بحث عن النفط وكيفية استخراجه

تعريف النفط

النفط (بالإنجليزيّة: Petroleum) هو وقود أحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي، ويمكن تسميته أيضًا بالنفط الخام (بالإنجليزيّة: Crude Oil)، وهو يتكوّن من بقايا الكائنات البحرية القديمة، مثل النباتات والطحالب والبكتيريا، بعد وقوعها تحت تأثير الضغط والحرارة الشديدين، وقدْ تستمر هذه العملية لملايين السنين، ثمّ تتحول البقايا العضوية إلى مواد غنية بالكربون، ويتم الاعتماد على النفط كمادة خام لصناعة الوقود، بالإضافة إلى استخدامه لصناعة منتجاتٍ متنوعةٍ أخرى، ومن الجدير بالذكر أنّ النفط يعد أحد مصادر الطاقة غير المتجددة.^[١]

كيفية استخراج النفط

تتضن عملية استخراج النفط مجموعة من الخطوات الأساسية، وهي كالآتي:

تحديد موقع تواجد النفط

يتم تحديد أماكن خزانات النفط (Reservoirs) من قبل العلماء؛ عن طريق دراسة الهياكل الصخرية تحت الأرض، بالإضافة إلى استخدام أجهزة الاستشعار لتحديد التخطيط الجيولوجي للمنطقة، ومن ثمّ يتم حفر البئر أو الآبار باستخدام حفارات نفطية، ولعلّ من المهم معرفة أنّ النفط يتواجد في أعماق الأرض، ونتيجة للضغط العالي يبدأ بالتدفق بشكل بطيء نحو السطح الذي يحتوي على ضغط أقل، وبالتالي يستمر هذا التدفق إلى أن يصادف النفط طبقة غير منفذة من الصخور، ليبدأ بالتجمع داخل الخزانات الموجودة على مسافة أمتار عن سطح الأرض.^[١]

استخراج النفط

يتم استخراج النفط بثلاث مراحل أساسية، وهي كما يأتي:^[١]

• مرحلة الإنتاج الأولي: في هذه المرحلة يتم استخدام أجهزة ذات حفر هوائي بالإضافة إلى مثقاب وذلك لتقطيع الصخور إلى قطع صغيرة وتفتيتها، ومن ثمّ يُضخّ الهواء بقوّة إلى أسفل مركز الحفر وبالتالي يندفع الهواء نحو السطح وهو يحمل قطع الصخور الصغيرة، والتي تمكّن الجيولوجيين من تحديد موقع هذه الصخور المفتتة ومعرفة طبقات الصخور التي سيواجهونها عند الحفر، ليتدفّق النفط من الضغط المرتفع باتجاه الضغط المنخفض.
• مرحلة الاسترداد الثانوي: يتم استخدام عملية الاسترداد وذلك بسبب بقاء كمية ما يُقارب (90%) من النفط محاصرة في الخزان الجوفي، حيث يتمّ حفر بئر على عمق أكبر من خزان النفط، الأمر الذي يؤدي إلى ارتفاع الغاز الطبيعيّ ذو الضغط العالي، مما يحفز خروج النفط من موقعه.

طرق حفر الأرض لاستخراج النفط

هناك عدة طرق تستخدم لحفر الأرض للوصول إلى النفط، ومن أهمها ما يأتي:^[٢]

الحفر الأفقي

يمكن الحفر الأفقي أو الموجه (بالإنجليزيّة: Horizontal Drilling) الباحثين من الوصول إلى أنواع محددة من الخزانات المحتوية على النفط، إذْ يتم حفر الأرض بزاوية 90 درجة في أقل من 30 مترًا، ويمكن للحفارات أن تصل من خلال هذه التقنية إلى كمية أكبر من النفط، بالإضافة إلى أنّ الحفر الأفقي الناجح يمكنه أن يقوم بضخ أربعة أضعاف الكمية التي يتم استخراجها عن طريق عملية الحفر العمودي أو ما يسمى بعملية الحفر الدوراني، وبالتالي ينتج بئر أفقي واحد ما تنتجه أربعة آبار رأسية، كما أن تكلفة الحفر الأفقي قليلة مقارنة مع غيرها.^[٢]

الحفر الدوراني

 يعد الحفر الدوراني (بالإنجليزيّة: Rotary Drilling) من أكثر التقنيات انتشارًا، إذْ تتم عملية الحفر من خلال رافعة يوجد في نهايتها قرص دوّار يتم تطبيقه فوق آبار النفط، بالإضافة إلى أنبوب طويل يتم إدخاله في موقع وجود النفط ليبدأ الحفر، كما يمكن زيادة عمق الحفر وذلك عن طريق تمديد طول الأنبوب، وفي الحفر الدوراني يجب استخدام طين خاص مكوّن من الصلصال، والماء، والمواد الكيميائية؛ ويعود سبب ذلك إلى تليين رأس الحفارة، بالإضافة إلى تعزيز جوانب فتحة الحفر، مما يساعد على سحب الصخور وإزالتها.^[٢]

الحفر الإيقاعي

يعدّ الحفر الإيقاعي (بالإنجليزيّة: Percussion Drilling) طريقة بسيطة وقديمة لاستخراج النفط، حيث يتم من خلاله كسر الأرض بواسطة مثقاب مثبت على بكرة وكابل، وبالتالي يتم سحب المثقاب إلى الأعلى وذلك عن طريق رافعة، ومن ثمّ يعاد إسقاطه على الأرض بشكل متكرر، مما يؤدي إلى تحطيم الصخور وإزالتها للكشف عن الآبار، ويمكن أن يصل عمق الحفر الإيقاعي إلى أكثر من 100 متر.^[٢]

مشتقات النفط

يوجد للنفط مشتقات عديدة تختلف في خصائصها الفيزيائيّة والكيميائيّة اعتمادًا على نوع النفط الخام المستخدم في عمليات التكرير، وفيما يأتي أهم هذه المشتقات:^[٣]

• البنزين: هو مادة خفيفة الوزن وتتدفق بسهولة، بالإضافة إلى أنّها تنتشر بسرعة، وقد تتبخر تمامًا في غضون ساعات قليلة تحت ظروف معتدلة، مما يؤدي إلى خطر نشوب الحرائق والانفجار بسبب تقلبه الشديد وقابليته للاشتعال، وهو أكثر سميّة من النفط الخام.
• الكيروسين: وهو مادة خفيفة الوزن تتدفق بسهولة، وتنتشر وتتبخر بسرعة، كما أنّها تتشتت بسهولة.
• زيت التشحيم: أو ما يسمى بالمشحمات؛ هي مادة متوسطة الوزن، وتتدفق بسهولة، ويمكن تشتيتها بسهولة إذا تمت معالجتها على الفور.