח שאינו גדול מכמה קילומטרים-מרובעים. המעבר מהעדשה אל הסלעים הגובלים בה עשוי להיות חד או הדרגתי.

ציור 11
מלכודת שכבתית עדשתית


ציור 12
מלכודת שכבתית


שינויים פאציאליים משמעותם השתנות הדרגתית לצדדין של התכונות הליתולוגיות, הנובעת משקיעתם של סלעים בעלי אופי שונה בעת ובעונה אחת, שינויים ליתולוגיים מסלעים חדירים לבלתי-חדירים הם הגורם ליצירה מלכודות-מכילות-נפט רבות. תנאים כאלה נוצרים כאשר שכבת-חול משתנה לצדדין בהדרגה לפצלים (ציור 12), או כאשר שכבה דולומיט חדירה מהחלפה כמעלה נטייה השכבה לאבן-גיר כלשהי-חדירה (ציור 13). מלכודות אלו הן בדרך-כלל נפוצות יותר מאשר מלכודות עדשתיות ויש מהן שמשתרעות על פני אזורים נרחבים.

ציור 13
מלכודת שכבתית


ציור 14
מלכודת שכבתית שוניתית


מלכודות שכבתיות מסוג אחר, המעוררות לאחרונה תשומת-לב ניכרת, הן אלו הנוצרוות על-ידי שוניות אורגאנוגניות (ממוצא אורגני). הרבה מאגרי-נפט גדולים ככל רחבי העולם נתונים במיבנים מטיפוס זה (ציור 14). נמצא כי אחדות משוניות אלו בנויות כל-כולן מחומרים שנוצרו על-ידי אורגניזמים שגדלו במקום. למושבות של יצורים אלה, הבונים את מיבניהם מקרקעית הים על גבי החומר המת של קודמיהם, דרושים תנאים מיוחדים של חום המים ועומקם. שוניות סל אורגניזמים בהתהוות שנחקרו ביסודיות הראו, כי צריכת החמצן שלהם גדולה ביותר. גידולם הוא איפוא פעיל ביותר באותם מקומות, שהגלים וזרמי-המים מביאים אליהם כקביעות כמות מספקת של המצן וחומרי-מזון אחרים. מחמת השקיעה והדחיסה השונה של שכבות מישקעים מעל לגופי השוניות ובסביבתן, חלים שינויים בתנוחתן. לעתים אפשר למצוא נפט גם בצידי שוניות כאלה כשהוא נאגר בקצוות המורמים של שכבות נקבוביות וחדירות הגובלות בהן.

2. מלכודות שכבתיות משניות נוצרות כשמתחוללים שינויים בסלעי-המאגר לאחר שקיעתם והתאבנותם. סלעים אלה קשורים בעיקר למישורים של אי-התאמה (unconformities), המשקפים הפסקות ברורות בטור הגיאולוגי. ההפסקות אפשר שהן מסמנות תקופה של בליה או של חוסר-השקעה. בשני המקרים הללו חסרות שכבות אשר באופן רגיל היו צריכות להופיע בעמוד הסטראטיגרפי.

סלעי-מאגר עשויים להופיע סמוך מעל למישור אי-ההתאמה או מתחתיו, או בתוך החומר הבלוי המציין את אי-ההתאמה עצמה. לתוצאות הבליה על-פני מישור אי-ההתאמה נודעת השיבות מיוחדת. מחמת היותם חשופים לאוויר מחלחלים מי-התהום בסלעים אלה, ממיסים את המרכיבים קלי-תמס ויוצרים על-ידי כך אזורים בעלי חדירות ונקבוביות גבוהה. שכבות אבן-גיר ודולומיט אשר נחשפו אי-פעם בדרך זו ולאחר-מכן שקעו וכוסו על-ידי משקעים נוספים מהוות מלכודות מצויינות להצטברות נפט .

ציור 15
"אי התאמה אופקית"


המונח "אי-התאמה אופקית" מציין מצב שבו השכבות כמעט - מקבילות (ציור 15). אם השכבות שמעל לשטח אי-ההתאמה נוטות בזווית שונה ביחס לשכבות אשר מתחת לשטח אי-ההתאמה (מצב הנובע מסדרת האירועים הבאים: קימוטן של שכבות קדומות, חשיפתן, שקיעתן מחדש וכיסוין על-ידי מישקעים צעירים יותר), נאמר כי קיימת כאן "אי-התאמה זוויתית" (ציור 16).

ציור 16
"אי התאמה זוויתית"


כאשר הים גואה ומציף יבשת עתיקה וסחופה, משתרעת כל תצורה, הנרבדת על קרקעיתו, אל מעבר לקצה השכבה שקדמה לה והנמצאת מתחתיה. הקצוות הקטומים של המשקעים הגסים יותר, כגון חול, מתאימים להצטברות נפט במידה שהם מכוסים על-ידי שכבות בלתי-חדירות של פצלים וחוואר (ציור 17). לזאת קוראים הצפה (transgression) . או הצפה חופפת (transgressive overlap), המלכודות הגיאולוגיות אשר תוארו לעיל הן רק חלק מכלל הסוגים החשובים ביותר שנתקלים בהם בגיאולוגיה של הנפט. החיפוש אחר נפט. הוא-בעיקרו משימה להקיש על מציאותן של תופעות כאלה מתחת לפני הקרקע, והסיכוי לקדוח ולהגיע אליהן.


ציור 17
מלכודת נפט ב"אי התאמה שוויתית"



 

סיכום


במרבית המקרים שבהם נתגלו נפט וגז במאגרים תת-קרקעיים (הקרויים מלכודות), נמצאו יחד אתם גם מים. הגז הטבעי, בהיותו קל יותר מן הנפט, מצטבר בחלק העליון של המלכודת, ואלו המים, בהיותם כבדים מן הנפט, נאגרים מתחתיו.

מלכודות הנפט הן בעיקר משני סוגים: מלכודות-מיבנה ומלכודות שיכבתיות. בעוד שבעבר שימשו מלכודות-המיבנה כמטרות עיקריות בחיפושי הנפט כעולם, מושם עתה הדגש יותר ויותר במלכודות שיכבתיות. מלכודות אל הן אמנם קשות יותר לזיהוי, אך הנסיון הוכיח שמאגרי-נפט מסוג זה שכיחים יותר.




לעיון בקטעים אחרים בתוך חוברת "הגיאולוגיה של הנפט":
מקור הנפט
סקר לגילוי נפט
שיטות קידוח



אל האסופה ישראל - האדם והמרחב : נושאים נבחרים בגיאוגרפיה3

ביבליוגרפיה:
כותר: הצטברות הנפט
מחבר: גרדר, פרץ
תאריך: מאי 1968 
שם כתב העת: הגיאולוגיה של הנפט : דפים למורה ולתלמיד
הוצאה לאור: מינא : המכון הישראלי לנפט ולאנרגיה
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית