النفط: كيف نحصل عليه؟
النفط: كيف نحصل عليه؟
«ليكن نور». في القرن الـ ١٩، احتاجت الولايات المتحدة الى مصدر جديد للنور الاصطناعي لاستبدال النور المتراقص المزعج الناجم عن استعمال الدهون، زيت الحوت، وغيرها من المواد. فماذا كان الحل؟ النفط! لكن اين يمكن ايجاده؟
سنة ١٨٥٩، عمد أدْوين ل. درايك، وهو قاطع تذاكر سابق في شبكة السكك الحديدية، الى حفر بئر عمقها ٢٢ مترا بواسطة محرك بخاري قديم، ليصل الى اول مخزون نفط خام يُكتشف قرب تيتسڤيل في پنسلڤانيا بالولايات المتحدة الاميركية. وقد وسم ذلك بداية عصر النفط. وكان لاكتشاف النفط في اجزاء عديدة من العالم تأثيرات اقتصادية وسياسية كبيرة. وتبين انه مصدر الانارة الاصطناعية ذو النوعية الجيدة الذي كان الناس يتوقون الى الحصول عليه.
سرعان ما صار الناس يتهافتون على شراء الاراضي وحفر الآبار في ما دعي مناطق النفط في الولايات المتحدة. في تلك السنوات، لم يكن مستغربا ان يثرى اشخاص بين ليلة وضحاها، ثم يفلس بعضهم لاحقا. وما يدعو الى السخرية هو ان أدْوين درايك، الرجل الذي حفر اول بئر في پنسلڤانيا، كان من الفئة الاخيرة.
رغم الازدهار الهائل في صناعة النفط في پنسلڤانيا، او بسبب هذا الازدهار، لم تمضِ فترة طويلة حتى شهدت هذه الصناعة اول تراجع في اسعار النفط. فهبط سعر برميل النفط من ٢٠ دولارا اميركيا الى ١٠ سنتات! كما نجم عن الافراط في الانتاج والمضاربة انهيار اسعار النفط، ونفاد مخزون بعض الآبار بسرعة. وأحد المذكرات البارزة لتلك الحقبة مدينة پِتهول في پنسلڤانيا التي تحولت الى مدينة اشباح. فقد تأسست هذه المدينة، ازدهرت، ثم هُجرت في فترة تعدت السنة والنصف بقليل. وكانت هذه التقلبات ستصبح جزءا لا يتجزأ من تاريخ النفط.
سنة ١٨٧٠، اسس جون د. روكِفَلَّر مع بعض رفقائه شركة «ستاندرد اويل كومپاني» للنفط. فاحتكرت هذه الشركة سوق الكيروسين الى ان ظهر المنافسون، وخصوصا المنافسون في روسيا. ومن المنافسين ماركوس سامويل، احد مؤسسي ما هو معروف اليوم بشركة «رويال داتش/شِلّ ڠروپ». بالاضافة الى ذلك، ونتيجة براعة الاخوة نوبل، * أُنشئت في روسيا مؤسسة نفط ضخمة تستخرج النفط من حقول في باكو.
تلك كانت بداية سلسلة من مؤسسات النفط. ومنذ ذلك الحين فصاعدا، نشأت الاتحادات والمنظمات لتجنب عدم الاستقرار في الاسعار والانتاج الذي وسم الفترة الباكرة. وإحدى هذه المنظمات هي منظمة البلدان المصدّرة للنفط (أُوپيك) التي يملك اعضاؤها الـ ١١ معا معظم احتياطي النفط المثبت في العالم. — انظر الاطار في الصفحة ٧.
