ما هو البترول وكيف يتم استخراجه، نسمع كثيرا عن مصطلح البترول أو النفط ولكننا لا نعرف بالضبط ماذا يعني، وقد عرفه العلماء بأنه مركب كيميائي هيدروكربوني تكونت عبر ملايين السنين في طبقات الأرض الداخلية من مواد عضوية.
معروف بلونه الأسود المائل للخضرة، يخضع لعمليات تكرير وتصفية متعددة حتى يصبح جاهزا لإنتاج الوقود، ويعرف بالذهب الأسود نظرا لارتفاع قيمته.
ما هو البترول؟
- يطلق عليه أيضا اسم النفط الخام، وهو وقود أحفوري يتكون من بقايا الكائنات البحرية القديمة على مدى ملايين السنين.
- حيث كانت النباتات والطحالب تعيش في المياه الضحلة، وعند موتها تسقط إلى قاع البحر.
- تم خلط المواد العضوية مع الرسوبات الأخرى ودفنها.
- نتيجة الضغط والحرارة العالية على مر العصور، تحولت بقايا هذه الكائنات الحية إلى وقود أحفوري.
- عندما يتشكل النفط والغاز الطبيعي والفحم تحت ظروف مشابهة، فإنها تصبح كلها وقودا أحفوريا.
- يوجد كميات ضخمة من النفط تحت الأرض أو في قاع المحيط ويتم استخراجها بواسطة آلات حفر عملاقة.
- بالنسبة للبترول الخام، يمكن أن يكون لونه أسودا أو برونزيا أو بنيا غامقا أو أحمرا أو أصفرا أو مخضرا.
- تعود اختلاف ألوان البترول إلى وجود المعادن أو الكبريت فيه، وبالتالي يكون لونه فاتحا.
- يتم استخدام البترول في إنتاج البنزين وفي معالجة وتشكيل العديد من القطع المختلفة مثل سترات النجاة والثلاجات والأدوية والإطارات.
- عند احتراق البنزين، واحدة من منتجات البترول للحصول على الطاقة، فإنها تطلق غازات سامة وكمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.
- يعمل على تنظيم درجة حرارة الغلاف الجوي للكرة الأرضية، وعند زيادة كمية الوقود المحترق تؤثر سلبا على المناخ.
- البترول مصدر طاقة غير متجدد، استغرق ملايين السنين لتكوينه، وعندما يستخرج ويستهلك، لا يوجد وسيلة لاستبداله من جديد.
- ومع ذلك، ستنضب مخزونات النفط في النهاية، ويتوقع الخبراء أن يصل العالم إلى أعلى مستوى من الإنتاج (ذروة النفط) في عام 2050، ويجب أن نجد بدائل للنفط لأنه يشكل الأساس للعديد من الصناعات.
شاهد أيضًا: تعريف البترول وأهميته
بئر البترول
- إنها حفرة عميقة تمتد من سطح البحر أو الأرض إلى باطن الأرض، وتحتوي على صخور تحتوي على الغاز أو البترول.
خطوات استخراج البترول
الحفر
- من خلال دراسة المنطقة وإجراء المسوحات الزلزالية والثقلية والمغناطيسية، يتم تحديد أماكن تجمع البترول في طبقات الأرض، وتسمى هذه الأماكن بالمكامن.
- لا يعتبر المسوحات دقيقة، إذ تعطي فقط تصورا عن المنطقة، فمن الممكن ألا يتم العثور على البترول أثناء الحفر.
- أو يمكن أن يكون الاكتشاف غير مجد اقتصاديا أو يوجد بكميات قليلة في المكمن.
- لذلك، لتحقيق نتائج إيجابية في هذه المنطقة، يجب أن ننتقل إلى مرحلة الحفر الاستكشافية
الحفر الاستكشافي
- تهدف هذه العملية إلى التحقق من وجود النفط بكميات متوقعة في المكمن من خلال الدراسات الاستكشافية.
الحفر النهائي
يتم البدء بعملية الحفر بعد تحديد موقع البترول بدقة، وتستخدم أنواع مختلفة من وحدات الحفر المتنقلة في عملية الحفر ومنها:
- تركز وحدات الحفر في قاع البحر، وجزء منها يكون فوق سطح البحر، وهناك نوعان من الوحدات: الوحدات العائمة والوحدات الغاطسة.
- الوحدات العائمة: هذه طوافات لا تصل إلى القاع، بل هي طوافات عائمة على سطح البحر، وتعتبر شائعة الاستخدام ولا تحتاج إلى قوائم للدعم.
آلية الحفر
- يتم بدء عملية الحفر بعد تثبيت الحفارة في المنطقة المطلوبة، وتتم الحفر على مراحل مع تكسية كل مرحلة.
- أو التغليف، وهو وضع عمود جديد يزيد من عمق البئر ويتم تثبيته بالأسمنت.
- وتستمر هذه العملية حتى يتم الوصول إلى بئر البترول، وتهدف عملية التغليف إلى تعزيز استقامة جدران البئر ومنع انهيارها.
