ปิโตรเลียม (Petroleum) น่ารู้..(กำเนิดปิโตรเลียม)

          ปิโตรเลียม (Petroleum) (Petra (หิน) + Oleum (น้ำมัน) รวมหมายถึง "น้ำมัน ที่ได้จาก หิน") หรือ น้ำมันดิบเป็นของเหลวไวไฟที่เกิดเองตามธรรมชาติ ประกอบด้วยสถานะต่างๆ ของสารผสมกันอย่างซับซ้อน ระหว่างไฮโดรคาร์บอน กับ สารประกอบอินทรีย์วัตถุ ซึ่งพบในชั้นธรณีวิทยา หรือ ใต้ผิวโลก เป็นเชื้อเพลิงของซากดึกดำบรรพ์ เกิดได้จาก ซากสิ่งมีชีวิต หรืออื่นๆ จะเป็นตัวประกอบหลัก ได้แก่ น้ำมันดิบ และ ก๊าซธรรมชาติเหลว (Condensate) นอกจากนี้สารอินทรีย์ที่มีกำมะถัน ออกซิเจน และ ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบอีกหลายชนิด ทั้งนี้ น้ำมันดิบจะมีคุณลักษณะ และ คุณสมบัติแตกต่างกัน ทั้งนี้ปิโตรเลียมเป็นได้ทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ไปตามสัดส่วนของไฮโดรคาร์บอน ประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ ซึ่งจะผิดแผกไปตามที่มา ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญในการกำหนดคุณค่าของน้ำมัน การกำหนดวิธีการ และ กระบวนการผลิตที่เหมาะสมในการกลั่นน้ำมันต่อไป

กำเนิดปิโตรเลียม

          ความรู้เกี่ยวกับการเกิดของน้ำมันนั้น เคยมี นักโบราณคดีเชื่อว่า เมื่อประมาณ 2,500 ปีก่อนคริสตกาล อารยธรรม บาบิโลเนีย เป็นกลุ่มแรกที่มีการใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงแทนไม้ และเมื่อประมาณ 1,000 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนเป็นชาติแรกที่มีการทำเหมืองถ่านหิน และ ขุดเจาะบ่อแก๊สธรรมชาติลึกเป็นระยะร้อยเมตรได้

          ซามูเอล เอ็ม เกียร์ (Samuel M. Kier) เป็นบุคคลแรกที่ถือได้ว่าขุดพบน้ำมัน โดยในปี พ.ศ. 2391 เขาได้ขุดพบน้ำมันโดยบังเอิญจากบ่อที่เขาขุดขึ้นบนฝั่งแม่น้ำอัลเลเกนี (Allegheny) ในรัฐเพ็นน์ซิลวาเนีย (Pennsylvania) และตั้งชื่อน้ำมันดังกล่าวว่า น้ำมันซีนีกา (Seneca oil) ซึ่งเป็นชื่อพื้นเมืองอเมริกัน ต่อมาเมื่อเกิดภาวะขาดแคลนน้ำมันปลาวาฬ ซึ่งขณะนั้นนิยมใช้เป็นเชื้อเพลิงให้แสงสว่าง และใช้เป็นน้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องยนต์ต่างๆ กันอย่างแพร่หลาย จึงเป็นแรงผลักดันให้มีการแสวงหาปิโตรเลียมมาใช้ทดแทน และนำไปสู่การจัดตั้งบริษัทเจาะหาน้ำมันชื่อ บริษัทซีนีกาออยส์ จำกัด (Seneca Oil Company) ขึ้นมา

          ในช่วงปี พ.ศ. 2402 เป็นช่วงของ ยุคตื่นน้ำมัน ซึ่งเริ่มจากการที่ เอ็ดวิน แอล เดรก (Edwin L. Drake) ถูกส่งไปเจาะสำรวจหาน้ำมันที่เมืองทิทัสวิลล์ (Titusville) ในรัฐเพ็นน์ซิลวาเนีย (Pennsylvania) และเขาได้ขุดพบน้ำมันที่ระดับความลึก 69.5 ฟุต โดยมีน้ำมันไหลออกมาด้วยอัตรา 10 บาเรลต่อวัน จึงถือเป็นการเริ่มต้นธุรกิจน้ำมันในเชิงพาณิชย์ของโลกนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

