طبقة الغاز - E-Learning for Petroleum
Download
Report
Transcript طبقة الغاز - E-Learning for Petroleum
يعتبر النفط و الغاز عصب الحياة في دولة اإلمارات العربية
املتحدة .و هذا صحيح إذا أخذنا في االعتبار املكونات
األساسية القتصاد دولة اإلمارات حيث يوفر النفط و الغاز
ثلث الدخل القومي.
يوضح هذا الكتيب أساسيات إنتاج و نقل النفط و الغاز و
كذلك يبين مبادئ عمل مصانع الغاز و مصافي النفط.
كل مقالة في هذا الكتيب مدعومة بواصل لشبكة اإلنترنت
للذين يرغبون في مزيد من البحث و التعمق في املوضوع.
الثروة النفطية في دولة اإلمارات العربية المتحدة
هيأ هللا لدولة اإلمارات ثروة نفطية هائلة يقدر احتياطيها بـ 98.2مليار
برميل جعلها تتبوأ المركز الرابع في حجم المخزون النفطي على مستوى
العالم أي نحو % 9.5من إجمالي االحتياطي العالمي من النفط.
كما قدر احتياطي الغاز الطبيعي القابل لالستخراج بـ 5.8مليار متر
مكعب أي نحو %4من االحتياطي العالمي من الغاز الطبيعي .و هذا
يعني ان دولة اإلمارات العربية المتحدة تمتلك ثالث اكبر احتياطي من
الغاز بين دول المنطقة والمركز الرابع على مستوى العالم.
وفقا لمعدالت اإلنتاج الحالية دون إضافة أية حقول جديدة فإنه من المقدر
ان تستمر إمدادات النفط والغاز ألكثر من 150عاما.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.alamuae.com/uae/showtopics-686.html
الثروة النفطية في دولة اإلمارات العربية المتحدة
يشكل دخل قطاع النفط والغاز نحو ثلث مجمل الدخل القومي لدولة
اإلمارات تساهم فيه إمارة ابوظبي بنحو ،% 85ويتركز فيها نحو
%90من إجمالي المخزون النفطي في الدولة.
تصدر دولة اإلمارات نحو %62من النفط الخام إلى اليابان مما
يجعلها على راس المشترين من نفط الدولة .كما تتوجه معظم صادرات
الغاز إليها أيضا وهي الدولة األكثر استهالكا للغاز المسال وتشكل
صادرات اإلمارات من الغاز ثمن احتياجات اليابان من الطاقة.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.alamuae.com/uae/showtopics-686.html
البتــــــــــــــــــــــــــــرول
يعتبر البترول مادة هامة حيث يأتي ترتيبه في المركز الثاني من حيث
األهمية بعد الغذاء مباشرة وال عجب في ذلك فهو وقود الطاقة وعصب
الصناعة والنقل والتدفئة.
اشتقت كلمة " بتروليوم" من المصطلح الالتيني :بترا و أوليوم وتعني
الزيت الصخري .من ناحية التركيب الكيميائي فان البترول هو خليط
معقد من عناصر كيميائية تضم الهيدروجين وذرات الكربون تدعى
الهيدروكربونات وتختلط بشوائب النتروجين واألوكسجين والكبريت.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%84
البتــــــــــــــــــــــــــــرول
تشكل البترول من بقايا النباتات والحيوانات التي وجدت خالل
العصور السحيقة والتي يعود تاريخها إلى مابين 10و 5000
مليون سنة.
ومع اندثار النباتات والحيوانات وبمرور الوقت غطتها الرمال
والطين حيث حول الضغط المتشكل الرمال الطينية إلى صخور
وتحولت بقايا النباتات والحيوانات إلى نفط وغاز.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%84
أين يوجد البترول ؟
يعود اصل البترول إلى بقايا النباتات والحيوانات التي غاصت في
أعماق البحار .ونتيجة للتغيرات التي طرأت على األرض على مدى
ماليين السنين انتقل البترول من الصخور األصلية التي تشكل فيها
وانحصر في مناطق ذات صخور مسامية مغطاة بأخرى غير
مسامية األمر الذي حال دون خروج النفط والغاز منها.
