नैसर्गिक वायु

नैसर्गिक वायु : भूपृष्ठाखाली खोल खडकात असणारा व सामान्यतः खनिज तेलाच्या साठ्यांच्या सान्निध्यात आढळणारा ज्वालाग्राही वायू. खनिज तेलाचे साठे निर्माण होण्यास ज्या प्रकारची भूवैज्ञानिक परिस्थिती आवश्यक असते, त्याच परिस्थितीमध्ये याची निर्मिती होते [→ खनिज तेल]. काही वेळा हा वायू त्यावर रासायनिक प्रक्रिया न करता वापरण्यात येतो, तथापि कित्येकदा या वायूत असणारी कार्बन डाय-ऑक्साइड, हायड्रोजन सल्फाइड, गंधकयुक्त रसायने इ. अशुद्ध द्रव्ये काढून टाकून हा शुद्ध करण्यात येतो. एक आदर्श इंधन व रासायनिक उद्योगासाठी लागणारा महत्त्वाचा कच्चा माल म्हणून नैसर्गिक वायू वापरला जातो.

हा खनिज तेल व पाणी यांपेक्षा हलका असल्यामुळे (वि. गु. ०·६ ते ०·९) खनिज तेलाच्या साठ्याच्या सर्वोच्च भागात तो एकत्रित होतो. कित्येकदा अशा साठ्यांच्या आसमंतात भ्रंश अथवा विभंगामुळे भेगा पडतात व अशा भेगांतून खोल जागी असणारा वायू भूपृष्ठावर येतो. झरे, नद्या आणि विहिरीतील पाण्यामधून भूपृष्ठाखालून येणाऱ्या नैसर्गिक वायूचे बुडबुडे दिसू शकतात.

इतिहास : इ. स. पू. ६००० ते २००० वर्षांपासून इराणमध्ये नैसर्गिक वायूच्या अशा स्वरूपाच्या आढळांची माहिती उपलब्ध होती. इ. स. पू. ९०० वर्षांपासून याचा उपयोग चीनमध्ये केल्याचे उल्लेख सापडले आहेत. इ. स. ९०० ते १००० च्या सुमारास चीनमध्ये विहिरी खणण्यात येऊन हा वायू पोकळ बांबूच्या नळांतून वाहून नेत असत.

इंग्लंडमध्ये इ. स. १६५९ च्या सुमारास नैसर्गिक वायूच्या साठ्यांचा शोध लागला. १६७० मध्ये कोळशाचे उर्ध्वपातन (बंदिस्त जागेत जाळून घटक अलग करण्याची क्रिया) करून वायू निर्माण करण्याच्या प्रक्रियेचा शोध लागला. १७९० मध्ये अंतर्ज्वलन (ज्यातील सिलिंडरामध्येच इंधन जाळून कार्यकारी द्रव्याला उष्णता दिली जाते अशा) एंजिनाचा शोध लागल्यापासून हा वायू एंजिनात जास्त प्रमाणात वापरण्यात येऊ लागला. १८२१ मध्ये न्यूयॉर्कजवळील फ्रीडोनीया शहरात घरे आणि रस्ते प्रकाशित करण्यासाठी या वायूचा सर्वप्रथम उपयोग करण्यात आला. हा दूरवर वाहून नेण्याची सोय उपलब्ध नसल्यामुळे त्याचा उपयोग मोठ्या प्रमाणावर करणे सु. १०० वर्षे शक्य झाले नाही. धातूच्या नळांतून वायुवहनाची पद्धत सु. १९२० मध्ये शोधून काढण्यात आली व त्यानंतर याच्या वापरात झपाट्याने वाढ झाली. दुसऱ्या महायुद्धानंतर खनिज तेल व नैसर्गिक वायू यांच्या उत्पादनास प्रंचड चालना मिळाली (कोष्टक क्र. १).

कोष्टक क्र. १. नैसर्गिक वायूच्या उत्पादनातील जागतिक वाढ
वर्ष	नैसर्गिक वायूचे जागतिक   उत्पादन X १०९ घ. मी.	जागतिक ऊर्जेचे   प्रतिशत प्रमाण
१९५०	२००	१२·०
१९६०	४७०	१४·६
१९८०  (संभाव्य)	१,६३०	१८·५

गुणधर्म : हा सामान्यतः मिथेन (CH₄) व एथेन (C₂H₆) या दोन वायूंचे मिश्रण असतो. वातावरणीय परिस्थितीमध्ये ही दोन्ही हायड्रोकार्बने वायुरूप असतात. याव्यतिरिक्त नैसर्गिक वायूमध्ये प्रोपेन (C₃H₈), ब्युटेन (C₄H₁₀), पेंटेन (C₅H₁₂) इ. हायड्रोकार्बने आणि इतर द्रव पदार्थ असतात (कोष्टक क्र.२).

कोष्टक क्र. २. जगातील विविध क्षेत्रांतील नैसर्गिक वायूंचे  रासायनिक संघटन (%).
क्षेत्र	ह्यूगोटन, टेक्सास	टर्नर व्हॅली, कॅनडा	बाकू, रशिया	ग्रोनिंगेन, नेदर्लंड्स
मिथेन	७६·२	९२·६०	८८·००	८१·३०
एथेन	४·०	४·१०	२·२६	२·८४
प्रोपेन	२·६	२·५०	०·७०	०·४३
ब्युटेन	१·३	०·७०	०·७०	०·१४
पेंटेन व अधिक  रेणुभाराची हायड्रोकार्बने	०·६	०·१३	०·५०	०·१०
कार्बन डाय-ऑक्साइड	०·५	–	६·५०	०·८७
नायट्रोजन	१२·८	–	–	१४·३२
ऑक्सिजन	२·०	–	–	०·०१

यातील प्रोपेन आदी घटक वातावरणीय परिस्थितीत द्रवरूप असतात. तथापि भूपृष्ठांतर्गत परिस्थितीत ते वायुरूप असतात. नैसर्गिक वायूमध्ये मिथेन व एथेन या वायूंव्यतिरिक्त भूपृष्ठांतर्गत परिस्थितीत नायट्रोजन, कार्बन डाय-ऑक्साइड, हायड्रोजन, हायड्रोजन सल्फाइड आणि अक्रिय (इतर मूलद्रव्यांबरोबर सहजासहजी ज्यांची रासायनिक विक्रिया होत नाही असे) वायू अशुद्ध स्वरूपात असतात. या अशुद्ध वायूंचे किफायतशीर उत्पादन करता येत नाही. तथापि नैसर्गिक वायूच्या कित्येक क्षेत्रांत हीलियम वायू ८% पर्यंत असतो. अशा क्षेत्रांतून नैसर्गिक वायूच्या उत्पादनाबरोबरच हीलियम वायूचे उत्पादन किफायतशीरपणे करता येते.

