Integrated Geochemical Evaluation of the Hagfah Shale: Depositional Environment, Kerogen Type, and Hydrocarbon Potential in the Sirte Basin, NE, Libya

تقع في أعماق الأرض تحت سطح شمال أفريقيا خزانة جيولوجية هائلة الكنوز تُعرف بحوض سرت. ولعقود من الزمن، كانت هذه المنطقة واحدة من أكثر مقاطعات النفط إنتاجية في العالم، حيث قدمت كميات هائلة من الذهب الأسود الذي يغذي الاقتصادات ويمد الصناعات بالطاقة. ويكمن سر هذا العطاء في طبقات صخرية قديمة، وتحديداً الصخور الطينية (الشيل)، التي تعمل بمثابة "المطبخ" حيث تُطهى المادة العضوية تحت تأثير الحرارة والضغط لتتحول إلى نفط وغاز. لقد رسم الجيولوجيون منذ فترة طويلة خرائط "المطابخ" الرئيسية في هذا الحوض، محددين طبقات صخرية معينة من ملايين السنين غنية بما يكفي بالمادة العضوية لتوليد وقود كبير. ومع ذلك، فإن القصة الجيولوجية نادراً ما تكون بسيطة؛ فبين الطبقات المعروفة وعالية الإنتاجية، توجد غالباً تكوينات صخرية أخرى كانت تُعتبر ذات يوم مصادر محتملة لكنها ظلت غير مفهومة جيداً. أحد هذه التكوينات هو "طين هقفه" (Hagfah Shale)، وهو طبقة من الصخور الداكنة دقيقة الحبيبات ترسبت خلال العصر الطباشيري المتأخر. وبينما تنتشر هذه الطبقة على نطاق واسع عبر الحوض، إلا أن قدرتها الفعلية على توليد الهيدروكربونات والاحتفاظ بها كانت موضوعاً للشك واليقين. إن فهم ما إذا كانت هذه الصخرة مصدراً حقيقياً للوقود أم مجرد شاهد عيان أمر بالغ الأهمية لشركات الطاقة التي تخطط للاستكشاف المستقبلي، حيث إن عمليات الحفر هي مسعى مكلف ومحفوف بالمخاطر يتطلب أهدافاً دقيقة.

ولحل هذا اللغز، وجه فريق من الباحثين من الجامعات الليبية وشركة سرت للنفط اهتمامهم نحو طين هقفه. وقد جمعوا عينات صخرية من ستة مواقع حفر مختلفة منتشرة عبر الحوض، تغطي مجموعة متنوعة من التضاريس الجيولوجية من المرتفعات العالية إلى المنخفضات العميقة. لم يكتفِ العلماء بفحص الصخور فحسب، بل أخضعوها لفحص كيميائي صارم؛ حيث قاسوا كمية الكربون العضوي المحتجزة داخل الصخر، والتي تعمل كمادة خام للوقود. ثم قاموا بتسخين عينات صغيرة في بيئة محكومة لمعرفة كمية النفط والغاز التي يمكن إطلاقها، وهي عملية تكشف عن نوع المادة العضوية الموجودة ومدى الحرارة التي تعرضت لها. ومن خلال الجمع بين هذه القياسات الكيميائية وطرق التصنيف الإحصائي، استطاع الباحثون فرز العينات إلى فئات متميزة بناءً على سلوكها، مما سمح لهم برسم خرائط توضح الأماكن التي كانت فيها الصخرة غنية بإمكانات الوقود والأماكن التي لم تكن كذلك.