كم تبلغ كمية النفط، وأين توجد؟
بحلول نهاية القرن الـ ١٩، كان يمكن ان يؤدي انتشار استعمال الكهرباء الى افلاس مؤسسات النفط. لكنّ اختراعا مذهلا آخر غيّر الوضع جذريا: المحرك الداخلي الاحتراق، المستخدم بشكل رئيسي في السيارات. فصار الغازولين (البنزين)، احد المشتقات النفطية، اساسيا للمركبات الآلية الذاتية الدفع، التي كانت موجودة في معظم البلدان الصناعية في اواخر عشرينات الـ ١٩٠٠. وهكذا لزم المزيد من النفط لتستمر حركة المركبات الآلية، ولكن اين كان يمكن ايجاده؟
مع مرور السنين، تعزز تفوق النفط في السوق العالمية بالاكتشاف المستمر لحقول نفط جديدة في مختلف اجزاء العالم، والتي بلغ عددها نحو ٠٠٠,٥٠ حقل! لكن انتاج النفط يعتمد على حجم حقول النفط المكتشفة لا عددها. فكم يبلغ حجمها؟
تُصنّف حقول النفط التي تحتوي كأدنى حد على خمسة بلايين برميل من النفط الممكن استخراجه انها حقول ضخمة، وتليها الحقول الكبيرة التي تحتوي كمية تتراوح بين خمس مئة مليون وخمسة بلايين برميل نفط. وبحسب «تقدير النفط العالمي لسنة ٢٠٠٠ الصادر عن دائرة المسح الجيولوجي في الولايات المتحدة»، يملك حوالي ٧٠ بلدا كمية من احتياطي النفط، لكنّ عددا قليلا منها فقط يملك حقولا كبيرة الحجم. (انظر الاطار في الصفحة ٧.) وأكبر عدد من حقول النفط الضخمة موجود في الحوض العربي-الايراني الرسوبي، الذي يضم الخليج العربي والمنطقة المحيطة به.
لم تتوقف المساعي المبذولة لإيجاد مصادر نفط جديدة. عوض ذلك، عزَّزت احدث وسائل التكنولوجيا هذه المساعي. وحاليا تستقطب اهتمام منتجي النفط منطقة بحر قزوين المؤلفة من اذربَيجان، أوزبكستان، ايران، تُركمانستان، روسيا، وقازاخستان. فوفقا للادارة الاميركية للمعلومات المتعلقة بالطاقة، يوجد في هذه المنطقة مخزون كبير من النفط والغاز الطبيعي للاستثمار. وتجري دراسة طرق تصدير بديلة، عبر افغانستان مثلا. هنالك ايضا مخزون من النفط لم يستثمر بعد في الشرق الاوسط، ڠرينلندا، وأجزاء من افريقيا. اما مسألة تحويل الهيدروكربونات المكتشفة الى طاقة وإلى مواد للاستعمال اليومي فهي موضوع آخر.
كيف يُستخرج النفط؟
يبحث علماء الجيولوجيا وماسحو الاراضي عن اماكن تواجد النفط في باطن الارض. وبعد ان يأخذوا بعض القياسات والعيّنات، يحفرون ليثبتوا وجود النفط فعليا. في الايام الباكرة، كان ايجاد بئر نفط يعني إمطار العامل بدفق من الوحل والنفط، وبالتالي خسارة كمية الدفق الاولى من النفط، واحتمال حدوث انفجار. لكن بواسطة آلات قياس وصمامات خاصة، تحول معدات الحفر اليوم دون حدوث ذلك. كما صار من الممكن الاكتفاء بحُفَر ضيقة والحفر على عمق اكبر.
في نهاية المطاف، ينخفض الضغط المؤدي الى خروج النفط والغاز، ويصير من الضروري المحافظة عليه بضخ المياه، المواد الكيميائية، ثاني اكسيد الكربون، او غازات اخرى مثل النتروجين. وقد تختلف درجات كثافة النفط باختلاف المنطقة المستخرج منها. ولا شك ان النفط الخفيف هو المفضل اذ ان الحصول عليه وتكريره اسهل من غيره.