दाब व तापमान यांचा नैसर्गिक वायूवर होणारा परिणाम : (१) भूपृष्ठाखाली एखाद्या क्षेत्रात गोळा झालेला नैसर्गिक वायू, (२) त्या जागेतून उपलब्ध होऊ शकणारा एकूण वायू आणि (३) खणलेल्या विहिरीतून उत्पादन करण्यायोग्य वायू इ. प्रकारचा वायू मोजण्यासाठी मानक घनफळ या नावाने एकक वापरतात (मानक घनफळ = १५^º से. तापमान व ७५० मिमी. पारद स्तंभाचा दाब या परिस्थितीत असणारे वायूचे घनफळ).

वायू संचयातील प्रत्यक्ष दाब आणि तापमान, प्रवाहाची अवस्था इ. जाणून घेण्यापूर्वी वायूचे ⇨ स्थिती समीकरण समजून घेणे आवश्यक आहे. हे समीकरण पुढीलप्रमाणे मांडण्यात येते.

PV = Z	m	RT
	M

येथे P निरपेक्ष दाब, V हे P दाबात व T तापमानात असलेले व्याप्त घनफळ, m वायूचे वस्तुमान, M रेणवीय वस्तुमान, Z संकोच्यता गुणक, T निरपेक्ष तापमान (^º के.= ^º से.+२७३) आणि R वैश्विक वायू स्थिरांक आहे. आदर्श वायूचे [ज्याला बॉइल यांचा नियम बरोबर लागू पडतो अशा वायूचे → स्थिति समीकरण]

घनफळ PV = (	m	) RT
	M

या सूत्रानुसार बदलते. या सूत्रामध्ये व वरील सूत्रामध्ये संकोच्यता गुणकाचा फरक आहे. हा गुणक वायूचे घटक, तापमान व दाब यांवर अवलंबून असतो. जसजसा संकोच्यता गुणक कमी होतो तसतशा रेणवीय प्रतिक्रिया कमी होत जातात. जेव्हा Z किमान होतो व त्याचे मूल्य १ च्या जवळपास जाते तेव्हा हा वायू आदर्श वायूप्रमाणे वागतो. एथोन वायूरिकता Z चे मूल्य विविध तापमान व दाबाखाली कसे बदलते ते आ.१ मध्ये दाखविले आहे.

काही तैलाशयांतील नैसर्गिक वायू केवळ वायुरूप घटकांचे बनलेले असतात, त्यांना ‘शुष्क वायू’ म्हणतात तथापि काही तैलाशयांतील वायूंमध्ये संघननक्षम (ज्यांचे द्रवात रूपांतर होऊ शकते असे) घटक असतात, अशा वायूंस ‘आर्द्र वायू’ म्हणतात. संघनितांपैकी प्रोपेन, ब्युटेन इ. घटक वेगळे करून त्यांचे उत्पादन किफायतशीरपणे करता येते. अधिक रेणुभाराच्या हायड्रोकार्बनांचे गॅसोलिनामध्ये रूपांतर करता येते.

---

वायूची श्यानता (दाटपणा) त्याच्या परिवहनाच्या दृष्टीने महत्त्वाची असते. ही १०० ते कित्येकशे मायक्रोपॉइज [→ श्यानता] असते. श्यानता वाढत्या दाबाबरोबर वाढत जाते आणि वाढत्या तापमानाबरोबर कमी होत जाते.

तापनशक्ती : नैसर्गिक वायूचे संपूर्ण ज्वलन झाल्यावर शेवटी सामान्यतः कार्बन डाय-ऑक्साइड व पाणी तयार होते. वायूची तापनशक्ती कॅलरीमापकाने मोजतात [→ उष्णतामापन]. यामध्ये ज्वलनोत्तर घटक त्याच्या मूळ तापमानापर्यंत थंड करतात. हा थंड होणारा द्रायू (वायू अगर द्रव) जी उष्णता शोषतो तीच वायूची तापनशक्ती होय. ही शक्ती किलोकॅलरी/घ.मी. या एककात मोजतात.

वर्गीकरण : भूवैज्ञानिक दृष्ट्या नैसर्गिक वायूचे वर्गीकरण पुढीलप्रमाणे करण्यात येते : (१) संबद्ध नैसर्गिक वायू. या वर्गात खनिज तेल व नैसर्गिक वायू एकत्र स्वरूपात आढळतात. (२) निस्संबद्ध नैसर्गिक वायू. या वर्गात केवळ नैसर्गिक वायूचाच साठा आढळतो.

