البترول (Petroleum) .. المنشأ وطرق الاستخدام

البترول أو كما يعرف بالوقود الأحفوري واحد من أهم الثروات المعدنية والذي أصبح من المواد الأولية والأساسية في الصناعات ويقدم الكثير من الخدمات.

البترول سائل نفطي قاري المنشأ طبيعي يتكون من مواد عضوية مختلفة. توجد بكميات كبيرة تحت سطح الأرض وتستخدم كوقود ومواد خام للصناعات الكيماوية. ويستخدم البترول ومشتقاته في تصنيع الأدوية والأسمدة والمنتجات الغذائية والأشياء البلاستيكية ومواد البناء والدهانات أو المنسوجات ومن أجل توليد الكهرباء.

البترول 2

ما هو البترول (Petroleum)؟

البترول (Petroleum) هو زيت معدني أسود غامق جدًا، أقل كثافة من الماء وله رائحة نفاذة مميزة، وهي تتكون من خليط من الهيدروكربونات مصحوبة بالكبريت والأكسجين والنيتروجين بكميات متفاوتة. يتم العثور على البترول فقط في الصخور الرسوبية.

وينبع البترول من مادة خام تشكلت في الأساس من بقايا الكائنات الحية المائية والنباتات والحيوانات التي تعيش في البحار والبحيرات وفوهات الأنهار وفي المناطق المجاورة للبحر، تمت مهاجمة هذه البقايا في القيعان الموحلة من قبل البكتيريا اللاهوائية التي استهلكت الأكسجين وتركت الكربون فقط وجزيئات من الهيدروجين تسمى الهيدروكربونات.

يؤدي الضغط الذي تمارسه الكتلة الهائلة للرواسب إلى طرد السائل الذي يقع بين طبقات الصخور الرسوبية. هذا السائل، هو البترول، يهاجر على طول المنحدر لعشرات الكيلومترات حتى يجد صخرة مسامية تملأ فراغاتها. تسمى هذه الصخور بالصخور الزيتية.

كيف نحصل على البترول (Petroleum)؟

البترول هو خليط من الهيدروكربونات والتي تتكون من الأبسط (CH4 ميثان)، إلى أكثر الأنواع تعقيدًا مع 40 ذرة كربون. لديه عدد قليل جدًا من التطبيقات. للحصول على المشتقات المختلفة، من الضروري أن تدخل في عملية تكرير تكون مهمتها الرئيسية هي التقطير التجزيئي. بتلك الطريقة نحصل وضمن درجات حرارة مختلفة، على مجموعة كاملة من المنتجات التجارية من البترول.

المواد الغازية مثل الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان؛ والسوائل مثل الغازولين والكيروسين وزيت الوقود. يتم الحصول على المواد الصلبة مثل البارافينات والقطران عند درجات حرارة مختلفة في هذه العملية.

حقول النفط عادةً ما تكون بعيدة عن أماكن الاستهلاك. ويتم النقل البري للبترول الخام عادةً من خلال خطوط أنابيب النفط التي تنتقل من البئر إلى المصفاة أو إلى أقرب ميناء استكشافي. يتم تغطية النقل البحري لمسافات طويلة بواسطة الناقلات.

كيف يتم تشكيل البترول؟

يتكون البترول من الهيدروكربونات، التي تتكون من الهيدروجين والكربون، ومعظمها من البارافينات والنفرين والعطريات. جنبًا إلى جنب مع كميات متغيرة من:

هيدروكربونات البارافينية: هي هيدروكربونات متشابهة من الميثان (CH4). صيغتها العامة هي CnH2n + 2.

Paraffin cycleNáfrenoss: هي هيدروكربونات دورية مشبعة، مشتقة من دورة البنتان ((C5H10) و cyclohexane C6H12). تحتوي العديد من هذه الهيدروكربونات على مجموعات ميثيل على اتصال بسلاسل البارافين المتفرعة. صيغتها العامة هي Cnh2n.

الهيدروكربونات العطرية: وهي هيدروكربونات دورية غير مشبعة تشكل بواسطة البنزين (C6H6) ومثبطاتها. صيغتها العامة هي CnHn.