وحسبما يوضح معهد البترول الاميركي، تشمل التكنولوجيا الحديثة الحفر الافقي، الذي يجري بموازاة قشرة الارض، والذي يقلل عدد الآبار التي ينبغي ان تُحفر. وما زاد كثيرا من انتاج النفط هو استخراجه من البحر، الذي بدأ سنة ١٩٤٧ في خليج المكسيك. ولا شك ان طريقة الاستخراج المستعملة لها تأثير مباشر على سعر المنتج النهائي. *
وسائل نقل النفط
سنة ١٨٦٣، بُنيت في پنسلڤانيا خطوط انابيب خشبية ذات قطر صغير لنقل النفط، لأنها ارخص وعملية اكثر من براميل النفط التي تبلغ سعتها ١٥٩ لترا والتي تُنقل على عربات الخيل. * واليوم تطورت شبكة خطوط الانابيب وكثرت. وبحسب جمعية خطوط انابيب النفط، لدى الولايات المتحدة وحدها شبكة مؤلفة من ٠٠٠،٣٠٠ كيلومتر من خطوط انابيب النفط.
وشبكات خطوط الانابيب هذه، المصنوعة خصوصا من المعدن، لا تنقل النفط الخام الى المصافي فحسب، بل ايضا المشتقات النفطية النهائية الى الموزعين. وتسمح تقنية خطوط الانابيب الحديثة باستعمال الانظمة الاوتوماتيكية التي تضبط الدفق والضغط. كما طُورت ايضا اجهزة تُستخدم لفحص مئات الكيلومترات من خطوط الانابيب، وطرائق لفحص تسرُّب الدَّفق المغنطيسي، وفحص داخل الانابيب بالتموجات فوق السمعية. لكن كل ما يراه المستهلك العادي على الارجح هو لافتة تشير الى وجود خطوط انابيب نفط تحت سطح الارض وتحذر من الحفر في الموقع.
لكن مهما كانت خطوط الانابيب مفيدة تبقى غير عملية لنقل كميات كبيرة من النفط عبر البحار. لكنّ تجار النفط الاوائل وجدوا حلّا واستخدموا ناقلات نفط ضخمة. وهذه الناقلات هي سفن ذات تصميم خصوصي ويبلغ طولها ٤٠٠ متر تقريبا. انها اكبر سفن تبحر في المحيطات، وتستطيع نقل ما يصل الى مليون برميل نفط او اكثر. لكنها، للاسف، معرضة لحدوث تسرّبات رغم ضخامتها، كما يُظهر الاطار المرفق: «لمحة عن التسرّبات النفطية». وبالاضافة الى ناقلات النفط، تُستخدم المراكب المسطحة وعربات السكك الحديدية لنقل كميات كبيرة من النفط. لكنّ النقل ليس سوى جزء من رحلة النفط قبل ان يصل الى المستهلك.
اذا رأيت انبوبا طويلا يصعد من فوهته لهب نار — هو بمثابة صمام امان — فذلك دليل واضح انك تنظر الى مصفاة للنفط. في هذه الاماكن المعدّة للتكرير، يُسخن النفط الخام ويُرسل الى برج تقطير، حيث تتم تجزئته. وتترواح اجزاء النفط من الاخف — الغازات مثل البوتان — الى الاثقل، التي تعالج لتصير زيوت تزليق وغيرها من المواد. (انظر الصفحتين ٨-٩.) لكن يبقى السؤال المطروح: هل النفط نعمة لا تشوبها شائبة؟
[الحواشي]
^ الفقرة 6 لاحقا، صار احد الاخوة، ألفرد برنارد نوبل، مؤسس جوائز نوبل.
^ الفقرة 16 «يقدّر ان برج الحفر المدعَّم بحبال والمبني فوق ما يزيد على ٣٠٠ متر من المياه في خليج المكسيك ينتج النفط بكلفة تبلغ ٦٥ ضعف كلفة الانتاج في الشرق الاوسط». — دائرة المعارف البريطانية.