भूपृष्ठाखाली नैसर्गिक वायू पुढील तीन स्वरूपांत आढळतो : (१) मुक्त वायू : तैलाशयाच्या अत्युच्च भागात आढळणारा वायू. हा वायू खनिज तेलाच्या पृष्ठभागावर आवरणाच्या स्वरूपात साठून राहिला असल्यास तो संबद्ध प्रकारात मोडतो. जर तो पाण्याच्या पृष्ठभागावर साठला असेल, तर निस्संबद्ध प्रकारात मोडतो. (२) तेलात विरघळलेला वायू : जर खनिज तेल व नैसर्गिक वायू एकत्र असतील, तर काही वायू तेलात विरघळतो. अशा वायूचे प्रमाण तेल व वायू यांचे गुणधर्म तसेच तैलाशयाचे तापमान व दाब यांवर अवलंबून असते. बहुतेक सर्व तेलक्षेत्रांतील तेलात काही प्रमाणात वायू विरघळलेला असतो. जर अशा वायूचे प्रमाण अल्प असेल, तर क्षेत्रातून तेलाचे उत्पादन करताना हा वायू हवेमध्ये तसाच सोडून दिला जातो. पण जर प्रमाण जास्त असेल, तर तेल व वायू एकमेकांपासून वेगळे करण्यात येतात आणि वायू जाळण्यात येतो. जर वायूचे प्रमाण याहूनही जास्त असेल, तर वायू वेगळा साठवला जातो व त्याचा उपयोग इंधनासाठी अथवा तेलक्षेत्रात पुन्हा अंतःक्षेपित करण्यासाठी (आत घुसविण्यासाठी) केला जातो. (३) पाण्यात विरघळलेला वायू : तेलक्षेत्रातील पाण्यामध्ये सुद्धा काही प्रमाणात वायू विरघळलेला असतो. कित्येकदा हे प्रमाण ३५० किग्रॅ./चौ.सेंमी. दाबाखाली ०·५७ घ.मी./पिप इतके असते. (४) द्रवीभूत वायू : तैलाशयातील दाब ३५० ते ४२० किग्रॅ./चौ.सेंमी. व तापमान बरेच असल्यास तेल व वायू भिन्न अवस्थांत असू शकत नाहीत व त्यांच्या स्वरूपात फरक करता येत नाही.

उत्पत्ती : भूपृष्ठाखालील द्रव्यांमध्ये जास्त दाब व तापमान यांच्यामुळे सतत परिवर्तन होत असते. यांपैकी काही द्रव्यांपासून खनिज तेल निर्माण होते व अनुकूल परिस्थितीमध्ये खनिज तेलाचे संचय निर्माण होतात [→ खनिज तेल]. नैसर्गिक वायूचे साठेही अशाच प्रकारे निर्माण होतात. या वायूचे मूळ घटक मुख्यतः गाळाच्या खडकांत गाडले गेलेले जैव पदार्थ आहेत. मात्र काही घटक अजैवही आहेत.

जैव उत्पत्ती : समुद्राच्या अथवा सरोवराच्या तळाशी जो गाळ साचतो त्यापासून गाळाचे निक्षेप (साठे) तयार होत असताना त्यांच्यातील जैव द्रव्यांवर असंख्य सूक्ष्मजंतूंच्या प्रक्रिया होत असतात. या प्रक्रियांमुळे जैव द्रव्यातून मिथेन, कार्बन डाय-ऑक्साइड, नायट्रोजन ऑक्साइड इ. वायू उत्पन्न होतात. यांपैकी मिथेन विपुल प्रमाणात निर्माण होतो परंतु एथेन आणि अधिक रेणुभाराची हायड्रोकार्बने तयार होत नाहीत. क्षपणकारक [→ क्षपण] सूक्ष्मजंतूंच्या क्रियेतून हायड्रोजन सल्फाइड वायू निर्माण होतो. जसजसे जुन्या निक्षेपांवर नवीन गाळाचे थर साचतात तसतसे ते निक्षेप भूपृष्ठाखाली खोल गाडले जातात. या परिस्थितीत सूक्ष्मजंतूंची प्रक्रिया थांबते व जैव द्रव्यांचे केरोजन या जटिल महारेणवीय संरचना असलेल्या अविद्राव्य (न विरघळणाऱ्या) पदार्थात रूपांतर होते. केरोजनाचे औष्णिक अपघटन होऊन त्यापासून खनिज तेल व नैसर्गिक वायू उत्पन्न होतात. उत्पत्तीच्या प्राथमिक अवस्थेत १,००० ते ३,००० मी. खोल जागेत खनिज तेल, मिथेन आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड निर्माण होतात. याहून जास्त खोल जागी खडकांची जाडी व तापमान वाढते आणि खनिज तेलाऐवजी हलकी आणि वायुरूप हायड्रोकार्बने निर्माण होतात. ५,००० मी. खोल परिस्थितीत रेणवीय भंजन क्रिया प्रभावशाली होते व त्यामुळे केवळ शुष्क मिथेन आणि कार्बनाचे प्रमाण जास्त असलेले केरोजनाचे अवशेषच शिल्लक राहतात.

कित्येकदा भूखंडाच्या मध्यभागी अथवा कडेला निक्षेपित होणाऱ्या जैव अवसादांमध्ये (गाळांमध्ये) लिग्नाइट आणि कोळसा यांचेही थर असू शकतात. अशा वेळी जैव द्रव्यांचे औष्णिक अपघटन होऊन खनिज तेल निर्माण न होता मिथेन, कार्बन डाय-ऑक्साइड, नायट्रोजन आणि कार्बनी द्रव्ये निर्माण होतात. नेदर्लंड्समधील नैसर्गिक वायूची उत्पत्ती अशाच प्रकारे झाली असावी, असा अंदाज आहे.

अजैव उत्पत्ती : नैसर्गिक वायूमध्ये असणारे हीलियम आणि काही प्रमाणात आर्‌गॉन हे वायू किरणोत्सर्गी विघटनामुळे (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकून नवी मूलद्रव्ये निर्माण होण्याच्या प्रक्रियेमुळे) निर्माण होतात. थोरियमाच्या व युरेनियम गटातील मूलद्रव्यांच्या किरणोत्सर्गी समस्थानिकांमुळे (अणुक्रमांक तोच पण भिन्न अणुभार असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकारांपासून) हीलियम आणि पोटॅशियमापासून आर्‌गॉन हे वायू निर्माण होतात. पुराजीव काळातील (सु. ६० ते २४·५ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळातील) नैसर्गिक वायूच्या संचयांमध्ये हीलियम वायू भरपूर प्रमाणात असणे स्वाभाविक आहे, हे यावरून स्पष्ट होईल. ज्वालामुखी क्रियेतून कार्बन डाय-ऑक्साइड व हायड्रोजन वायू उत्पन्न होण्याची शक्यता असते.

