متى تم اكتشاف البترول في الخليج ؟
النفط أو البترول ويطلق عليه أيضا الزيت الخام، هو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بني غامق أو بني مخضر، يوجد في الطبقة العليا من القشرة الأرضية. ويتكون النفط من خليط معقد من الهيدروكربونات، وخاصة
من سلسلة الألكانات الثمينة كيميائيا، ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة بحسب مكان استخراجه. وهو مصدر من مصادر الطاقة الأولية الهامة طبقا ل إحصائيات الطاقة في العالم. ولكن العالم يحرقه ويستغله
في إنتاج الطاقة الكهربائية وتشغيل المصانع وتحريك السيارات والتمتع برفاهية الحركة وفي إنتاج الطاقة الكهربائية التي يمكن أن تُوّلد بطرق أخرى توفر على البشرية حرق هذا الذهب الأسود القيم كيميائيا. النفط
هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيماوية، بما فيها الأسمدة، مبيدات الحشرات، اللدائن وكثير من الأدوات البلاستيك والرقائق والأنابيب والأقمشة والنايلون والحرير الاصطناعي والجلود الاصطناعية
والأدوية.
أكبر مستهلك للنفط في العالم الولايات المتحدة الأمريكية حيث تستهلك وحدها نحو ربع الإنتاج العالمي المقدر بنحو 80 مليون برميل يوميا . بذلك يستهلك 4 % من سكان الأرض 25 % من انتاج البترول العالمي ( عن
مجلة TIME الأمريكية ، عدد يونيو 2011) . وطبقا لمنحنى الإنتاج الأمريكي حتى عام 2005 ، فقد تعدى قمته المطلقة عام 1975 حيث وصل 5و9 مليون برميل يوميا ، ويهبط منذ ذلك التاريخ تدريجيا حتى وصل إلى 4 - 5
مليون برميل يوميا عام 2005 . نستطيع اليوم القول بأن أمريكا تعتمد على استيراد البترول بنسبة 75% لتكفية حاجتها البالغة 21 مليون برميل يوميا (قارن إنتاج الولايات المتحدة في نظرية قمة هوبرت).
نشأ النفط خلال العصور الجيولوجية القديمة في الغابات التي كانت متكاثرة في بعض أنحاء الأرض. والعضيات البحرية العوالق والنباتات المائية، ووقوع تلك المواد العضوية تحت طبقات من الأرض وزيادة الضغط وتحولت
مع مرور ملايين السنين إلى نفط.
أثناء عمليات التصفية، يتم فصل الكيماويات المكونة للنفط عن طريق التقطير التجزيئي، وهو عملية فصل تعتمد على نقط الغليان النسبية (أو قابلية التطاير النسبية) للمواد المختلفة الناتجة عن تقطير النفط. وتنتج
المنتجات المختلفة بترتيب نقطة غليانها بما فيها الغازت الخفيفة ،مثل: الميثان، الإيثان من طرق الكيمياء التحليلية، تستخدم غالبا في أقسام التحكم في الجودة في مصافي البترول.
ويتكون النفط من الهيدروكربونات، وهذه بدورها تتكون من مركبات عضوية تحتوي على الهيدروجين والكربون. وبعض الأجزاء غير الكربونية مثل النيتروجين والكبريت والأكسجين، وبعض الكميات الضئيلة من الفلزات مثل
الفاناديوم أو النيكل، ومثل هذه العناصر لا تتعدى 1% من تركيب النفط.
وأخف أربعة ألكانات هم: ميثان CH4، إيثان C2H6، بروبان C3H8، بوتان C4H10. وهم جميعا غازات. ونقطة غليانهم -161.6 C° و-88 C° و-42 C° و-0.5 C°، بالترتيب (-258.9، -127.5، -43.6، -31.1 F°)
منتجات السلاسل الكربونية C5-7 كلها خفيفة، وتتطاير بسهولة، نافثا نقية. ويتم استخدامهم كمذيبات وسوائل التنظيف الجاف ومنتجات تستخدم في التجفيف السريع الأخرى. أما السلاسل الأكثر تعقيدا من C6H14 إلى
C12H26 فهي تكون مختلطة بعضها البعض وتكون البنزين (الجازولين). ويتم صنع الكيروسين من السلاسل الكربونية C10 إلى C15. ثم وقود ديزل وزيت المواقد في المدى من C10 إلى C20. أما زيوت الوقود الأثقل من ذلك فهي
تستخدم في محركات السفن. وجميع هذه المركبات النفطية سائلة في درجة حرارة الغرفة.