^ الفقرة 18 في الايام الباكرة، كان النفط يخزَّن وينقل في براميل خشبية، شبيهة ببراميل النبيذ. — انظر الاطار في الصفحة ٥.
[الاطار/الصورة في الصفحة ٥]
براميل ام اطنان؟
كانت اولى شركات النفط في پنسلڤانيا تنقل النفط في براميل نبيذ سعتها ١٨٠ لترا. وفي النهاية لم تعد تُملأ البراميل سوى ١٥٩ لترا من النفط تحسّبا لاندلاق كمية منه عند شحنه. ولا يزال البرميل (١٥٩ لترا) يُستعمل اليوم في تجارة النفط.
منذ البداية، كان النفط يُنقل الى اوروپا بحرا ويُقاس عادة بالوزن، بالطن، كما هي العادة اليوم.
[المصدر]
المصدر: معهد البترول الاميركي
[الاطار في الصفحة ٦]
كيف تكوّن النفط؟
سادت نظرية المادة الحيوية المنشإ biogenic theory بين معظم العلماء منذ سبعينات الـ ١٨٠٠. مفاد هذه النظرية «ان بقايا الكائنات الحية المطمورة في الرواسب تنحل لتصير مع مرور الوقت نفطا وغازا طبيعيا، وهذا النفط والغاز الطبيعي يصبحان بعد ذلك مركّزَين في الفجوات الصغيرة الموجودة في الصخور الرسوبية في اعلى طبقات قشرة [الارض]». وهكذا تؤدي هذه العملية الى انتاج النفط المكوَّن من الهيدروكربونات، وهي مركبات مؤلفة من الهيدروجين والكربون. لكن منذ سبعينات الـ ١٩٠٠، يعارض بعض العلماء هذه النظرية.
في ٢٠ آب (اغسطس) ٢٠٠٢، صدرت مقالة في احد اعداد مجلة تقارير معهد العلوم الوطني (بالانكليزية) بعنوان: «تكوُّن الهيدروكربونات ومنشأ النفط». وفي هذه المقالة، حاج الكاتب ان منشأ النفط الطبيعي ينبغي ان يحدث في الاعماق اي «عميقا في وشاح الارض»، وليس في الاماكن الاقل عمقا المقبولة عموما.
كذلك اقترح الفيزيائي توماس ڠولد بعض النظريات المثيرة للجدل، وأوضح الاسباب بإسهاب في كتابه اعماق الغلاف الحيوي الحار — اسطورة الوقود الاحفوري (بالانكليزية). كتب: «نالت نظرية المنشإ الحيوي للهيدروكربونات استحسانا كبيرا جدا في الولايات المتحدة وفي معظم اوروپا بحيث أُوقف فعليا البحث المتعلق بالنظرية المعارضة. لكن الوضع كان مغايرا في بلدان الاتحاد السوڤياتي السابق». وذلك «على الارجح لأن الكميائي الروسي منْدلييف أيّد نظرية المادة اللاحيوية المنشإ abiogenic theory. والحجج التي قدمها هي اليوم اقوى نظرا الى المعلومات الوافية التي صارت بين ايدينا». فما هي هذه النظرية؟
يذكر ڠولد: «تقول النظرية ان الهيدروكربونات هي احد العناصر التي كوّنت الارض، من خلال التكدس التدريجي للاجسام الصلبة، منذ حوالي ٥,٤ بلايين سنة». وحسبما تقول هذه النظرية، وُجدت عناصر النفط في اعماق كوكب الارض منذ تكوينه. *
[الحاشية]
^ الفقرة 37 ليست استيقظ! بصدد تأييد اي من النظريتين. فهي تعرضهما وحسب.