- بعد ذلك يتم ثقب الغلاف والمحيط الأسمنتي والسماح للبترول بالتسرب داخله، وتستخدم هذه العملية مدفع التثقيب الذي يقذف نوعا من المتفجرات لإنشاء شق في الغلاف دون تدمير الممر الذي تم حفره.
- بعد ذلك، يتم إدخال أنبوب الضخ إلى جسم الغلاف لنقل البترول المتسرب إلى السطح، وليس من خلال الغلاف مباشرة، لأن استبدال أنبوب الضخ أو صيانته يكلف أقل.
- نأتي الآن للمرحلة الأخيرة التي تسمى تجميع شجرة الميلاد، وتتكون من مجموعة من الصمامات التي تتحكم في تدفق النفط إلى الخارج.
عمليات استخراج البترول وضخه
عملية الاستخراج الطبيعي أو الأولى
تعتمد هذه العملية على ضغط المواد داخل المكمن لنقل البترول بطريقة طبيعية، وهناك أربعة أنواع من آليات الدفع المستخدمة
- يتضمن توسيع الغاز المذاب باستخدام البترول السائلويكون هذا النوع عندما تكون معظم الكميات من المواد النفطية السائلة.
- يتم فتح ثقب لتخفيف الضغط وزيادة الحجم، مما يتيح للغاز المسال فرصة للتمدد.
- يتم تحويلها مرة أخرى إلى غزة ويتم ضخ جزء منها عبر المضخة للسطح.
- الدفع بإلغاء الغازي، عندما تكون معظم المواد بالبئر في صورة غازات البعض يكون سائل والآخر غاز فوقه.
- يحدث الغاز ضغطا عاليا في المكمن وينشأ فراغ في حفر البئر لتمكين الغاز.
- بسبب التمدد فيها وتدفق البترول إلى الأعلى في أنبوب الحفر، يتم استخراج البترول.
- عند وجود نقص كبير في كمية الماء تحت الأرض مقارنة بالبترول، يتم استخدام طريقة دفع الماء لدفع البترول للأعلى ليخرج إلى السطح.
- الآلية المختلطة تستخدم قوة الغاز والماء لرفع البترول إلى الأعلى.
عملية استخراج البترول بالدفع الثانوي
- بعد استخلاص العديد من السوائل من البئر، يتكون عائق يعيق ضخ البترول بشكل طبيعي بسبب انخفاض الضغط. لذلك يتم زيادة الضغط عن طريق ضخ الغاز والهواء والماء بشكل طبيعي لتنشيط عملية الضخ.
فصل البترول عن الماء والشوائب
- عادة يتم صعود غاز وسوائل مختلطة مع الشوائب إلى سطح البئر.
- لأن الشوائب لا قيمة لها وتشكل تكلفة مادية عالية إذا تم نقلها مع النفط الخام، يجب فصلها.
- وبسبب أن وزن الشوائب ثقيل وقوي، فإنه يتسبب في تآكل الآليات والمعدات، لذلك يجب فصل الشوائب.
- تتم عمليات فصل الشوائب باستخدام أجهزة متعددة تركب على منصة الحفر نفسها. أما إذا كنا نرغب في فصل الغاز والزيت، فيتم ذلك من خلال محطات قريبة من بئر البترول. يتم نقل الغاز بعد تسييله وضغطه، حيث يكون في حالة سائلة، حيث يكون من المستحيل نقل الغاز والبترول معا.
استخدامات البترول
النقل
- يتعتمد نظام النقل العالمي على البترول بصورة واسعة سواء في النقل الجوي، البري، السكك الحديدية، أو البحري، وتعتبر الديزل والبترول أحد المصادر الرئيسية للطاقة لجميع وسائل النقل.
شاهد أيضًا: تكرير البترول ومشتقاته
الطاقة الصناعية
- يعد البترول مصدر الطاقة الأساسي والرئيسي للصناعة، حيث يستخدم البنزين والديزل في توليد الكهرباء باستخدام توربينات الغاز.
التدفئة والإضاءة
- تستخدم الزيوت الثقيلة في أنظمة التدفئة المركزية للمنازل والمكاتب والمحلات التجارية، بينما يستخدم الكيروسين في الاستخدامات المنزلية
زيوت التشحيم
- والزيوت التشحيم مفيدة جدا لجميع أنواع الآلات، خاصة المستخدمة في الصناعات والنقل.
- تنتج جميع أنواع الشحوم والزيوت من البترول، وتعتمد جميع المركبات والآلات في المصنع على مواد التشحيم، وفي حالة عدم توفرها يتوقف العمل.
الصناعات البتروكيماوية
- تستخدم المشتقات النفطية كمواد خام في صناعة المبيدات الحشرية والأسمدة الكيماوية والعطور والألياف الصناعية والدهانات والمطاط الصناعي والبلاستيك والنايلون وغيرها.
شاهد أيضًا: البترول والغاز الطبيعي كأحد مصادر الطاقة
تعتبر كلمة البترول مشتقة من البتراء، وهي كلمة لاتينية تعني النفط. ويعتبر النفط مصدرا رئيسيا للطاقة في العالم، وذلك بسبب قدرته على الاستخدام في العديد من مجالات الحضارة. كما يعتبر النفط جزءا من حياة الإنسان اليومية ويؤثر عليه بطرق مختلفة.