منتجات التقطير الجزئي للنفط الخام
زيوت التشحيم والشحم شبه الصلب وال فازلين تتراوح من C16 إلى C20.
السلاسل الأعلى من C20 تكون صلبة، بداية من شمع البرافين، ثم بعد ذلك القطران، القار، الأسفلت، وتتواجد هذه المواد الثقيلة في قاع برج التقطير.
يعطي التسلسل التالي مكونات النفط الناتجة بحسب تسلسل درجة غليانها تحت تأثير الضغط الجوي في التقطير التجزيئي بالدرجة المئوية:
إثير بترول : 40 – 70 C° يستخدم كمذيب
بنزين خفيف: 60 – 100 C° يستخدم كوقود للسيارات
بنزين ثقيل: 100- 150 C° يستخدم كوقود للسيارات
كيروسين خفيف: 120 – 150 C° يستخدم كمذيب ووقود للمنازل
كيروسين: 150 – 300 C° يستخدم كوقود للمحركات النفاثة
ديزل: 250 – 350 C° يستخدم كوقود ديزل / وللتسخين
زيت تشحيم: > 300 C° يستخدم زيت محركات
الأجزاء الغليظة الباقية: قار، أسفلت، شمع، وقود متبقي.
بصفة عامة فإن المرحلة الأولى في استخلاص الزيت الخام هي حفر بئر ليصل لمستودعات البترول تحت الأرض. وتاريخياً، يوجد بعض أبار النفط في أمريكا وصل النفط فيها للسطح بطريقة طبيعية. ولكن معظم هذه الحقول
نفذت، فيما عدا بعض الأماكن المحدودة في ألاسكا. وغالبا ما يتم حفر عديد من الآبار لنفس المستودع، للحصول على معدل استخراج اقتصادي. وفي بعض الآبار يتم ضخ الماء، البخار، أو مخلوط الغازات المختلفة للمستودع
لإبقاء معدلات الاستخراج الاقتصادية مستمرة.
وعند زيادة الضغط تحت الأرض في مستودع الغاز بحيث يكون كافيا، عندها يبدأ النفط في الخروج إلى سطح تحت تأثير هذا الضغط. أما الوقود الغازي أو الغاز الطبيعي فغالبا ما يكون متواجدا تحت ضغطه الطبيعي تحت
الأرض. في هذه الحالة يكون الضغط كافيا لوضع عدد من الصمامات على رأس البئر لتوصيل البئر بشبكة الأنابيب للتخزين، وعمليات التشغيل. ويسمى هذا استخلاص النفط المبدئى. وتقريبا 20% فقط من النفط في المستودع
يمكن استخراجه بهذه الطريقة.
وخلال فترة حياة البئر يقل الضغط، وعندما يقل الضغط إلى حدود معينة لا يكون كافيا لدفع النفط للسطح. عندئذ يتم استخراج الجزء المتبقي في البئر بطرق استخراج النفط الإضافية. ويتم استخدام تقنيات مختلفة في
طريقة استخراج النفط الإضافية، لاستخراج النفط من المستودعات التي نفذ ضغطها أو قل. يستخدم أحيانا الضخ بالطلمبات مثل الطلمبات المستمرة، وطلمبة الأعماق الكهربية (electrical submersible pumps ESPs) لرفع
الزيت إلى السطح.
وتستخدم تقنية مساعدة لزيادة ضغط المستودع عن طريق حقن الماء أو إعادة حقن الغاز الطبيعي، وهناك من يقوم بحقن الهواء وثاني أكسيد الكربون أو غازات أخرى للمستودع. وتعمل الطريقتان معا المبدئية والإضافية على
استخراج ما يقرب من 25 إلى 35% من المستودع.