OIL
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
التشكيالت الجيولوجية
هناك عدة أنواع من التشكيالت الجيولوجية التي ينحصر فيها البترول والغاز مثل:
الحاجز المحدبAnticline Trap :
طية محدبة من صخور في طبقات تأخذ شكل رقم "
" 8تتشكل عندما ترتفع طبقات الصخور وتشكل
قبة ذات صخور عديمة المسامات تمنع خروج النفط
وبواسطة ضغط الماء يرتفع البترول إلى أعلى
القبة.
الحاجز الصدعيFault Trap :
عبارة عن صدع في األرض تشكل بفعل ضغط
األرض وأدى إلى توضع الصخور المسامية إلى
جانب أخرى غير مسامية .أما البترول الذي انتقل
إلى تشكيالت الصخور غير المسامية فسوف
يحتجز من جانب الماء الواقع خلفه.
الحاجز الملحي القببي Salt Dome Trap :
تشكيل ملحي على هيئة قبة صخرية تظهر فيه
طبقات الملح التي ارتفعت وشقت طريقها نحو
األعلى .ويتجمع البترول فوق الطبقات الصخرية
الملحية التي تشكل حاجزا فعاال.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
كيفية التنقيب عن البترول
يبدأ الجيولوجيون البحث عن الصخور المسامية المترسبة والتي تحيط بها
الصخور عديمة المسامات حيث يستخدمون أداة حفر متخصصة للحصول
على عينات من الصخور ومن ثم يجرون عليها االختبارات للوصول إلى
شواهد تدل على وجود البترول من عدمه .بعد ذلك يستخدم الجيوفيزيائيون
ثالث وسائل مختلفة لمساعدتهم في العثور على البترول وهي:
جهاز قياس الجاذبية
Gravimeter
جهاز قياس مغناطيسية األرض
Magnetometer
جهاز المسح الزلزالي
.Seismograph
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
كيفية التنقيب عن البترول
جهاز قياس الجاذبية
يستخدم لقياس جاذبية األرض ويساعد في قياس
الفارق بين جاذبية الصخور المسامية وغير المسامية.
Gravimeter
جهاز قياس المغناطيسية
يستخدم لقياس مغناطيسية األرض ويساعد في
تحديد أنوع الطبقات الصخرية في باطن األرض.
Magnetometer
جهاز المسح الزلزالي
Seismograph
يستخدم لقياس االرتجاجات في األرض ورصد ورسم مسارها عن طريق
إحداث تفجيرات مبرمجة وقياس الموجات المنعكسة .ومن خالل انتقال
الموجات عبر الطبقات المختلفة لألرض يستطيع جهاز المسح الزلزالي ان
يكشف عن تشكيالت الصخور وكثافتها.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
الحفــــــــــــــر
بعد انتهاء مراحل االستكشاف وتحديد
الجيولوجيين لمواقع مكامن النفط يأتي دور
أعمال الحفر.
استخدمت كابالت أدوات الحفر) Cable
(Tool Drillingلحفر أول بئر في
الواليات المتحدة عام .1859
أما في الوقت الحاضر فان عملية الحفر
تتم باستخدام معدات دوارة Rotary
Drillingتتيح الوصول إلى أعماق سحيقة.
وفي اآلونة األخيرة وبفضل التكنولوجيا
المتطورة أمكن إجراء الحفر األفقي
وتحقيق وفر ملحوظ في الوقت
والتكاليف .ومن شان هذا األسلوب ان
يقلل من عدد الحفارات وإنتاج النفط من
بئر واحد ولكن من عدة مكامن.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
راس البئر
بعد االنتهاء من حفر البئر وتجهيزه لإلنتاج يتم
تركيب معدات خاصة للسيطرة على تدفق النفط
من خاللها .يتكون راس البئر من مجموعة من
الصمامات يتم تركيبها فوق فوهة البئر لتنظيم
ومتابعة استخالص الهيدروكربونات من
الطبقات األرضية .كما تحول دون تسرب النفط
أو الغاز خارج البئر ،وتحول دون حدوث
انفجار فيه بفعل الضغط العالي .فالمكامن ذات
الضغط العالي تحتاج إلى رؤوس آبار ذات
معدات مناسبة قادرة على تحمل الضغط الصاعد
والمتمثل في الغازات والسوائل.