---

संचय आणि सापळ्यात अडकून साठा होणे : अपार्य सूक्ष्मकणी चुनखडकांमध्ये अथवा पंकाश्मांमध्ये असलेल्या जैव पदार्थांपासून नैसर्गिक वायू निर्माण होतो. भूपृष्ठाच्या हालचालींमुळे या खडकांवर दाब पडून हा वायू बाहेर ढकलला जातो व वालुकाश्म, पिंडाश्म इ. सच्छिद्र आणि पार्य अशा संचयखडकांमध्ये साठतो. उद्‌गम शैल आणि आशय शैल यांच्यावरील दाब भिन्न असतात. या दाबभिन्नतेमुळे नैसर्गिक वायू उद्‌गम शैलातून बाहेर पडून आशय शैलात साचण्याची प्रक्रिया होते. आशय शैलातील छिद्रांमध्ये नैसर्गिक वायू मुक्तपणे संचार करतो. ही सूक्ष्मछिद्रे १ मिमी. हून लहान असतात. नैसर्गिक वायूचे विशिष्ट गुरुत्व पाण्यापेक्षा कमी असल्यामुळे हा वायू आशय शैलांच्या अत्युच्च भागात गोळा होतो आणि पाणी खालच्या भागात गोळा होते. हा वायू भूपृष्ठाखालील अनुकूल स्तररचनेच्या सापळ्यात अडकला म्हणजे साठे निर्माण होतात. वायू असा अडकून राहण्यासाठी संचय शैलावरील स्तर अपार्य असावे लागतात (आ.२). अन्यथा नैसर्गिक वायूचा साठा इतरत्र पसरला जाऊन संचय निर्माण होणे शक्य नसते. नैसर्गिक वायूचे सापळे खनिज तेलाच्या सापळ्यांप्रमाणेच विविध प्रकारचे असतात, उदा., संरचनात्मक सापळे, स्तरीय सापळे आणि संमिश्र सापळे [→ खनिज तेल]. अशा प्रकारच्या सापळ्यांमध्ये नैसर्गिक वायू, खनिज तेल आणि पाणी हे तीन द्रायू एकत्र असू शकतात.

प्राप्तिस्थाने व उत्पादन : जगातील बहुतेक खंडांत नैसर्गिक वायूचे साठे सापडले आहेत (कोष्टक क्र. ३). खनिज तेलाच्या नवीन साठ्यांचा शोध लावण्याचे काम अतिशय वेगाने आणि उत्साहाने चालू आहे. यामुळे नैसर्गिक वायूचेही नवीन साठे येत्या काही वर्षांत सापडतील अशी आशा व्यक्त करण्यात येत आहे.

जगातील नैसर्गिक वायूची काही प्रचंड क्षेत्रे व त्यांतील वायूचे साठे पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) युरेन्गाइ स्कोए, सायबीरिया ४ X १०^१२ घ. मी., (२) पॅनहँडल, टेक्सास २ X १०^१२ घ. मी., (३) ग्रोनिंगेन, नेदर्लंड्स १·६ X१०^१२ घ. मी., (४) हास्सी आर-मेल, अल्जीरिया २·२ X १०^१२ घ. मी.

भूपृष्ठाखाली खूप खोल ठिकाणी सापडलेल्या हायड्रोकार्बनांच्या साठ्यांमध्ये नैसर्गिक वायुक्षेत्रांचे प्रतिशत प्रमाण जास्त आहे, कारण भूद्रोणीच्या खोल भागातच या वायूचे साठे आढळून येतात. अमेरिकेतील गल्फ कोस्ट भागातील ३,६०० मी. खोल सापडलेल्या एकूण साठ्यांपैकी

कोष्टक क्र. ३. जगातील काही प्रमुख देशांतील  नैसर्गिक वायूचे उत्पादन व साठे (१९७०).
देश	उत्पादन X १०९ घ.मी.	साठे X १०१२ घ.मी.
अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने	६७३·६	८·२३
कॅनडा	७२·२	१·५१
व्हेनेझुएला	४८·४	०·७२
रशिया	२१२·९	११·९८
नेदर्लंड्स	३१·७	२·४८
लिबिया	२०·९	०·७४
अल्जीरिया	९·८	४·४२
इराण	३०·९८	३·१२
सौदी अरेबिया	२०·१३	२·३६
कुवेत	१६·१३	१·१३
एकूण जागतिक	१,३१६·८६	४१·९६

७०% साठे नैसर्गिक वायूचे आहेत. म्हणून भविष्यकाळातील बहुतेक अतिखोल क्षेत्रे नैसर्गिक वायूची असण्याची दाट शक्यता आहे.

सच्छिद्र माध्यमामध्ये होणाऱ्या वायुवहनाचे नियम गुंतागुंतीचे आहेत. वर्तुळाकार वायुक्षेत्रामध्ये विहीर खणून उत्पादन सुरू केल्यास तेथील दाब हळूहळू कमी होतो. ही प्रक्रिया पुढील सूत्रानुसार होते. 

[P_(R)]²― [P_(a)]² = AQ_m + B[Q_m]²

येथे R वर्तुळाकार वायुक्षेत्राची त्रिज्या, a विहिरीची त्रिज्या, Qm वायुप्रवाहाचा वेग, P_(R) संचय शैलाचा दाब, P_(a) विहिरीतील वायूचा दाब, A आणि B हे वायू व संचय शैलावर अवलंबून असणारे गुणक आहेत. विहिरीची चाचणी करण्याकरिता वरील सूत्र वापरण्यात येते. कारण यामध्ये स्थिर अवस्थेतील दाब व प्रवाह यांचा समावेश आहे. या सूत्राचा उपयोग करून जो आलेख तयार करण्यात येतो. त्यास व्युत्क्रमी दाब वक्र असे म्हणतात.

वायूचे उत्पादन औद्योगिक प्रमाणावर सुरू झाले तेव्हा ⇨ द्रायुयामिकीच्या क्षेत्रात विशेष संशोधन झाले नव्हते. म्हणून व्युत्क्रमी दाब वक्र दाखविणारे बहुतेक आलेख पुढील अनुभवसिद्ध सूत्रानुसार तयार करण्यात येतात.

