كل ما يهمك معرفته عن البترول

تعريف البترول

البترول (بالإنجليزية: Petroleum) هو خليط معقد من الهيدروكربونات التي تحدث داخل الأرض، وتكون على شكل سائل أو غازي أو صلب، وغالبًا ما يقتصر المصطلح على الشكل السائل؛ والمعروف باسم النفط الخام، ولكن تقنيًا يشمل البترول أيضًا: الغاز الطبيعي، والشكل اللزج أو الصلب المعروف باسم البيتومين (بالإنجليزية: Bitumen)؛ والذي يوجد في رمال القطران، وتشكل المراحل السائلة والغازية للبترول أهم أنواع الوقود الأحفوري الأساسي.^[١]

كيفية تكوّن البترول

تشكلت الظروف الجيولوجية التي تنتج البترول منذ ملايين السنين، فقد عاشت الطحالب والنباتات في البحار الضحلة، وبعد أن ماتت وغرقت في قاع البحر؛ اختلطت المواد العضوية مع رواسب أخرى، ودُفنت تحت ملايين الأطنان من الرواسب؛ فتعرضت للضغط بشكل كبير، وكان الأكسجين غائبًا تمامًا تقريبًا في هذه الظروف، وبدأت المادة العضوية في التحول إلى مادة شمعية تسمى الكيروجين (بالإنجليزية: Kerogen)، وعلى مدى ملايين السنين تحت ضغط مرتفع ودرجة حرارة عالية خضع الكيروجين لعملية النشأة التقهقرية (بالإنجليزية: Catagenesis) وتحولت إلى هيدروكربونات، وهذا ما أدى إلى تحول بقايا هذه الكائنات إلى ما يُعرف اليوم بالوقود الأحفوري (بالإنجليزية: Fossil Fuels)، ويُعدّ النفط أو البترول أحد أنواعه.^[٢]

تاريخ استخدام البترول

في فترة العصور المبكرة كان هناك تكوينات سطحية صغيرة للبترول على شكل غاز طبيعي، وتسربات نفطية، وتم استخدام النفط الخام والأسفلت من قبل السومريون، والآشوريون، والبابليون القدماء؛ لأغراض عديدة منذ أكثر من 5000 عام، كما تم استخدام الزيت السائل لأول مرة كدواء من قبل المصريين القدماء، فصنعت منه ضمادة للجروح، واستخدم كمرطب وملين، واستخدم الآشوريون البيتومين كوسيلة للعقاب من خلال سكبه على رؤوس منتهكي القانون.^[١]

أماكن وجود البترول وطرق استخراجه

يتواجد البترول اليوم في الخزانات الجوفية الشاسعة؛ حيث توجد البحار القديمة، كما يمكن العثور على الخزانات البترولية تحت سطح الأرض أو في قاع المحيط، كما يمكن احتواء البترول عن طريق مصائد هيكلية (بالإنجليزية: Structural Traps)، والتي تتشكل عندما تنثني طبقات ضخمة من الصخور أو تتصدع (تنكسر) من كتل الأرض المتغيرة، أو عن طريق الفخاخ الطبقية (بالإنجليزية: Stratigraphic Traps).^[٢]

يتم استخراج النفط الخام الموجود في هذه الخزانات باستخدام آلات حفر عملاقة، وللحفر ثلاثة أنواع، وهي كالآتي:^[٢]

• الحفر التنموي: (بالإنجليزية: Developmental Drilling)، وهو الحفر في منطقة تم العثور فيها بالفعل على احتياطيات نفطية.
• الحفر الاستكشافي: (بالإنجليزية: Exploratory Drilling)، ويُطلق عليه أيضًا الحفر الجامح (بالإنجليزية: Wildcat)، وهو عمل محفوف بالمخاطر مع معدل فشل مرتفع للغاية، لكن مكافآت حفر النفط مغرية للقيام بهذه المغامرة.
• الحفر الموجه: (بالإنجليزية: Directional Drilling)، وهو الحفر عموديًا إلى مصدر معروف للنفط، ثم تحريك اتجاه الحفر بزاوية للوصول إلى موارد إضافية، وقد أدت الاتهامات بالحفر الموجه إلى حرب الخليج الأولى عام 1991م.

