JAES Learning

اكتشف قناتنا على اليوتيوب
Jaes Sponsor - Basket



يف يتم إستخراج الغاز الطبيعي ؟

كيف يتم استخراج الغاز الطبيعي؟
يحتوي كوكب الأرض على العديد من أنواع الوقود الأحفوري ، مثل النفط ، وهو أكثر المواد استخدامًا في قطاع النقل ، أو الفحم ، الذي يستخدم بشكل أساسي في القطاع الصناعي. ولكن هناك وقود آخر يستخدم يوميا للاستخدام المنزلي ، لإنتاج الطاقة في محطات توليد الطاقة أو حتى لتدفئة منازلنا: نحن نتحدث عن الغاز الطبيعي!
يوجد الغاز الطبيعي في الحالة الأحفورية في الرواسب وهو مادة تنتجها التحلل اللاهوائي للمواد العضوية. يتكون بشكل رئيسي من الميثان ، أصغر جزيئات الهيدروكربون ، ولكن يمكن أن يحتوي أيضا على الإيثان والبروبان والبيوتان ، بالإضافة إلى كميات صغيرة من البنتان.
هناك العديد من حقول الغاز الطبيعي وتوجد في جميع أنحاء العالم تقريبًا. أكبر منتج للغاز الطبيعي هو روسيا ، حيث يبلغ إنتاجها السنوي 624.61 جيجا متر مكعب (Gm3) ، وفقًا لتقديرات عام 2010 ، فإن احتياطياتها ستدوم 74 عامًا على الأقل. فيما يلي إيران وقطر بإنتاج سنوي يتراوح بين 120 و 150 جيجا بايت (Gm3). لكن كيف يتم استخراج الغاز الطبيعي؟ تم العثور على الغاز الطبيعي عدة مرات حيث يوجد رواسب الفحم. هذا لأنه في المناطق التي كانت توجد فيها الأنهار والجداول ، على مر السنين مع تحلل المواد النباتية تشكلت طبقات من الخث. هذه الطبقات من الخث من خلال تفاعل التحجر المتولد عن الفحم والغاز الطبيعي ليست أكثر من منتج ثانوي لتفاعل التحجر.


قبل البدء في استخراج الغاز ، من الضروري إجراء عمليات تفتيش في المنطقة ، لتحديد حجم الحقل وكمية الغاز الموجودة وجدوى الاستخراج. يقوم الجيولوجيون والجيوفيزيائيون بإجراء اختبارات على موقع الرواسب لإعادة إنشاء التربة التحتية رقميًا في صورة ثلاثية الأبعاد ؛ باستخدام تقنية تسمى Reflection Seismic ، وهي نوع من الموجات فوق الصوتية للأرض ، يتم إطلاق الموجات الزلزالية التي تنعكس على الطبقات الطينية الأساسية ، وتكون قادرة على إعادة إنتاج باطن الأرض بيانياً ، مع إبراز رواسب الغاز الطبيعي المحتملة..
بعد هذه الخطوات الأولى ، نمضي قدما في حفر بئر استكشافي ، للتأكد بدقة من وجود الغاز الطبيعي ؛ وفي وقت لاحق، يتم حفر آبار أخرى، تسمى آبار تعيين الحدود، آبار التحديد على وجه التحديد لتحديد الامتداد الفعلي لحقل الغاز رأسيا وأفقيا، من أجل إجراء تقييم دقيق لكمية الغاز الموجودة. هذا يعمل على ضمان عائد اقتصادي عادل للشركة التي تستثمر في مجال معين..


