1) Kiltaşları : Bunlar yüksek oranda kil içeren kayaçlar olup, işletilen petrol yataklarının büyük bir kısmının örtü kayasını oluştururlar. Killer hem kaynak kayacı, hem de örtü kayacı olabilirler. Killerin geçirimli olmayışlarının nedeni kendilerini oluşturan tanelerin boy ve minerolojik yapılarındandır. Ayrıca killerin kolayca şişmeleri nedeniyle kayaçlardaki kırık ve boşlukları tıkayabilirler. Killerde kırıntılı tanelerin bulunması özellikle kuvars gibi, bunların geçirimsiz ve plastik olma özelliğini azaltır. Bir kayacın örtü kayası olabilmesi için saf kilden oluşması gerekmez. Belli bir kil yüzdesine sahip kayaçlar örtü kaya görevi görürler.
2) Karbonatlar : Bunlar genellikle hazne kayacı olarak bilinirler. Ancak tamamen karbonatlı arazilerde kireçtaşı da örtü kaya görevi yapar. Ancak bunlar önemli miktarda kil içerirler. Ayrıca mikritik kireçtaşı da örtü kaya görevi görürler. Kireçtaşları kolay kırıldıklarında geçirimli hale dönüşebilirler. Bunlar ancak tektonik yönden sakin olan havzalarda örtü görevi görürler.
3) Evaporitler : Eriyiklerce doygun suların buharlaşmasından geriye kalan çökellerdir. Bunlar kapalı sıcak bölgelerdeki havzalarda veya açık denizle ilişkisi kesilmiş özel sığ denizel ortamlarda oluşurlar. Başlıca evaporitler , tuz, jips ve anhidrittir. Evaporitler, plastik ve geçirimsiz olduklarından çok iyi örtü kayacıdırlar. Mesela İran ve Irak'ta petrol üretilen büyük yatakların örtü kayacı Tersiyer yaşlı evaporitik çökeller oluşur.
PETROLÜN GÖÇÜ
Petrol jeolojisinde göç (migrasyon) terimi, petrolün kaynak kayadan ayrılıp bir hazne kaya içinde toplanıp konsantre oluşu ile ilgili olayları karakterize eder. Göçün petrol jeolojisi için önemi büyüktür. Eğer kaynak kayada oluşan petrol göç edip bir hazne kaya içine yerleşmezse, ekonomik değerde petrol yatakları oluşamaz. Kaynak kaya üzerinde biriken tortuların ağırlığı nedeniye (basınç nedeniyle) kaynak kayanın sıkışması sonucu, içindeki petrol, gaz ve su dışarı atılarak bunların daha az basınçlı ve boşluklu bir ortama gmç etmesi sağlanır. Tabiatta yapılan gözlemler sonucu petrolün bazen uzun yıllar katederek kilometrelerce göç ettiği tespit edilmiştir. Göç genel olarak aşağıdan yukarıya, bazeb yanal yönde, çok ender olarakta aşağı doğru olabilir. Fakat kesin olan birşey varsa, o da oluştuktan sonra mutlaka göç etmek zorunda olmadığıdır. Çünkü resifal kireçtaşları içinde oluşan petrol resiflerin gözenekli olması nedeniyle aynı ortamda kalabilmektedir.
Güncel olarak petrolün göçünü gösteren önemli gözlemler şunlardır :
- Yeraltı sirkülasyonu sayesinde devamlı şekilde yenilenen yüzey belirtilerinin varlığı ( petrol ve doğal gaz sızıntıları, bitüm gölleri gibi )
- Üretim halinde olan petrol sahalarındaki sıvıların devamlı şekilde hareketli oluşu ( suni göç).
- Bazı büyük kapanlarda, kapan hacmine oranla az petrol bulunuşu gibi.
Petrol göçü iki şekilde olur.
a) Birincil göç : Petrolün gömülme ve basınç nedeniyle killi ve ince taneli olan kaynak kayayı terk edip kum, kumtaşı gibi daha iri taneli ve gözenekli ya da kireçtaşı gibi çatlaklı ve boşluklu kayaçlardan oluşan hazne kayaç içine göç etmesi olayına denir.
Birincil göçe neden olan olaylar şunlardır :
- Sıkışma, tortuların çökeldiği andan itibaren başlayarak 9000'm ye veya daha fazlasına gömülünceye kadar devam eder. Sıkışma sırasında kayacın gözenekliliği azaldığından yoğunluğu artar.
- Kumtaşları az sıkıştıklarından gözeneklilik ve geçirimliliklerinde büyük bir değilme olmaz. Kiltaşları sıkışmaya uğradıkalrında gözeneklilik ve geçirimliliklerinde büyük bir azalma görülür. Karbanotlar ise içerdikleri kil oranına bağlı olarak kumtaşları ie kil taşları arasında benzer bir sıkışmaya uğrarlar.
- Sıkışma ancak gözenek suyunun dışarıya atılmasıyla mümkün olur.
- Eğer kiltaşları, kumtaşları gibi gözenekli kayaçlarla ardalanmalı ise sıkışma sırasında hem aşağıya ve daha çok olarak ta yukarıya doğru çok sıkışandan az sıkışana doğru bir sıvı akımı olacaktır. Sıkışan kiltaşları gözenekli kayaç içine giren sıvılar için geçirimsiz bir engel oluşturacak. Böylece bu sıvılar ancak yanal yönde hareket edebilecektir.
