ما هو النفط؟
النفط، المعروف أيضًا باسم الذهب الأسود أو الزيت الخام، هو سائل لزج يتميز بلونه الداكن الذي يتراوح بين الأسود والأخضر الداكن. يعتبر النفط مادة قابلة للاشتعال ويتم استخراجه من طبقات القشرة الأرضية العلوية باستخدام تقنيات متخصصة. تختلف أنواع النفط بشكل كبير حسب المنطقة التي يتم استخراجه منها، مما يؤدي إلى اختلافات ملحوظة في تركيبه ومظهره.
يتكون النفط من خليط معقد من الهيدروكربونات، بالإضافة إلى كميات قليلة من الألكانات الكيميائية. تعتبر الألكانات ذات قيمة اقتصادية عالية. تُظهر الإحصائيات العالمية أن النفط يعتبر واحدًا من أهم وأغلى مصادر الطاقة الأولية. تتصدر الولايات المتحدة الأمريكية قائمة الدول الأكثر استهلاكًا للنفط، حيث تستهلك حوالي ثمانين مليون برميل يوميًا في مختلف القطاعات.
شهدت أسعار النفط تقلبات ملحوظة في السنوات الأخيرة. عانت الأسواق النفطية في النصف الثاني من عامي 2014 و 2015 من فائض في المعروض من النفط الخام، مما أدى إلى انخفاض الأسعار إلى أدنى مستوياتها منذ ست سنوات. أثر هذا الانخفاض سلبًا على اقتصادات الدول التي تعتمد بشكل كبير على النفط في تمويل نفقاتها، مثل فنزويلا. في استجابة لهذه الأوضاع، تم اقتراح خفض إنتاج النفط على المستويين المحلي والعالمي، ولكن المملكة العربية السعودية رفضت قرار منظمة الأوبك بخفض الإنتاج العالمي واستمرت في إنتاجها المعتاد.
كيف نشأ النفط؟
يرجع أصل النفط إلى بقايا الكائنات الحية التي تعرضت لضغط وحرارة شديدين على مدى ملايين السنين. تبدأ هذه الكائنات الحية في التحلل تحت تأثير هذه العوامل. تجدر الإشارة إلى أن الغاز الطبيعي والنفط ينتجان بنفس الطريقة، وغالبًا ما يتواجد الغاز الطبيعي بجانب الزيت الخام.
يبدأ تكوين النفط عندما تدفن كميات كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة في أعماق المحيطات بعد اتساع المسطحات المائية على سطح الأرض. تتراكم هذه الكائنات وتترسب تحت الطين والصخور والرمل في أعماق كبيرة تحت سطح الأرض. ثم تبدأ مرحلة تكوين الصخور الرسوبية بفعل الضغط الهائل وارتفاع درجات الحرارة في باطن الأرض. يتعرض الصخر الرسوبي لعدة عمليات كيميائية ينتج عنها مادة الكيروجين. عندما تتعرض هذه المادة الشمعية لدرجة حرارة تصل إلى مئة درجة مئوية، تبدأ المكونات بالانفصال، حيث تنفصل المادة الغازية (الغاز الطبيعي) عن المادة السائلة (الزيت). وحتى تتحلل المادة السائلة الزيتية، يجب أن تبقى مدفونة في منطقة ذات عمق أكبر مما كانت عليه، كما يجب أن تخضع لدرجات حرارة تتجاوز المئتي درجة مئوية، مما يؤدي إلى إضعاف وتفكك جزيئات المادة.
بمرور الوقت، تبدأ المكونات السائلة والغازية في الانتقال إلى طبقات أعلى من طبقات الأرض من خلال النفاذ من بين مسامات الصخور وشقوقها الدقيقة. يعزى سبب انتقال هذه المكونات إلى وجود الماء أو الوزن الهائل للطبقات الصخرية المتواجدة في الطبقة العليا، مما يضغط على الطبقات السفلية، فيترسب الزيت في شقوق الصخر ومساماته.
تتجمع المكونات السائلة (الزيت) والغازية (الغاز الطبيعي) في نوع من الصخر يسمى الصخر الزيتي أو الصخر الخازن. يتميز هذا النوع من الصخور بوجود المسامات والشقوق الصغيرة والفتحات التي تسهل حركة المكونات خلاله، بالإضافة إلى النفاذية التي تسمح بمرور السوائل عبر المسامات المرتبطة ببعضها البعض بشكل أفقي حتى تصطدم بطبقات صخرية غير قابلة للنفاذ. تتجمع كميات النفط تحت صخور مكمنية أو ما يسمى بالمحابس، مثل الأقبية، والمحابس الطبقية، وقباب الملح، والصدوع.