الهيدروكربونات الأخرى:

  • الأوليفينات: وهي جزيئات خطية أو متفرعة تحتوي على رابطة مزدوجة من الكربون. صيغتها العامة هي Cnh2n.
  • Dienes: وهي جزيئات خطية أو متفرعة تحتوي على اثنين من روابط الكربون المزدوجة. صيغتها العامة هي Cnh2n-2.
  • المركبات غير الهيدروكربونية: أهم المركبات هي الكبريتيدات العضوية والنيتروجين ومركبات الأكسجين. هناك أيضًا آثار لمركبات معدنية، مثل الصوديوم (Na) والحديد والنيكل (Ni) والفاناديوم (V) والرصاص (PB)، إلخ. كما يمكن العثور على آثار البورفيرنيات.

كيف يتم استخراج البترول من باطن الأرض؟

البترول

يتم استخراج البترول من الصخور اعتمادًا على مكان الحفر، لاستخراجه بواسطة المثاقب، يتم كسر الغلاف الخارجي، وبالطبع، الصخور التي يوجد فيها البترول.

ما هي طريقة الحفر؟

الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كان هناك بترول في الموقع الذي يقترح فيه البحث الجيولوجي أن يكون هناك مستودع هيدروكربوني، هو حفر حفرة أو بئر.

وفقًا للعمق المتوقع للبئر، والتشكيلات التي سيتم عبورها وظروف باطن الأرض، يتم اختيار معدات الحفر الأكثر شهرة.

معدات الحفر

العناصر الرئيسية التي تشكل أدوات الحفر، ووظائفها، هي التالية:

  • برج الحفر: هيكل معدني يتركز فيه تقريبًا كل أعمال الحفر.
  • أنابيب الحفر: هذه هي الأنابيب الفولاذية التي ترتبط مع تقدم الحفر.
  • المثاقب: وهي التي تثقب باطن الأرض وتسمح بفتح البئر.
  • الرافعة: هي الوحدة التي تقوم بتدوير وتصفية الكبل الفولاذي الذي يتم تخفيضه وترفع “سلسلة” الحفر وتدعم وزنها.
  • نظام الحمأة: الذي يتم تخزينها وضخها، وحقن مستمر يدور في طين الحفر يخدم عدة أغراض: يزيت حفر حفرة البئر عقد ويجلب إلى سطح المواد الصلبة التي يتم حفرها.
  • نظام التسميد: وهو نظام يقوم بإعداد وحقن مادة اسمنتية خاصة يتم فيها لصق الأنابيب الفولاذية التي تشكل البطانة نفسها على جدران البئر.
  • المحركات: هي وحدة المجموعة.

ما هي أصناف البترول؟

بعد أن يتم استخراجه وتصفيته ومعالجته على درجات حرارة متباينة، يقسم على حسب كل درجة حرارة إلى أشكال متنوعة من المنتجات والتي تعتبر من المواد الأساسية في العديد من الصناعات، ومنها:

  • البنزين: وهو من أهم المواد التي تستخدم كوقود للمحركات ذات الاحتراق الداخلي.
  • الغاز الطبيعي: العنصر الأساسي الذي يحتويه هو الميثان.
  • النفطا: من أنواع النفط والذي يتميز بسرعة الاشتعال والتطاير.
  • الكيروسين أو زيت البرافين.
  • زيوت التشحيم: وهي بقايا أو رواسب عملية التصفية.
  • الإسفلت.

أنابيب الحفر “Dril Pipe”

Dril Pipe أنبوب قوي جدًا، على الرغم من أنه خفيف نسبيًا. يقوم بعض الأعضاء بتوصيل سلسلة أنابيب Dril إلى محرك أقراص TOP أو إلى kelly. تشكل أنابيب Dril الجزء العلوي من سلسلة الحفر “Dril string”. عادةً يتم تدوير أنبوب الحفر. يسمى كل جزء من أنبوب الحفر المفصل المشترك.

يقوم أفراد الطاقم بتوصيل أو ربط عدة مفاصل أنابيب دريل ببعضها عن طريق وضعها داخل الحفرة أثناء تدوير المثقاب.