- Geçirimli kayaçlarda oluşan anormal sıvı basıncı sondaj sırasında kendini gösterir ve sıvılar doğrudan doğruya havaya fışkırır.
- Yapılan hesaplamalara göre kalın kiltaşları içindeki gözenek suyunun %50'si 300-150 m. arasında %75'i ise 2000 m. derinlikte dışarı atılmaktadır.
b) İkincil Göç : Hazne kayaç içine göç edenpetrol damlacıkları hidrostatik bir dengeye ulaşıncaya kadar veya bir kapanda tutuluncaya kadar genellikle yanal ve yukarıya doğru göçe devam ederler. İşte petrolün hazne kayaç içindeki bu hareketine ikincil göç denir.
Petrolün ikincil göçü biriktirmesi ve içinde bulunduğu su ile de yakından ilişkilidir. Bu su, bir kentin su sistemi gibi kapalı borulardan olup, basınçlıdır. Böylece basınçlı su hem aşağı hem de yukarı doğru akabilir. Suyun bu şekilde akabileceği yükseklik, bileşik kaplar kuralına benzer bir şekilde hidrostatik basınca bağlıdır. Bölgesel anlamda hidrostatik denge sağlanınca su dolaşımı durur. Çökme, kıvrılma ve faylanma gibi hareketler. sonucunda hidrostatik denge değiştiği zaman hazne kayaç içindeki petrol ve su yeni bir denge sağlanıncaya kadar hereket edebilir. Böylece ikincil göç birkaç kez tekrarlanabilir.
Petrolün göçünü ikincil göçünü açıklayan teoriler genelde iki grupta toplanır.
1) Petrolün suyla birlikte aynı yönde göç etmesi olayı : Bu teoriye göre, petrol hazne kayaç içinde su ile beraber aynı yönde ufak zerreler halinde göç etmekte ve kapanlarda birikmektedir. Petrolün pek çok haznelerde su içerisinde görülmesi, su kaynaklarından petrolün su ile birlikte yeryüzüne çıkması bu teoriye kanıt olarak gösterilir. Su içinde çözelmiş petrolün suyla taşınması doğaldır. Ancak ayrı bir faz oluşturan petrol zerrelerinin su ile taşımasında bazı güçlükler vardır. Bir tortul kayaçtaki tanelerarası gözeneklerden geçerek hareket eder. Laboratuvar deneylerine göre petrolün kayaç taneleri arasından geçerek göç etmesi, sıvıların kendi yüzey gerilmeleri, petrol ve su fazları arasındaki yüzeylerarası gerilim, gözeneğin biçimi ve büyüklüğü, sıvıların tane yüzeyini ısıtma gibi bazı faktörlere bağlıdır. Özellikle küçük ve devamsız petrol zerrelerinin gerek dikey ve gerekse yatay olarak suyun süpürmesi ile kayaç taneleri arasından geçmesi bu gerilimler nedeniyle pek mümkün değildir. Ancak petrol zerrelerinin oluşturduğu kümeler su tarafından itilerek su ile birlikte göç etmesi mümkündür.
2) Petrolün sudan ayrı olarak göç etmesi olayı : Birçok petrol sahalarında hazne kayaç boşlukları %50 oranında su, %50 oranında petrol ile doygun olduğu halde susuz petrol üretilmektedir. Bu özellik petrolün sudan ayrı olarak göç edebileceğini gösterir. Hatta bazı yataklarda %100'e yakın bir oradan su bulunmasına rağmen, bu yataklardan susuz petrol üretilmektedir. Bu durum şu şekilde açıklanabilir. Su ile ıslanmış tortularda, taneler suyu kendine çeker ve petrolü iletir. Tanelerin etrafını ince bir zar halinde su çevirir ve bu suyun tanelerden ayrılması imkansızdır. Tane çapı ne kadar küçük olursa, kayacın bünyesinde üretilemeyecek su miktarı o kadar fazla olur, yani şeyl, marn, kitaşı gibi ince taneli çökellerdeki su hiçbir zaman alınamaz. Bu durumlarda çökel içindeki su hareket edemez, fakat petrol hareket edilebilir.
Petrolün Birikmesi
Hazne kayaç içine göç eden petrolün herhangi bir kapanda tutulması ve toplanması olayına petrolün birikmesi ( akümülasyon ) denir. Eğer göç eden petrol, bir kapanda birikmezse ekonomik değer taşıyan petrol yatakları oluşmaz. Petrol bir kapanda birikmesinde en önemli etkenlerin başında göç, hazne kayaç ve birikmenin olacağı kapanın şekli gelmektedir. Bir kapan içinde biriken su, petrol ve gazın dağlımını pek çok faktör etkilemektedir. Ancak bunların en önemlisi yoğunluktur. En hafif olan doğal gaz kapanın en üst kesmindeki gözeneklere yerleşir. Bunun altındaki gözeneklere petrol yerleşir. daha alttaki gözenekler de tuzlu su yerleşir. Böylece su, petrol ve gaz kabaca tabakalı bir dağılım gösterir. ancak gerçekte bir kapanın hemen her yerinde su vardır. Gaz ve petrol alanları ince bir geçiş zonu ile ayrılmış olup, bunun ortasından geçtiği varsayılan düzleme gaz-petrol düzlemi denir. Petrol ile su alanlarını birbirinden ayıran geçiş zonunun ortasındaki düzleme de petrol-su düzlemi denir. Bazı kapanlarda su bulunmayabilir. bu durumda petrol doğrudan doğruya geçirimsiz taban sütüne gelir.