صمام األمان الجوفي
صمام األمان الجوفي
يتم تركيب صمام األمان على عمق قرب من سطح األرض حيث يبقى مفتوحا
طالما كانت عملية تدفق السوائل طبيعية .وعندما يرصد الصمام حدوث خلل في
معدات راس البئر فانه ينغلق تلقائيا ويوقف تدفق السوائل إلى الخارج.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
استخراج البترول
ال يمكن استخراج إجمالي الكمية الموجودة في المكمن ولكن يمكن
استخراج %50أو أكثر قليال .لتحقيق ذلك ينبغي توفر ثالث وسائل
أساسية في المكمن وهي :الغاز المذاب ،وطبقة الغاز ،والماء.
الغاز المذاب
يوجد الغاز المذاب في البترول الخام وعندما يتمدد داخل المكمن
فانه يولد ضغطا يدفع البترول عبر الصخور نحو السطح.
طبقة الغاز
طبقة الغاز الغطائية هي كمية كبير من الغاز توجد فوق الطبقة البترولية
حيث تدفع بالبترول إلى األعلى عبر الصخور إلى أن تصل إلى السطح.
طبقة الماء
طبقة الماء هي األكثر فعالية بين الوسائل الثالث إذ ان
ضغط الماء يرفع طبقة البترول الموجودة فوقه إلى السطح.
طبقة الغاز
الغاز المذاب
طبقة الماء
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
تحسين وسائل استخراج البترول
يصل اإلنتاج طوال عمر البئر إلى نقطة يصبح معها استخراج البترول بسهولة
أمرا متعذرا بسبب استنزاف طبقات الغاز حيث يحتاج األمر في مثل هذه الحالة
إلى ضغط إضافي لدفع البترول إلى السطح في طريقة تعرف باسم " االستعادة
الثانوية" باستخدام حقن الماء أو الغاز أو مضخات غاطسة.
حقن الماء
يتم حقن الماء للمحافظة على مستوى الضغط داخل البئر مما يدفع بالبترول للتدفق
نحو السطح .يتم ضخ الماء في المكمن تحت طبقة النفط من خالل آبار حقن وذلك
لدفع البترول نحو السطح.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
تحسين وسائل استخراج البترول
حقن الغاز.
يتم حقن الغاز للمحافظة على مستوى الضغط داخل البئر مما يدفع
بالبترول للتدفق نحو السطح .يتم ضخ الغاز في المكمن فوق طبقة النفط
من خالل آبار حقن وذلك لدفع البترول نحو السطح
.
المضخات الكهربائية الغاطسة
تستخدم المضخات الكهربائية الغاطسة في ضخ النفط إلى السطح عندما
يكون الماء و الغاز عديم الفائدة
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
معالجة سوائل البئر عند السطح
تتكون السوائل الخارجة من البئر من مزيج من سوائل الهيدروكربون والماء
وبخار الماء والرمال إضافة إلى خليط متنوع من الغازات والترسبات الرملية،
زيوت الحجرية العضوية .كما تحتوي على غاز ثاني اوكسيد الكربون و
كبريتيد الهيدروجين.
قبل نقل البترول الخام إلى الخزانات ينبغي معالجته أوال حيث يتم تمرير الزيت
الخام عبر أجهزة فصل أفقية وعمودية لفصل الغاز عن الزيت وإزالة الماء
والشوائب األخرى منه.
أجهزة الفصل – المرحلة األولى
تتم عملية الفصل بعد تمرير الزيت الخام في أجهزة فصل المرحلة األولى وذلك
بتخفيف سرعة تدفق الزيت الخام ومن شان هذا ان يؤدي إلى انفصال الماء
والغاز عن النفط وذلك الختالف الثقل النوعي.
أجهزة التبادل الحراري
يتم بداخلها رفع حرارة الزيت الخام قبل دخوله إلى أجهزة فصل المرحلة الثانية
لتحسين عملية فصل كبريتيد الهيدروجين والماء.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
معالجة سوائل البئر عند السطح
أجهزة الفصل – المرحلة الثانية
تشبه مهمتها أجهزة المرحلة األولى باستثناء ان الضغط يبقى اقل من ضغط
المرحلة األولى وأحيانا يكون جهاز الفصل اكبر حجما من جهاز المرحلة األولى
وذلك إلعطاء السوائل وقتا أطول للفصل.