الكشف: هناك ثلاث طرق للكشف عن البترول: دراسة سطح الأرض، وذلك باستخدام الاستشعار عن بعد وإدخال أجهزة الاستشعار في الآبار. كل واحدة من هذه الطرق الثلاث تدرس الأرض على أعماق مختلفة ومقاييس مختلفة، من بوصة إلى أميال.

التقييم: بمجرد اكتشاف البترول، فإن الخطوة التالية هي تقييم ما وجدته: ما مقدار البترول الموجود هناك؟ أين البترول بالضبط؟ سهولة أو صعوبة في تدفقه؟

الإنتاج: بعد العثور على البترول وتقييمه، يتمثل التحدي التالي في تخطيط الطريق الأكثر أمانًا ونظافة وكفاءة لاستخراجه من الأرض.

ما هي الاستخدامات الرئيسية للبترول؟

يستخدم البترول في عدة مجالات، منها:

  • كوقود محلي وصناعي.
  • كوقود ومزلق.
  • كمادة خام أساسية في صناعة البتروكيماويات.

من أجل تلبية احتياجات السوق، كان من الضروري تطوير تقنيات التحويل، من خلال تعديل هيكل المنتجات التي تم الحصول عليها في التقطير التجزيئي، السماح بالحصول على المواد التي يطلبها المجتمع. من بين هذه التقنيات، وأكثرها أهمية هو التكسير والبلمرة.

في عملية التكسير، ما يتحقق هو تمزق جزيء ثقيل مع العديد من الذرات C (زيت الوقود، على سبيل المثال)، التي تنشأ العديد من جزيئات الضوء (البنزين والغازات، على سبيل المثال).

البلمرة: هي اتحاد لعدة جزيئات من مركب بسيط يسمى مونومر (مثل الإيثيلين)، لتشكيل جزيء أكثر تعقيدًا يسمى البوليمر (مثل البولي إيثيلين). هذه العملية ذات أهمية كبيرة في صناعة البتروكيماويات.

أكثر استخدامات البترول تطبيقًا

أحد أهم تطبيقات البترول هو استخدامه كمواد خام في صناعة البتروكيماويات بأكملها. 60 ٪ من المنتجات الكيماوية الموجودة في السوق و80 ٪ من القطاع العضوي يأتي من صناعة البتروكيماويات. الأسمدة، البلاستيك، مضاد التجمد، المنظفات، المطاط الصناعي، الأصباغ، المتفجرات، المواد البلاستيكية، المذيبات، جميعها منتجات يتم الحصول عليها من البترول.

وبالتال، يمكننا القول إن البترول يلعب دورًا هامًا، ليس فقط في مجال إمدادات الطاقة، ولكن أيضًا في مجال الصناعات الكيميائية.

حقول البترول الرئيسية في فنزويلا

بدأت فنزويلا استغلالها للنفط الخام في عام 1914 على يد شركة شل. كانت واحدة من أهم البلدان وذلك حتى عام 1960 عندما تم تجاوزها من قبل الاتحاد السوفياتي السابق والشرق الأوسط. تقع أهم رواسبها في منطقة أورينوكو.

كما كانت منطقة الإنتاج الفنزويلية الرئيسية طوال القرن العشرين، المنطقة المحيطة ببحيرة ماراكايبو، وهي ولاية زوليا. تشكل هذه المنطقة الكثير من الرواسب الأرضية مثل رواسب الغواصات؛ لديها أكثر من 13000 بئر في العملية وتنتج أكثر من 40 ٪ من النفط الوطني.

ما هي الجهة المسؤولة عن تسويق واستكشاف آبار البترول الرئيسية؟

البترول 3

تعتبر (Petróleos De Venezuela S.A) المؤسسة الحكومية لجمهورية فنزويلا البوليفارية المسؤولة عن استكشاف وإنتاج وتصنيع ونقل وتسويق المواد الهيدروكربونية، بطريقة فعالة ومربحة وآمنة وشفافة وملتزمة بحماية البيئة؛ تهدف في نهاية المطاف إلى تحقيق التنمية المتناسقة في البلاد، وتعزيز الاستخدام السيادي للموارد، وتعزيز التنمية الذاتية، وتعزيز وجود كريم ومفيد للناس الفنزويليين.