بمجرد التأكد من وجود الغاز والكمية التي يحتويها الحقل ، فإن الخطوة التالية هي وضع خطة تنموية. في خطة التطوير ، سيتم تحديد عدد آبار الاستخراج التي سيتم وضعها في الموقع ، وموقعها ، ومسارها ، ونوع البئر سواء كانت رأسية أو أفقية أو محولة ، وكذلك موقع وعدد الهياكل اللازمة لإدارة ونقل الغاز المستخلص
لاستخراج الغاز الطبيعي ، يمكن أن تنشأ حالتان مختلفتان ، وتعتمدان على موقع الحقل. عندما يقع الإيداع بالقرب من سطح الأرض بما فيه الكفاية ، يكون بناء الموقع والاستخراج أكثر سهولة ، ولكن قد يحدث أن يقع الإيداع تحت قاع البحر. في هذه الحالة ، يكون إعداد الموقع أكثر تعقيدا ، فمن الضروري بناء منصة في وسط البحر ، تسمى المنصة البحرية ، والتي يمكن من خلالها إدارة جميع عمليات الحفر والاستخراج.
سواء على الأرض أو في البحر ، فإن إجراء الحفر مشابه جدا ؛ الآن سنرى الهياكل والخطوات اللازمة لاستخراج الغاز الطبيعي
قد تنشأ حالتان مختلفتان لاستخراج الغاز الطبيعي ، وهما يعتمدان على موقع الحقل ؛ عندما يكون الرواسب قريبًا بدرجة كافية من سطح الأرض ، يكون بناء الموقع والاستخراج أسهل ، ولكن قد يحدث أن يقع الرواسب تحت قاع البحر. في هذه الحالة يكون إعداد الموقع أكثر تعقيدًا ، فمن الضروري بناء منصة في وسط البحر تسمى المنصة البحرية ، والتي يمكن من خلالها إدارة جميع عمليات الحفر والاستخراج.
سواء على الأرض أو في البحر ، فإن إجراء الحفر متشابه للغاية ؛ الآن سنرى الهياكل والخطوات اللازمة لاستخراج الغاز الطبيعي.
يتم استخدام أداة خاصة لحفر التربة ، وهي إزميل دوار. يتكون هذا الإزميل من 3 رؤوس مخروطية الشكل مصنوعة من مادة شديدة الصلابة قادرة على تفتيت التربة. يتم تثبيت الإزميل على قضبان يبلغ طول كل منها 12-15 مترًا ، ويتم إضافتها مع تقدم أعمال الحفر. يتم تثبيت كل هذا معًا بواسطة خطاف متصل بأسلاك فولاذية بنظام من البكرات يسمح برفع جهاز الحفر وخفضه. لإعطاء الطاقة لجميع الأدوات ، يتم استخدام محرك متصل بالرافعة ، كما أنها تسمح للطاولة الدوارة ، المسماة Rotary ، بتدوير رأس لقمة الحفر للحفر. القضبان التي تم إحضارها من خلال الحفر مجوفة ، يتدفق بداخلها طين خاص بالإضافة إلى تشحيم الريشة ، مما يؤدي إلى ظهور حطام التكسير.
ش3ةشمخ نخممخ اشي مه2هسفهناقشت خق هيهخس لاثقف نشمبث عثلاشتتي تابحمشع ايخ ىثقف مسقفشل
لحفر التربة ، يتم استخدام أداة خاصة ، وهي إزميل دوار. يتكون هذا الإزميل من 3 رؤوس مخروطية مصنوعة من مواد صلبة للغاية ، قادرة على انهيار الأرض. يتم تثبيت الإزميل على قضبان طولها 12-15 مترا لكل منها ، والتي تتم إضافتها مع تقدم الحفر. يتم تثبيت كل هذا معا بواسطة خطاف متصل بأسلاك فولاذية بنظام من البكرات التي تسمح برفع وخفض جهاز الحفر. لإعطاء الطاقة لجميع الأجهزة يتم استخدام محرك متصل برافعة ، كما أنها تسمح للطاولة الدوارة ، التي تسمى الروتاري ، بتدوير رأس الإزميل للحفر. القضبان التي يتم إنزالها من خلال الحفر مجوفة ، وبداخلها يتدفق طين خاص بالإضافة إلى تشحيم الإزميل يجلب حطام السحق.
إدخاله في البئر. أثناء حفر الإزميل ، يتم تبطين جدران البئر بأنابيب فولاذية وملصقة بالأرض لتجنب الانهيارات الأرضية التي قد تتلف الأدوات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استبدال رأس الإزميل بأخرى أصغر وأصغر مع استمرار أعمال الحفر ؛ يبدأ قطرها من 70 سم حتى قطر حوالي 10 سم ، ويمكن أن تصل الآبار إلى عمق يتراوح بين 2 و 6 كيلومترات. في تلك الأعماق يكون الضغط مرتفعًا جدًا ، ولهذا السبب يتم استخدام صمام خاص يسمى رأس البئر ، أو عادة شجرة الكريسماس.
هذه المعدات عبارة عن مجموعة من الصمامات التي تتحكم في الضغط الذي يمارسه الغاز الذي يرتفع إلى السطح. لمزيد من السلامة ، يتم تثبيت صمام أمان أيضا على ما يسمى أنبوب الإنتاج على عمق حوالي 100 متر في حالة تعرض صمام رأس البئر لفشل.
بمجرد الانتهاء من الحفر ، يتم استخراج الإزميل ويمكن أن يبدأ استخراج الغاز الطبيعي من حقله.
وينقل الغاز، الذي يتم إحضاره إلى السطح بواسطة نظام من الأنابيب، إلى خزانات المعالجة لإعداده للانتشار في مختلف النقاط المحددة مسبقا؛ في الطبيعة ، الغاز ، الذي يتكون أساسا من الميثان ، هو مادة عديمة الرائحة ، لذلك تضاف مواد السلامة لإعطائه رائحة كريهة قوية ، للتأكد من أنه ينظر إليه عندما يكون هناك تسرب. في بعض المنشآت الصناعية ، يتم استخدام الغاز الطبيعي عديم الرائحة لأن هناك أجهزة استشعار تحدد تسرب المواد الخطرة.
هذا الجهاز عبارة عن مجموعة من الصمامات التي تتحكم في الضغط الناتج عن ارتفاع الغاز إلى السطح ؛ لمزيد من الأمان ، يتم أيضًا تثبيت صمام أمان على ما يسمى أنبوب الإنتاج على عمق حوالي 100 متر في حالة فشل صمام فوهة البئر.
بمجرد اكتمال الحفر ، يتم استخراج الإزميل ويمكن أن يبدأ استخراج الغاز الطبيعي من حقله.
يُنقل الغاز ، الذي يتم إحضاره إلى السطح عن طريق نظام من الأنابيب ، إلى خزانات معالجة ليتم تحضيرها للانتشار في مختلف النقاط المحددة مسبقًا ؛ في الطبيعة ، الغاز ، المكون بشكل أساسي من الميثان ، مادة عديمة الرائحة ، لذلك من أجل السلامة ، يتم إضافة المواد لإعطائها رائحة كريهة قوية ، لضمان إدراكها عند وجود تسرب. في بعض المنشآت الصناعية ، يتم استخدام الغاز الطبيعي عديم الرائحة لوجود مستشعرات تحدد تسرب المواد الخطرة.