Q_m =  α{[P_(R)]²― [P_(a)]² }ⁿ

यात α आणि n हे अनुभवसिद्ध स्थिरांक आहेत.

वायूचा प्रवाह विहिरीतून ठराविक काळ बाहेर सोडून चाचणी घेण्यात येते. या चाचणीच्या आधारे व्युत्क्रमी दाब वक्र तयार करतात. यामुळे वायुप्रवाह व दाब यांचे परस्परसंबंध कशा प्रकारचे आहेत ते समजते, तसेच वायुसंचय किती मोठा आहे व विवक्षित विहिरीतून वायू किती प्रमाणात आणि कोणत्या दाबाने काढावयाचा हे ठरविणे सुलभ होते. खोल जागी असणाऱ्या संचयातून भूपृष्ठावर येताना वायूचे प्रसरण होते, यामुळे भूपृष्ठाखालील एकूण साठ्यापैकी ५० ते ८०% वायू प्राप्त होऊ शकतो म्हणजे याचा पुनःप्राप्ती गुणक ५० ते ८० आहे. हा गुणक खनिज तेलाच्या गुणकापेक्षा खूपच जास्त आहे. वरील कारणांमुळे वायुउत्पादनासाठी जटिल यंत्रसामग्रीची आवश्यकता नसते. बरेच उत्पादन झाल्यावर क्षेत्रातील वायूचा दाब फार कमी झाल्यास उत्पादन किफायतशीर होत नाही. अशा वेळी उत्पादन अर्थातच थांबविण्यात येते.

संघनित द्रव्यांनी युक्त असलेल्या वायुक्षेत्रातून वायूचे उत्पादन करताना होणाऱ्या घटना या शुष्क अथवा आर्द्र वायुक्षेत्रातील उत्पादनाच्या घटनांसारख्याच असतात. त्यांच्यात एकच फरक पडतो, तो म्हणजे नैसर्गिक वायूच्या संचयातील संघनितांचे संद्रवण (द्रवीकरण) झाल्याने मूळ वायूत असणाऱ्या या अधिक रेणुभाराच्या हायड्रोकार्बनांचे प्रमाण खूप कमी होते. ज्या ठिकाणी कमी दाब असेल तेथे संघनितांचे संद्रवण होण्याचे प्रमाण जास्त असते. त्यामुळे वायुक्षेत्राच्या सीमेवर त्यांचे प्रमाण कमी असते. वायू जसजसा वेधन छिद्राकडे येतो तसतसा दाब झपाट्याने कमी होत असल्याने संघनितांच्या संद्रवणाचे प्रमाण वाढते. या क्रियेमुळे वेधन छिद्राभोवती जमणाऱ्या गॅसोलिनामुळे वायूच्या उत्पादनात बरीच घट होते.

संघनितांचे उत्पादन कित्येकदा नैसर्गिक वायूच्या उत्पादनापेक्षा जास्त किफायतशीर असते. अशा प्रसंगी वायूतून संघनिते वेगळी केल्यानंतर कोरडा वायू भूपृष्ठाखाली त्याच संचयात पुन्हा अंतःक्षेपित केला जातो. खनिज तेलाच्या उत्पादनाबरोबरच नैसर्गिक वायूचे उत्पादन होते आणि अशा प्रकारे उपलब्ध असणाऱ्या वायूचे प्रमाण बरेच असल्यास त्याचा उपयोग तेलाचे उत्पादन वाढविण्यास होतो. अशा प्रसंगीही हा वायू तैलाशयात पुन्हा अंतःक्षेपित करतात आणि त्यामुळे तेलक्षेत्रात कमी होत जाणारा दाब स्थिर पातळीवर ठेवण्यास मदत होते अथवा खनिज तेलाच्या उत्पादनात वाढ होते. कित्येकदा तेलक्षेत्र व वायुक्षेत्र एकमेकांजवळ असतात. अशा प्रसंगी तेलाचे उत्पादन वाढविण्यासाठी वायूचे उत्पादन वापरण्यात येते. काही वायुक्षेत्रांतील आशय शैल अत्यंत कठीण व अपार्य असतात. अशा क्षेत्रांतून उत्पादन करण्यासाठी १९७० च्या सुमारास भूपृष्ठाखाली चाचणी स्वरूपाचे अणुकेंद्रीय विस्फोट करून अपार्य थरांमध्ये भेगा व विवरे पाडण्यात आली. वायूचे उत्पादन वाढविण्याच्या दृष्टीने त्यांची तपासणी करण्यात आली. अशा प्राथमिक चाचण्यांचे परिणाम आशादायक आहेत.

---

नैसर्गिक वायूवरील प्रक्रिया : विहिरीतून बाहेर पडणारा वायू त्याच स्वरूपात वापरता येत नाही. कित्येकदा त्यामध्ये मिथेनाचे प्रमाण फार असते. तसेच त्यात जास्त रेणूभाराची हायड्रोकार्बने, नायट्रोजन, कार्बन डाय-ऑक्साइड, हायड्रोजन सल्फाइड आणि इतर गंधकाची संयुगे असतात. असा वायू विवक्षित कामासाठी वापरण्यास अनुकूल बनविण्यासाठी आणि त्यातील द्रव व घन पदार्थ काढून टाकण्यासाठी त्यावर प्रक्रिया करण्यात येतात. कित्येकदा वायूतील हे घन व द्रव पदार्थ मूल्यवान असतात.