المكونات الأساسية للنفط
يعتبر خليط الهيدروكربونات المادة الأساسية المكونة للنفط، ويتكون هذا الخليط من مركبات الهيدروجين والكربون معًا، بالإضافة إلى عناصر كيميائية أخرى مثل الأكسجين والنيتروجين والكبريت، ونسبة قليلة من النيكل أو الفاناديوم. تشكل المكونات الفلزية الأخيرة حوالي واحد بالمئة فقط من النفط ككل. تدخل الألكانات الكيميائية الثمينة أيضًا في تكوينه، وتشمل: الميثان (CH4)، والإيثان (C2H6)، والبروبان (C3H8)، والبيوتان (C4H10).
مراحل الحصول على النفط
تتضمن عملية استخراج النفط عدة مراحل أساسية:
- تحديد أماكن تواجد النفط وحقوله: يعتمد الجيولوجيون على عمليات المسح الزلزالي لاستكشاف أماكن حقول النفط وتحديد الأماكن الملائمة جيولوجيًا لتكوين خزانات النفط. تشمل هذه المرحلة إجراء تفجيرات تحت طبقات الأرض وتحليل الاستجابة الزلزالية للحصول على معلومات حول البنية الجيولوجية للمنطقة. كما يتم استخدام طرق أخرى مثل قياس الجاذبية الأرضية وقياس المغناطيسية.
- حفر الآبار للوصول إلى النفط: تتضمن هذه المرحلة حفر آبار عميقة في الأرض باستخدام منصات النفط. يتم تثبيت أنبوب فولاذي في الحفرة لضمان سلامة البئر وتسهيل عملية الاستخراج. بعد تثبيت الأنبوب في قاع البئر، يبدأ النفط بالمرور عبر الثقوب الموجودة فيه. يتم وضع “شجرة الكريسماس” على قمة الحفرة، وهي عبارة عن مجموعة من المضخات والصمامات المتصلة ببعضها البعض للتحكم في ضغط وتدفق النفط.
- استخراج البترول واستخلاصه: تتضمن هذه المرحلة خطوتين أساسيتين:
- الاستخلاص الأولي: يتم في هذه المرحلة تحفيز خزان النفط باستخدام آليات طبيعية. يتم سحب النفط من البئر ووضع الماء الطبيعي مكانه، ثم يتم نشر الغاز ورفعه إلى قمة الخزان. تبلغ نسبة الاستخلاص في هذه المرحلة ما بين خمسة إلى خمسة عشر بالمئة.
- الاستخلاص الثانوي: مع مرور الوقت، ينخفض ضغط بئر النفط تدريجيًا حتى يصبح غير قادر على دفع النفط إلى السطح. في هذه الحالة، يتم استخدام أساليب الاستخلاص الثانوية، مثل حقن خزانات النفط بالماء لزيادة الضغط وتحفيز الآبار. كما يمكن حقن آبار الغاز الطبيعي بثاني أكسيد الكربون أو الهواء لتقليل كثافة المادة السائلة المتواجدة في البئر. تصل نسبة الاستخلاص في هذه المرحلة إلى ثلاثين بالمئة.
طرق الاستكشاف والتنقيب
تعتمد عملية البحث عن النفط على مجموعة متنوعة من الأساليب العلمية والتقنية، من بينها:
- المسح الجيولوجي الطبقي.
- المسح الجيوفيزيائي.
- المسح السيزمي (الاهتزازي، والزلزالي).
- طريقة الجاذبية.
- الطريقة المغناطيسية.
- الطريقة الكهربائية.
- الدراسات الجيوكيميائية.
- الحفر الاستكشافي.
- طريقة تسجيل الآبار.
ما هي مشتقات النفط؟
مشتقات النفط هي المواد التي يتم استخلاصها من النفط الخام من خلال عمليات التكرير. تبدأ عملية التكرير بتسخين النفط الخام ثم تقطيره وفصل الغازات، وتتوالى المراحل للحصول على مشتقات مختلفة. من أشهر مشتقات النفط:
- البنزين.
- الديزل.
- وقود التدفئة.
- وقود الطائرات.
- الكيروسين.
- وقود السفن والمصانع.
- غازات سائلة وجافة.
- فحم الكوك.
- مادة إسفلتية تستخدم لتعبيد الطرق.
- زيوت التشحيم.
أهمية النفط في حياتنا
النفط يلعب دورًا حيويًا في الاقتصاد العالمي وحياة الناس، وتتجلى أهميته في:
- المساهمة في رفع المستوى الاقتصادي العالمي.
- تنمية الاقتصاد الوطني للدول المنتجة والمصدرة للنفط.
- اعتباره مصدرًا مهمًا للطاقة.
- دخوله في العديد من الاستخدامات مثل النقل والمواصلات.
- دخوله في الصناعات البتروكيماوية المختلفة.
- سهولة نقله وتخزينه.