[الاطار/الصورة في الصفحتين ١٠ و ١١]
لمحة عن التسرّبات النفطية
▪ ان كمية النفط الاجمالية التي تسرّبت من ناقلات النفط بين سنة ١٩٧٠ و ٢٠٠٠ تبلغ ٠٠٠,٣٢٢,٥ طن
▪ وقع اكبر تسرّب للنفط سنة ١٩٧٩. فقد ادّى اصطدام اتلنتيك إمپرس بـ إيجيان كاپتن في البحر الكاريبي الى تسرّب ٠٠٠,٢٨٧ طن من النفط
▪ بين اكبر التسرّبات النفطية، تأتي حادثة إكسون ڤالديز في المرتبة الـ ٣٤
▪ رغم ان معظم تسرّبات النفط ينجم عن عمليات مثل تحميل النفط، تفريغه، وتموين السفن بالوقود، تعود التسرّبات الكبرى الى اصطدامات ناقلات النفط او ارتطامها بالقاع
▪ بعض اهم تسرّبات النفط الناجمة عن اسباب لا تتعلق بناقلات النفط:
• انفجار بئر إستوك ١ الاستكشافية سنة ١٩٧٩ في خليج المكسيك. التسرّب الاجمالي: ٠٠٠,٠٠٠,٥٠٠ لتر.
• انفجار منصة في الخليج العربي سنة ١٩٨٣. التسرّب الاجمالي: ٠٠٠,٠٠٠,٣٠٠ لتر.
• تفريغ متعمد للنفط سنة ١٩٩١ في الخليج العربي. التسرّب الاجمالي: ٠٠٠,٠٠٠,٩٠٠ لتر.
[الصورة]
ناقلة النفط «إيريكا» تغرق قرب رأس پنمارش، فرنسا، في ١٣ كانون الاول (ديسمبر) ١٩٩٩
[المصادر]
المصادر: اتحاد مالكي ناقلات النفط الدولي لمكافحة التلوث، «تقرير عن تسرّبات النفط»، «دائرة معارف إنكارتا»
La Marine Nationale, France ©
[الرسم/الصور في الصفحتين ٨، ٩]
(اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)
انتاج النفط — صورة مبسّطة
١ — الاستكشاف
قمر اصطناعي
يزوّد نظام تحديد المواقع العالمي اشارات دقيقة تُستعمل للمسح
ميكروفونات ارضية
شاحنة تحدث ارتجاجات
ميكروفونات مائية
سفينة تحدث ارتجاجات
احدى الطرائق المستعملة هي المسح الانعكاسي الذي يسجِّل انعكاسات موجات الصوت المحدثة اصطناعيا تحت سطح الارض
٢ — الاستخراج
آبار برية
منصة بحرية قرب الشاطئ
بئر في اعماق البحر
يُستخرج النفط من آبار برية، آبار بحرية قريبة من الشاطئ، وآبار في اعماق البحار. وللمحافظة على الضغط داخلها، يمكن ضخ الغازات او الماء
[الصورة]
بئر في اعماق البحر
تُستعمل غواصات يُتحكَّم فيها عن بُعد لبناء منشآت في قاع البحر
[الصورة]
حفر افقي
المحرِّكات التي يتحكم فيه مهندس عن بُعد تدير المثقب، وتتفحص المجسّات نوعية الصخور
٣ — النقل
خطوط انابيب
ناقلة نفط
يُنقل النفط بواسطة خطوط انابيب ممتدة فوق سطح الارض، تحت سطح الارض، وتحت البحر. وهنالك وسائل اخرى لنقل النفط، منها الناقلات والمراكب المسطحة وعربات السكك الحديدية
٤ — عملية التكرير
المصفاة
يسخَّن النفط الخام، يقطَّر، ويُقسَّم الى اجزاء يمكن استعمالها لصنع المنتجات المستعملة يوميا