المرحلة الثالثة في استخراج النفط تعتمد على تقليل كثافة النفط لتعمل على زيادة الإنتاج. وتبدأ هذه المرحلة عندما لا تستطيع كل من الطريقة المبدئة، والطريقة الإضافية على استخراج النفط، ولكن بعد التأكد من
جدوى استخدام هذه الطريقة اقتصادياً، وما إذا كان النفط الناتج سيغطي تكاليف الإنتاج والأرباح المتوقعة من البئر. كما يعتمد أيضا على أسعار النفط وقتها، حيث يتم إعادة تشغيل الآبار التي قد تكون توقفت عن
العمل في حالة ارتفاع أسعار النفط. طرق استخراج النفط المحسن حرارياً (Thermally-enhanced oil recovery methods TEOR) هي الطريقة الثالثة في ترتيب استخراج النفط، والتي تعتمد على تسخين النفط وجعله أسهل
للاستخراج. حقن البخار هي أكثر التقنيات استخداماً في هذه الطريقة، وغالبا مع تتم (TEOR) عن طريق التوليد المزدوج. وفكرة عمل التوليد المزدوج هي استخدم تربينة (توربينة) غاز لإنتاج الكهرباء واستخدام
الحرارة المفقودة الناتجة عنها لإنتاج البخار، الذي يتم حقنه للمستودع. وهذه الطريقة تستخدم بكثرة لزيادة إنتاج النفط في وادى سانت واكين، الذي يحتوى على نفط كثافته عالية، والذي يمثل تقريبا 10% من إنتاج
الولايات المتحدة. وهناك تقنية أخرى تستخدم في طريقة (TEOR)، وهي الحرق في-الموضع، وفيها يتم إحراق النفط لتسخين النفط المحيط به. وأحيانا يتم استخدام المنظفات لتقليل كثافة النفط. ويتم استخراج ما يقرب من
5 إلى 15% من النفط في هذه المرحلة.
نظرا للزيادة المستمرة في أسعار النفط، أصبحت طرق أخرى لإنتاج النفط محل اهتمام. وأصلح هذه الأفكار هو تحويل الفحم إلى نفط والتي تهدف إلى تحويل الفحم إلى زيت خام. وكان هذا التصور الريادي من الألمان عندما
توقف استيراد النفط في الحرب العالمية الثانية ووجدت ألمانيا طريقة لاستخلاص النفط من الفحم. وكانت تعرف "إرزاتز" ("الاستبدال" باللغة الألمانية)، ويقدر أن نصف النفط المستخدم في ألمانيا أثناء الحرب
العالمية الثانية كان بهذه الطريقة. وتوقفت هذه الطريقة بعد ذلك نظرا لأن تكاليف إنتاج النفط الطبيعي أو استيراده أقل منها بكثير. ولكن بالنظر إلى ارتفاع أسعار النفط المستمر، فإن تحويل الفحم إلى نفط قد
يكون محل تفكير.
وتتضمن الطريقة تحويل رماد الفحم إلى نفط في عملية متعددة المراحل. ونظرياً فإن طنا من الفحم ينتج تقريبا 200 لتر من النفط الخام، بمنتجات تتراوح من القار إلى الكيماويات الخفيفة النادرة.
تم حفر أول بئر للنفط في الصين في القرن الرابع الميلادي أو قبل ذلك. وكان يتم إحراق النفط لتبخير الماء المالح لإنتاج الملح. وبحلول القرن العاشر، تم استخدام أنابيب الخيزران لتوصيل الأنابيب لمنابع المياه
المالحة.
في القرن الثامن الميلادي، كان يتم رصف الطرق الجديدة في بغداد باستخدام القار، الذي كان يتم إحضاره من ترشحات النفط في هذه المنطقة. في القرن التاسع الميلادي، بدأت حقول النفط في باكو، أذربيجان بإنتاج
النفط بطريقة اقتصاد