رسمت نتائج هذا التحقيق صورة واضحة، وإن كانت مخيبة للآمال نوعاً ما، فيما يتعلق بطين هقفه. ففي معظم المناطق التي درسوها، أثبتت الصخرة أنها مصدر ضعيف للهيدروكربونات؛ إذ كانت كمية الكربون العضوي منخفضة جداً بشكل عام، حيث كانت تحوم غالباً حول ربع في المائة، وهو ما يقل كثيراً عن العتبة المطلوبة لاعتبار الصخرة "مطبخاً" إنتاجياً. علاوة على ذلك، كان نوع المادة العضوية الموجودة في هذه الصخور مشتقاً في المقام الأول من النباتات البرية بدلاً من العوالق البحرية. وهذا التمييز حيوي لأن المواد النباتية البرية تميل إلى توليد الغاز الطبيعي بدلاً من النفط السائل، وفي هذه الحالة، كانت الكمية ببساطة أصغر من أن تكون ذات أهمية. وفي الغالبية العظمى من الآبار التي تم فحصها، أظهرت الصخرة قدرة ضئيلة أو معدومة على توليد نفط أو غاز جديد، مما يشير إلى أنه بالنسبة لمعظم حوض سرت، لا يعد طين هقفه هدفاً رئيسياً للاستكشاف.

ومع ذلك، لم تكن القصة موحدة تماماً؛ ففي موقعين محددين، وهما مرتفع حتيبة ومنخفض أجدابيا، وجد الباحثون جيوباً كانت فيها الصخرة أفضل حالاً قليلاً. في هذه المناطق، كانت المحتويات العضوية أعلى قليلاً، وكانت الظروف أكثر ملاءمة للحفاظ على المواد. ومع ذلك، حتى في هذه المناطق المحسنة، ظلت الإمكانات محدودة؛ إذ كانت الصخرة "مائلة للغاز" في الغالب، مما يعني أنها يمكن نظرياً أن تنتج غازاً طبيعياً، لكن الحجم الإجمالي كان متواضعاً. كما بحث الفريق في كمية الهيدروكربونات الحرة المحتجزة فعلياً داخل الصخر، وهو مقي de لمدى تولد الوقود واستقراره في مكانه. ووجدوا أنه في معظم الأماكن، كانت الصخرة جافة، وتحتوي على القليل جداً من النفط. وفقط في فترات محلية صغيرة ضمن منصة جحمة ومرتفع حتيبة، أظهرت الصخرة علامات على احتجاز كمية ذات معنى من الهيدروكربونات، مما يشير إلى أنه بينما لا يعد التكوين قوة إقليمية، فقد يساهم بكميات صغيرة من الوقود في أماكن محددة للغاية.

كما سلطت الدراسة الضوء على البيئات القديمة التي تشكلت فيها هذه الصخرة. وأشارت البيانات إلى أنه في المناطق ذات النتائج الأضعف، ترسبت الصخرة في بيئات كانت غنية بالأكسجين نوعاً ما، مما يؤدي إلى تفكيك المادة العضوية قبل أن تتمكن من الحفظ. وفي المقابل، تشكلت الفترات الأفضل قليلاً في مياه أعمق وأكثر هدوءاً حيث يقل الأكسجين، مما سمح لمزيد من المواد العضوية بالبقاء والترسب. وبالرغم من هذه الاختلافات في البيئة القديمة، يظل الاستنتاج العام هو أن طين هقفه ليس لاعباً رئيسياً في قصة النفط في حوض سرت؛ فهو عبارة عن تكوين مائل للغاز مع غنى عضوي منخفض، ودوره في النظام البترولي للمنطقة هو دور ثانوي. إن حقول النفط الضخمة التي جعلت المنطقة مشهورة تعتمد بالتأكيد على صخور مصدرية أخرى أكثر قوة تقع في مكان قريب، وليس على طين هقفه نفسه. وبالنسبة للمستكشفين في مجال الطاقة، تعد هذه النتيجة بمثابة دليل إرشادي قيم، يوجههم بعيداً عن الاعتماد على هذه الطبقة تحديداً كهدف رئيسي، ويوجه جهودهم نحو التكوينات الجيولوجية الأكثر واعدية التي تقع في أماكن أخرى من الحوض.