विहिरीतून काढलेला वायू संयंत्रामध्ये (यंत्रसंचामध्ये) आल्यावर वायूवर पुढील प्रक्रिया करण्यात येतात : (१) विशिष्ट दाबाखाली वायूचे प्रसरण करण्यात येते. यामुळे संद्रवण संघनिते वेगळी करण्यात येतात. यानंतर ग्लायकॉलाच्या प्रक्रियेने वायूतील जलांश काढून टाकण्यात येतो. (२) डाय-एथेनॉल अमाइनाची प्रक्रिया करून वायूतील हायड्रोजन सल्फाइड व कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू वेगळे करण्यात येतात. यामुळे वायूतील दुर्गंध दूर होऊन तो ‘सुवासिक’ बनतो. (३) सोडियम संयुगाची क्रिया करून मरकॅप्टन द्रव्ये काढून टाकण्यात येतात. (४) वायूतील मिथेनाहून लांब साखळी असणारी हायड्रोकार्बने शीतनाने किंवा तेलात शोषण करून काढून टाकण्यात येतात. या सर्व प्रक्रियांमुळे वायू उद्योगधंद्यासाठी वापरण्यास योग्य बनतो. हायड्रोकार्बनांनी संपृक्त झालेले (कमाल प्रमाण असलेले) शोषण तेल व शुद्ध केलेली संघनिते यांचे बाष्पीभवन करून समघटकीकरण (ज्याचे मूलद्रव्यात्मक संघटन तेच आहे पण ज्याची मांडणी निराळी असून त्यामुळे गुणधर्मही निराळे आहेत अशा पदार्थात रूपांतर करण्याची क्रिया) करतात. त्यायोगे प्रोपेन, ब्युटेन, स्थिर गॅसोलीन आणि इतर अवशिष्ट हायड्रोकार्बनी पदार्थ मिळतात.

परिवहन : नैसर्गिक वायूचा उपयोग इंधन व रासायनिक उद्योगासाठी लागणारा कच्चा माल अशा दोन्ही तऱ्हांनी करण्यात येतो. कित्येकदा वायुक्षेत्र आणि जेथे त्याचा उपयोग करण्यात येतो ते केंद्र या दोहोंमध्ये खूप अंतर असल्यामुळे वायू वाहून नेणे आवश्यक असते. म्हणून वायूवर संस्कार करणारी प्रक्रिया केंद्रे सामान्यतः क्षेत्राजवळच असतात आणि तेथून शुद्ध व वापरण्यास योग्य असा वायू वाहून नेण्यात येतो. हा बहुधा नळांतून वाहून नेला जातो. द्रवरूप केलेला वायू जहाजातून वाहून नेतात. मोठ्या नळातून हा हजारो किमी. वाहून नेता येतो. अमेरिकेत टेक्सास व लुइझिॲनापासून ईशान्य समुद्रकिनाऱ्यापर्यंत आणि ॲल्बर्टा क्षेत्रापासून अटलांटिक किनाऱ्यापर्यंत टाकलेले वायुवाहक नळ आहेत. रशियामध्ये सायबीरियापासून मध्य यूरोपपर्यंत वायुवाहक नळ टाकले आहेत. अमेरिकेतील अशा वायुवाहक नळांची एकूण लांबी ३,६०,००० किमी. आणि रशियातील नळांची एकूण लांबी ५६,००० किमी. आहे. अशा नळांचा व्यास १९६० च्या सुमारास ६० ते ७० सेंमी. असे. तो १९७० च्या सुमारास १२० सेंमी. पर्यंत करण्यात आला. रशियामध्ये काही वायुवाहक नळांचा व्यास २ मी. हूनही जास्त आहे. वायू नळांतून सु. ६० ते ७० बार (सु. ७० किग्रॅ./चौ.सेंमी.) दाबाखाली पाठविला जातो. अशा प्रकारे वाहून नेत असता काही अंतरावर वायूचा दाब कमी होतो. हा दाब वाढविण्यासाठी दर ८० ते १०० किमी. अंतरावर संपीडक (दाब वाढविण्याचे साधन) वापरावा लागतो.

नैसर्गिक वायूचे लांब पल्ल्याचे नळ टाकणे ही अतिशय खर्चाची बाब आहे. १ X १०^९ घ.मी. वायू नेऊ शकेल अशा सु. ७० सेंमी. व्यासाच्या नळास दर किमी. अंतरास सु. ९ लक्ष रुपये खर्च येतो. वायूच्या उत्पादनास जो खर्च येतो त्यापैकी ७५ ते ८०% खर्च वाहतुकीवर करण्यात येतो व २० ते २५% खर्च उत्पादन यंत्रणेवर करण्यात येतो.

सागरी परिवहन : गेल्या काही वर्षांत खनिज तेलाच्या शोधास जी चालना मिळाली आहे त्यामुळे आफ्रिका, मध्यपूर्व, अलास्का इ. प्रदेशांत अनेक प्रचंड वायुक्षेत्रे सापडली आहेत. अशा क्षेत्रातील वायूची वाहतूक जहाजाने करण्यात येते. –१५०^° से. तापमानाखाली गोठवून वायू द्रवरूप करण्यात येतो (वि. गु. सु. ०·५५) व हा द्रवरूप वायू खास बांधलेल्या जहाजातून नेतात. एक घ.मी. द्रवरूप वायूचे आकारमान वातावरणीय दाबाखालील ६०० घ.मी. वायूइतके असते. १९६५ साली नैसर्गिक वायूच्या सागरी वाहतुकीची सुरुवात झाली. यानंतर काही वर्षांतच द्रवरूप वायुवाहक जहाजांच्या संख्येत झपाट्याने वाढ झाली. १९७० साली अशी १८ जहाजे बांधण्यात आलेली होती. एका जहाजातून सु. एक लक्ष घ.मी. द्रवीभूत वायू (सु. ५ ते ६ कोटी घ.मी. नैसर्गिक वायू) वाहून नेण्याची क्षमता असते.

साठवण : जहाजातील नैसर्गिक वायू जमिनीवर साठवून ठेवण्यासाठी दुहेरी थर असलेल्या निरोधक टाक्या बनवाव्या लागतात. प्रत्येक टाकीमध्ये सु. ५०,००० घ.मी. वायू साठविता येतो. हा वायू गोठविलेल्या अवस्थेत असल्यामुळे या टाक्या निकेल धातू जास्त प्रमाणात असणाऱ्या पोलादाच्या अथवा ॲल्युमिनियमयुक्त मिश्रधातूच्या बनवितात. कित्येकदा असा द्रवीभूत वायू साठविण्यासाठी जमिनीच्या खाली खास प्रकारच्या टाक्या बांधाव्या लागतात.