التركيب الكيميائي للبترول

تتكون الزيوت الخام والمنتجات البترولية المكررة بشكل كبير من الهيدروكربونات، وهي مواد كيميائية تتكون فقط من الهيدروجين والكربون في ترتيبات جزيئية مختلفة، وتحتوي الزيوت الخام على مئات الهيدروكربونات المختلفة، والمواد العضوية وغير العضوية الأخرى بما في ذلك ذرات الكبريت والنيتروجين والأكسجين، وكذلك المعادن، مثل؛ الحديد، والفاناديوم، والنيكل، والكروم، وتسمى هذه الذرات مجتمعة الذرات غير المتجانسة.^[٣]

أنواع المنتجات البترولية المكررة

يتم اشتقاق المنتجات البترولية المكررة من الزيوت الخام من خلال عدة عمليات، مثل: التكسير التحفيزي (بالإنجليزية: Catalytic Cracking)، والتقطير التجزيئي (بالإنجليزية: Fractional Distillation)، ولهذه المنتجات خصائص فيزيائية وكيميائية تختلف حسب نوع النفط الخام وعمليات التكرير اللاحقة، وفيما يأتي أمثلة على هذه مشتقات البترول:^[٤]

• البنزين: (بالإنجليزية: Gasoline)؛ وهو مادة خفيفة الوزن تتدفق بسهولة، وتنتشر بسرعة وقد تتبخر تمامًا في غضون ساعات قليلة في ظل ظروف معتدلة، وهو مادة قابلة للاشتعال لذا يُشكل خطرً كبيرًا في حال نشوب حرائق، وهو أكثر سمية من النفط الخام وقابل للتحلل البيولوجي.
• الكيروسين: (بالإنجليزية: Kerosene)؛ وهو مادة خفيفة الوزن تتدفق بسهولة وتنتشر وتتبخر بسرعة، ويتشتت الكيروسين بسهولة، ولكنه ثابت نسبيًا في البيئة.
• زيت الوقود رقم 2: (بالإنجليزية: No. 2 Fuel Oil)؛ وهو مادة خفيفة الوزن تتدفق بسهولة، وسريعة التشتت، وهو غير متطاير، كما أنه غير ثابت نسبيًا في البيئة.
• زيت الوقود رقم 4: (بالإنجليزية: No. 4 Fuel Oil)؛ وهو مادة متوسطة الوزن تتدفق بسهولة، ويمكن تشتيتها بسهولة إذا تمت معالجتها على الفور، وهو ثابت إلى حدٍ ما في البيئة.
• زيت الوقود رقم 5: (Bunker B) (بالإنجليزية: No. 5 Fuel Oil)؛ وهو مادة متوسطة الوزن إلى ثقيلة الوزن ذات تطاير منخفض، ويصعب تشتيتها.
• زيت الوقود رقم 6: (Bunker C) (بالإنجليزية: No. 6 Fuel Oil)؛ وهو مادة ثقيلة الوزن يصعب ضخها، وتتطلب تسخينًا مسبقًا للاستخدام، وقد يكون أثقل من الماء، ومن غير المحتمل أن يذوب، ويصعب أو يستحيل تشتيته، لديه تطاير منخفض.
• زيت التشحيم: (بالإنجليزية: Lubricating Oil)؛ وهو مادة متوسطة الوزن تتدفق بسهولة ويمكن تشتيتها بسهولة إذا تمت معالجتها على الفور، ويتميز هذا الزيت بتطاير منخفض، ولكنه ثابت إلى حدٍ ما في البيئة.