          มีการตั้งทฤษฎีมากมาย แต่ที่ได้รับความเชื่อถือมากที่สุด คือ ทฤษฎีทางอินทรีย์เคมี (Organic Theory) ที่อาศัยหลักการทางอินทรีย์เคมี และชีวเคมีประกอบเข้าด้วยกัน นั่นคือ ปิโตรเลียมเกิดจากการทับถม และแปรสภาพของซากสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ในชั้นหินใต้พื้นผิวโลก กล่าวคือ สิ่งมีชีวิตทั้งพืช และ สัตว์ที่เจริญเติบโต และอาศัยอยู่ในโลกนับหลายล้านปีมาแล้ว เมื่อตายลงจะตกตะกอนจมลง หรือถูกกระแสน้ำพัดมาจมลง ณ บริเวณที่เป็นทะเลหรือทะเลสาบในขณะนั้นแล้วคลุกเคล้าพร้อมทั้งถูกทับถมด้วยชั้นกรวด ทราย และโคลนตมที่แม่น้ำพัดพามาสลับกันเป็นชั้นๆ ตลอดเวลา

          เมื่อชั้นตะกอนต่างๆ ถูกทับถมมากขึ้นจนหนานับเป็นร้อยๆ พันๆ เมตร เกิดน้ำหนักกดทับกลายเป็นชั้นหินต่างๆ เช่น ชั้นหินทราย, ชั้นหินปูนและชั้นหินดินดาน ความกดดันจากชั้นหินเหล่านี้กับความร้อนใต้ผิวพื้นโลก และการสลายตัวของอินทรียสารโดยแบคทีเรียที่ไม่ต้องการอากาศ (Anaerobic Bacteria) ทำให้ซากพืชและสัตว์สลายตัวกลายสภาพเป็นหยดน้ำมันและก๊าซธรรมชาติหรือปิโตรเลียม โดยมีธาตุไฮโดรเจนและธาตุคาร์บอนซึ่งได้จากการสลายตัวของอินทรียสารเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ปิโตรเลียมที่เกิดขึ้นนี้ เมื่อถูกบีบอัดจากน้ำหนักของชั้นหินที่กดทับก็จะเคลื่อนที่เข้าไปตามช่องว่างระหว่างเม็ดทรายหรือชั้นหินที่มีรูพรุน โดยมีชั้นหินเนื้อแน่นปิดทับอยู่

          ช่วงเวลาการเกิดปิโตรเลียมใช้เวลานานหลายล้านปี ระหว่างนั้นพื้นผิวโลกมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ทะเลตื้นขึ้น เขาเตี้ยลง เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ดังนั้น พื้นทะเลที่มีน้ำมันก็อาจจะเปลี่ยนไปกลายเป็นพื้นดินได้และถ้ามีการเปลี่ยนแปลงรุนแรงที่ผิวโลก พื้นทะเลก็อาจจะกลายเป็นภูเขาได้ จึงเป็นเหตุให้พบน้ำมันในบริเวณที่มีสภาพภูมิประเทศต่างๆ กัน เช่น ในป่า, ชายฝั่งทะเลหรือทะเลทราย เป็นต้น

          เมื่อเกิดน้ำมันขึ้นที่พื้นที่แห่งหนึ่งแล้ว มันมักจะไหลไปสู่แหล่งอื่น โดยอาศัยความดันที่เกิดจากพื้นหินที่ทับถมลงมาบนแอ่งน้ำมันนั้นภายใต้เวลานานๆ น้ำมันก็จะถูกบีบออกจากแหล่งกำเนิด ถ้าหากมีช่องให้ไปได้ตามรูซึม หรือรอยแตกของพื้นหินเข้าไปยังที่ใหม่ อาจเป็นด้านบน ด้านข้างหรือด้านล่างได้ ถ้าซึมขึ้นข้างบนอาจจะมาถึงผิวดินทำให้เห็นน้ำมันในที่ต่างๆ ได้ แต่บางทีก็ไหลซึมได้ไม่ตลอด เพราะเมื่อเข้าไปอยู่ในชั้นหินชนิดทึบกั้นไว้ การที่น้ำมันจะไปรวมกันเป็นแอ่งได้ต้องมีหินพรุนที่มีลักษณะพื้นที่อุ้มน้ำมันไว้ได้ เช่น ชั้นหินทราย และ ชั้นหินปูน (Cracked Limestone)

          ประกอบกับองค์ประกอบทางธรณีวิทยาของหินรอบๆ แอ่งน้ำมันนั้นเป็นหินแน่นที่มีลักษณะที่จะกั้นไม่ให้น้ำมันหนีไปที่อื่นได้ ปิโตรเลียมจะอยู่ในหินพรุนเหล่านั้น เช่นเดียวกับน้ำซึมในทรายหรือน้ำซึมในรูพรุนของฟองน้ำ