नैसर्गिक वायू फार मोठ्या प्रमाणावर साठविण्यासाठी शुष्क खनिज तेलक्षेत्रे अथवा वायुक्षेत्रे यांचा उपयोग करण्याची अभिनव पद्धती शोधून काढण्यात आलेली आहे. कित्येकदा असा वायू भूपृष्ठाखालील जलधारक खडकांमध्ये साठविण्यात येतो. अमेरिका, फ्रान्स, प. जर्मनी इ. देशांत प्रचंड प्रमाणावर वायू साठविण्यासाठी वरील पद्धतीचा अवलंब करण्यात आला आहे.

उपयोग : साधारणतः एक हजार घ. मी वायूचे उष्णतामूल्य (कॅलरीमूल्य) ०·८२ टन खनिज तेलाच्या मूल्याइतके असते. वायूचे ज्वलन पूर्णपणे होते, प्रत्यक्ष वापर करण्यापूर्वी त्याच्यावर खनिज तेलाच्या मानाने कमी प्रक्रिया करावी लागते, त्याच्या ज्वलनामुळे धूर होऊन वातावरणीय प्रदूषण होत नाही इ. कारणांमुळे नैसर्गिक वायूचे पुढीलप्रमाणे अनेक उपयोग केले जातात : (१) वायुक्षेत्राच्या आसपास घरगुती जळणासाठी नैसर्गिक वायू वापरण्यात येतो. (२) परिष्करण करून नैसर्गिक वायू औष्णिक विद्युत् निर्मितीसाठी वापरतात. (३) द्रवरूप नैसर्गिक वायूमधील मिथेनाचा मोटारीत इंधन म्हणून वापर करण्यात येतो. (४) या वायूपासून रासायनिक खते तयार करण्यात येतात. (५) खनिज तेल रसायनांच्या उद्योगांमध्ये नैसर्गिक वायूचे महत्त्वपूर्ण स्थान आहे. यावर प्रक्रिया करून अमोनिया, ॲसिटिलीन, फॉर्माल्डिहाइड, अल्कोहॉल, रंग, रबर, प्लॅस्टिक, दारूगोळा इत्यादींच्या उत्पादनासाठी आवश्यक असणारी मूलभूत रसायने तयार करता येतात [→ खनिज तेल रसायने]. (६) रासायनिक उद्योगातील क्लोरिनीकरण (एखाद्या संयुगात क्लोरिनाचा समावेश करणे), नायट्रीकरण (एखाद्या संयुगात नायट्रो गटाचा- NO₂ चा–समावेश करणे), बहुवारिकीकरण (अनेक रेणूंच्या संयोगाने अधिक जटिल रेणू असलेले संयुग तयार करणे), समघटकीकरण, हायड्रोजनीकरण इ. प्रक्रियांसाठी हा वायू उपयुक्त आहे. (७) तेलक्षेत्रात कित्येक वर्षे उत्पादन केल्यानंतर त्यातील दाब कमी होतो. हा दाब विशिष्ट पातळीवर स्थिर राखण्यासाठी तैलाशयात वायू अंतःक्षेपित केला जातो.

---

भारतीय नैसर्गिक वायू : हिमाचल प्रदेशातील कांग्रा (कांग्डा) जिल्ह्यात ज्वालामुखी येथे कित्येक शतके नैसर्गिक वायू भूपृष्ठाखालून बाहेर येत असल्याचे आढळून आले आहे. अशा वायूची ज्योत जळू लागली व तेथे ज्वालामुखी (वज्रेश्वरी) देवीचे मंदिर बांधण्यात आले[→ ज्वालामुखी―२]. या अखंड जळणाऱ्या ज्योतीमुळे या भागात नैसर्गिक वायू आणि कदाचित खनिज तेल यांचे साठे असावेत, असा तर्क भूवैज्ञानिकांनी केला. तेल व नैसर्गिक वायू आयोगाने १९६० च्या सुमारास या भागात सर्वेक्षण करून काही विहिरी खणल्या परंतु वायूचा मोठा साठा सापडला नाही. या भागात शक्तिशाली छिद्रण यंत्रांच्या साहाय्याने सु. ६,००० मी. खोल विहीर खणून नैसर्गिक वायू व खनिज तेलाचा शोध पुन्हा चालू करण्याची योजना आहे.

गुजरातेतील अंकलेश्वरजवळ हजत येथील तळ्यामध्ये वायूचे बुडबुडे सतत येतात याची माहिती कित्येक वर्षे होती. तेल व नैसर्गिक वायू आयोगाच्या भूवैज्ञानिकांनी १९५७ च्या सुमारास या तळ्यातील नैसर्गिक वायूची व आसपासच्या भागाची सूक्ष्म पाहणी केली. त्याचाच परिणाम म्हणून १९६० साली अंकलेश्वर तेलक्षेत्राचा शोध लागला.

भारतातील नैसर्गिक वायूचे साठे खनिज तेलाच्या म्हणजे संबद्ध वायूच्या रूपात साठ्यांच्या सान्निध्यातच सापडतात. जमिनीवरील प्रदेशांत आसाम व गुजरात या भागांत तेल व वायू यांचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणावर सुरू आहे. १९७४ साली मुंबईपासून वायव्येस सु. १६० किमी. अंतरावर समुद्राच्या उथळ भागात ⇨ बाँबे हाय या अतिशय मोठ्या तेलक्षेत्राचा शोध लागला. सध्या आसाम, गुजरात व बाँबे हाय या तीन भागांतील क्षेत्रांतून वायूचे उत्पादन चालू आहे.

आसाममधील वायू नाहारकाटिया प्रकल्पामध्ये औष्णिक विद्युत् निर्मितीसाठी वापरण्यात येत आहे. या प्रकल्पाची क्षमता ५०,४०० किवॉ. आहे. उरलेला वायू रासायनिक खते (वार्षिक क्षमता–अमोनियम सल्फेट १,००,००० टन, यूरिया ५५,००० टन), संश्लेषित रबर (वार्षिक क्षमता २,००० टन) इत्यादींच्या उत्पादनासाठी वापरला जातो.