برج تقطير
عندما يسخَّن النفط الخام الاسود اللزج في الفرن، تتحول الهيدروكربونات الى غازات. ثم تتكثَّف الغازات لتصبح سوائل على درجات مختلفة من الحرارة. وهكذا تتم تجزئة النفط
٢٠°م
غازات التكرير
تشمل الميتان، الإتان، الپروپان، والبوتان
٢٠°- ٧٠°م
الغازولين
يُستعمل وقودا للسيارات وكمادة اولية لصناعة الپلاستيك
٧٠°- ١٦٠°م
النفتا
يمكن ان يُستخدَم لصناعة مواد پلاستيكية، وقود للسيارات، ومواد كيميائية اخرى
١٦٠°-٢٥٠°م
الكيروسين
يُستخدَم لصناعة وقود للمحركات النفاثة ووقود للتسخين والطبخ
٢٥٠°-٣٥٠°م
زيت الغاز
يُستخدَم لصناعة وقود للتدفئة المركزية ووقود ديزل
فرن
٣٩٩°م
المخلَّفات
تُعالج معالجة اضافية لتصبح وقود تكرير، زيوت نفط ثقيلة، شمعا، شحما، وأسفلتا
وحدة تكسير بالحفز
تسخَّن الهيدروكربونات بالبخار وتُمزج بجِلّ الألومينا والسِّليكا الذي يعمل كوسيط كيميائي. هذه العملية تجزئ، او تكسِّر، الهيدروكربونات الى جزيئات اصغر ومفيدة اكثر
يُمزج الوسيط الكيميائي بالهيدروكربونات في البخار
الإيثانول
يُستعمل هذا المذيب في صناعة مواد الطلاء، مستحضرات التجميل، العطور، الصابون، والاصباغ
المواد الپلاستيكية
يُصنع متعدِّد الستيرين، مثلا، بتماثُر الستيرين
مادة مضافة الى الغازولين
يمنع معزّز الاوكتان اشتعال الغازولين في المحرِّك قبل الاوان، محسِّنا بالتالي اداءه
[مصدر الصورة]
Photo Courtesy of Phillips Petroleum Company
[الرسم في الصفحة ٧]
(اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)
اهم مصادر النفط
الكميات ببلايين البراميل. ولا تشمل الموارد غير المكتشفة
▪ عضو في الأُوپيك
● بلد يوجد فيه حقل نفط او اكثر من الحقول الضخمة
المجموع الكلي للانتاج
◆ احتياطي النفط
▪ • ◆ ٧,٣٣٢ المملكة العربية السعودية
• ◆ ٥,٢١٦ الولايات المتحدة
• ◆ ٦,١٩٢ روسيا
▪ • ◆ ٩,١٣٥ ايران
▪ • ◆ ٦,١٣٠ ڤنزويلا
▪ • ◆ ١,١٢٥ الكويت
▪ • ◆ ٨,١٢٢ العراق
▪ • ◆ ٣,١١٣ الامارات العربية المتحدة
• ◆ ٩,٧٠ المكسيك
• ◆ ٩,٤٢ الصين
▪ • ◆ ٩,٤١ ليبيا
▪ ◆ ٤,٣٣ نيجيريا
◆ ٢,٢١ كندا
▪ ◆ ٢١ إندونيسيا
◆ ٥,٢٠ قازاخستان
▪ • ◆ ٣,١٨ الجزائر
◆ ٦,١٧ النَّروج
◆ ٩,١٦ المملكة المتحدة
[الصورتان في الصفحة ٤]
اول بئر نفط خام، تيتسڤيل، پنسلڤانيا، ١٨٥٩
نفط يتدفق من بئر في تكساس
[مصدر الصورة]
Brown Brothers
[الصورة في الصفحة ٥]
من اوائل حقول النفط، بومونت، تكساس
[الصورة في الصفحة ٥]
عربة احصنة تنقل براميل نفط
[الصورة في الصفحة ١٠]
بئر نفط مشتعلة في الكويت
[مصدر الصورة في الصفحة ٥]
All photos: Brown Brothers