بمجرد الانتهاء من عملية المعالجة ، يمكن فرز الغاز في مختلف المناطق المحددة ؛ تُستخدم خطوط أنابيب الغاز ، التي يطلق عليها عادة ، لتوزيع المنتج في المنازل والمصانع ولكن أيضًا في مصانع إنتاج الكهرباء
بمجرد الانتهاء من عملية المعالجة ، يمكن فرز الغاز في مختلف المناطق المنشأة ؛ تستخدم خطوط أنابيب الغاز ، التي يطلق عليها عادة ، لتوزيع المنتج في المنازل والمصانع ولكن أيضا في مصانع إنتاج الكهرباء.

مثل النفط ، يعتبر الغاز أيضًا وقودًا أحفوريًا محدودًا ، ولا يزال من الممكن استغلال الاحتياطيات على هذا الكوكب لسنوات عديدة ، لكن استهلاك السكان قد زاد بشكل كبير ؛ هذا هو السبب في تطوير تقنيات جديدة في السنوات الأخيرة لتكون قادرة على إنتاج الغاز الطبيعي ، مثل إنتاج الغاز الحيوي ، الذي يتم الحصول عليه بفضل تحلل النفايات ، أو من خلال استخراج الميثان من السماد الذي تنتجه مزارع الحيوانات. تستخدم تكنولوجيا إنتاج الغاز الحيوي البكتيريا الموجودة داخل أجهزة تخمير خاصة ، وبهذه الطريقة يمكن تحويل النفايات العضوية الحضرية والسماد والنفايات الزراعية إلى غاز ؛ يمكن الحصول على 5،500 متر مكعب من الغاز الحيوي من مكب نفايات تبلغ مساحته 1،000،000 متر مكعب.
في عالم يشهد فيه استهلاك الوقود الأحفوري نموًا هائلاً ، هل يمكن أن تكون تقنيات الإنتاج الجديدة هذه هي الطريقة الصحيحة لمجتمع أكثر استدامة؟
مثل النفط والغاز هو أيضا وقود أحفوري محدود ، ويمكن استغلال الاحتياطيات على هذا الكوكب لسنوات عديدة أخرى ، ولكن استهلاك السكان زاد بشكل كبير. هذا هو السبب في أنه في السنوات الأخيرة يتم تطوير تقنيات جديدة لتكون قادرة على إنتاج الغاز الطبيعي ، مثل إنتاج الغاز الحيوي ، الذي تم الحصول عليه بفضل تحلل النفايات ، أو مع استخراج الميثان من السماد الذي تنتجه المزارع الحيوانية. تستخدم تكنولوجيا إنتاج الغاز الحيوي البكتيريا داخل أجهزة تخمير خاصة ، وبهذه الطريقة يمكن تحويل النفايات العضوية الحضرية والسماد والنفايات الزراعية إلى غازات. من مكب نفايات يبلغ 1,000,000 متر مكعب ، يمكن الحصول على 5,500 متر مكعب من الغاز الحيوي.
في عالم يشهد فيه استهلاك الوقود الأحفوري نموا هائلا، هل يمكن أن تكون تقنيات الإنتاج الجديدة هذه هي الطريق الصحيح نحو مجتمع أكثر استدامة؟