गुजरातमधील अंकलेश्वर तेलक्षेत्रातील संबद्ध वायू सुरतजवळ उतरण येथील औष्णिक विद्युत् निर्मिती केंद्रासाठी वापरण्यात येतो. खंबायत, साणंद इ. क्षेत्रांत मुक्त वायूचे साठे आहेत. खंबायत क्षेत्रातील मुक्त वायू बडोद्याजवळील धुवरण येथील औष्णिक विद्युत् निर्मिती केंद्रासाठी वापरण्यात येतो. गुजरातेतील विविध क्षेत्रांतील नैसर्गिक वायू बडोद्याजवळील कोयाली येथील परिष्करण कारखान्यात वायुवाहक नळांतून पाठविला जातो. तेथे या वायूवर प्रक्रिया करण्यात येऊन त्याचा उपयोग जवळच्या उद्योगधंद्यासाठी आणि बडोदा शहरामध्ये घरगुती जळणासाठी करण्यात येतो. नैसर्गिक वायूचा असा घरगुती उपयोग करणारे बडोदे हे भारतातील पहिले शहर आहे. येथे १९७४ पासून जळणासाठी नळांतून वायू पुरविला जात आहे.

बाँबे हाय क्षेत्रातही वायूचा अतिशय मोठा साठा सापडला आहे. हा समुद्रातून नळांवाटे मुबंई किनाऱ्यावरील उरण येथे नेण्यात येऊन तेथे मोठा खनिज तेल रसायनांचा प्रकल्प उभारला जात आहे.

इ. स. १९७६ सालातील माहितीनुसार भारतातील खनिज तेलाचे व नैसर्गिक वायूचे अनुमानित भूवैज्ञानिक साठे अनुक्रमे सु. ६·२ X१०^९ टन व ६·५ X १०^९ टन आहेत. यांपैकी वायूचे साठे ‘सममूल्य खनिज तेल’ या मापात आहेत (१,००० घ. मी. नैसर्गिक वायू = ०·८२४ टन खनिज तेल). एकूण साठे सु. १२·७ X १०^९ टन आहेत. बाँबे हाय क्षेत्रातील खनिज तेल व नैसर्गिक वायू यांचे अनुमानित भूवैज्ञानिक साठे अनुक्रमे सु. ४ X १०^९ टन व २ X १०^१२ घ. मी. आहेत.

इ. स. १९६६ साली वायूचे साठे सु. ४३ X १०^९ घ. मी. होते (आसाम ३२ X १०^९ घ. मी., गुजरात ११ X १०^९ घ. मी.). १९६९ साली भारतातील वायूचे एकूण उत्पादन ७२·९ कोटी घ. मी. होते (आसाम ३६·६ कोटी घ. मी., गुजरात ३६·३ कोटी घ. मी.).

कोष्टक क्र. ४, भारतातील नैसर्गिक वायूचे उत्पादन आणि वापर
		वापर X १०६ घ.मी.
		आसाम				गुजरात
वर्ष	उत्पादन X १०६ घ.मी.	अंतर्गत	आसाम गॅस कंपनी	इतर	एकूण	उतरण औष्णिक केंद्र	धुवरण औष्णिक केंद्र	गुजरात फर्टिलायझर व बडोदे उद्योगसमूह	इतर	एकूण	एकूण बेरीज
१९६१	१७१·९	१६९·२	–	०·२	१६९·४	–	–	–	–	–	१६९·४
१९६५	७३६·६	१८१·७	२१·४	५·८	२०८·९	९·८	१२७·०	–	–	१३६·९	३४५·७
१९७०	१,४२४·२	१८८·८	१५६·८	१४·५	३६०·१	८४·७	५७·८	१७३·९	–	३१६·४	६७६·५
१९७५	२,३१०·२	३३९·१	२५४·१	२७·९	६२१·०	११२·९	८९·५	१९२·७	२३६·४	६३१·५	१,२५२·६

यामध्ये तेलक्षेत्रात पुनःक्षेपित करणे व ऑइल इंडिया लि. आणि आसाम ऑइल कं. यांची क्षेत्रीय कामे इत्यादींसाठी वापरण्यात आलेल्या नैसर्गिक वायूचा समावेश आहे.

१९७० साली हे उत्पादन ६७·६ कोटी घ. मी. झाले (आसाम ३६ कोटी घ. मी., गुजरात ३१·६ कोटी घ. मी.) याच वर्षी नैसर्गिक वायूचे एकूण साठे ६६·२७ X १०^९ घ. मी. होते (आसाम ४२·७७ X १०^९ घ. मी., गुजरात २३·५ X १०^९ घ. मी.).

भारतातील नैसर्गिक वायूचे उत्पादन व वापर यांविषयीची माहिती कोष्टक क्र. ४ मध्ये दिली आहे.

भारतातील खनिज तेल व नैसर्गिक वायू यांचे साठे आणि शेजारील पाकिस्तान व बांगला देश या देशांतील साठे या दोहोंच्या भूवैज्ञानिक परिस्थितीत बरेच साम्य आहे. म्हणून पाकिस्तान आणि बांगला देश या देशांतील भूपृष्ठाखालील खोल खडकांमधील वायूच्या साठ्यांची माहिती ही भारतीय भूवैज्ञानिकांना उपयुक्त ठरते. पाकिस्तानमध्ये सुई, मारी व खैरपूर येथे नैसर्गिक वायूच्या साठ्यांचा शोध लागला असून हा वायू मुलतानजवळ शुद्ध करून रासायनिक खतनिर्मितीसाठी वापरण्यात येत आहे. बांगला देशमध्ये छाटाक, सिल्हेट, हबिबगंज, टिटास, रशिदपूर आणि कैलास टिला या क्षेत्रांतून नैसर्गिक वायूचे उत्पादन होत आहे.

संदर्भ : 1. Fox, A. S. The World of Oil, New York, 1964.

   2. Landes, K. K. Petroleum Geology, New York, 1959.

   3. Levorsen, A, I, Geology of Petroleum, San Francisco, 1967.

   4. Ley, H. A., Ed. Geology of Natrural Gas, Tuba, 1935.

गाडेकर, दि. रा.

“