أجهزة فصل كبريتيد الهيدروجين
تستخدم لفصل كبريتيد الهيدروجين عن النفط الخام ويتم ذلك بحقن الغاز الخفيف
عند قعر جهاز الفصل مما يدفع كبريتيد الهيدروجين للخروج من أعلى جهاز
الفصل.
بعد ذلك يتم ضخ النفط الخام إلى خزانات المصب استعداد للتصدير ،ويعاد حقن
الماء المصاحب والمفصول عن النفط في آبار غير عميقة ،في حين يتم تحويل
الغاز المصاحب إلى شركات متخصصة في معالجة الغاز لالستفادة منه في
االستخدامات الصناعية.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
الغـــــاز الطبيعي
يأتي الغاز الخام الطبيعي من نوعين من اآلبار :آبار النفط وآبار الغاز
يسمى الغاز الطبيعي الوارد من آبار النفط باسم "الغاز المصاحب" ،ويمكن ان
يتواجد هذا الغاز بمعزل عن النفط في المكمن او غاز مذاب .اما الغاز الطبيعي
المنتج من آبار الغاز فأنه يعرف عندئذ باسم "الغاز الطبيعي غير المصاحب ".
بصرف النظر عن مصدره فان الغاز الطبيعي بعد فصله عن النفط يحتوي في
الغالب على خليط من الغازات أهمها :اإليثان ،البروبان ،البيوتان ،والبنتان .إضافة
إلى ذلك يحتوي الغاز الطبيعي الخام على بخار الماء ،كبريتيد الهيدروجين،ثاني
اوكسيد الكربون ،الهليوم ،النتروجين ،وغيرها من المركبات.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.alamuae.com/uae/showtopics-687.html
الغـــــاز الطبيعي
تتم معالجة الغاز الطبيعي عن طريق فصل جميع مكونات الهيدروكربون
ليتحول بعدها إلى ما يعرف بالغاز الطبيعي الجاف وتعتبر الهيدروكربونات
المصاحبة التي تعرف بسوائل الغاز الطبيعي منتجات ثانوية ذات قيمة عالية
في المجاالت الصناعية.
خالل فترة معالجة خليط الغازات يتم تبريدها من 45إلى 80درجة تحت
الصفر ) ،(NGLوعند الحاجة لنقل الغاز الطبيعي (الميثان و االيثان) يتم
تسييل الغاز بخفض حرارته إلى 162درجة تحت الصفر ).(LNG
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.alamuae.com/uae/showtopics-687.html
المصـــــــــفاة
المصفاة هي المنشاة التي يتم فيها فصل المشتقات البترولية عن بعضها
البعض وتحويلها إلى منتجات مفيدة صالحة لالستخدام في شتى
المجاالت.
تتميز مشتقات النفط الخام باختالف أحجامها وأوزانها ودرجة حرارة
غليانها ولهذا فان المرحلة األولى تتمثل في فصل المشتقات عن
بعضها البعض عن طريق وسيلة تعرف باسم التقطير عن طريق
التكسير حسب الخطوات التالية:
• يتم تسخين خليط مكون من مادتين أو أكثر من السوائل ذات درجات
الغليان المختلفة إلى درجة حرارة تصل إلى 600درجة مئوية حيث
يغلي الخليط مشكال بخارا(غازات) ومتحوال إلى حالة البخار.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
المصـــــــــفاة
•يدخل البخار من أسفل عمود تكسير طويل ويرتفع إلى أعاله بحيث
يبرد خالل هذه المرحلة ،وعندما يصل احد مكونات البخار إلى علو
تتساوى فيه درجة الحرارة مع درجة حرارة غليان المكون يتكثف
ويتحول إلى سائل(تتكثف المكونات ذات درجة الغليان المتدنية في
أعلى نقطة من العمود في حين تتكثف المكونات ذات درجة الغليان
العالية في أدنى نقطة من العمود).
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
تخزين ونقل النفط الخام
يتم تخزين النفط الخام داخل خزانات ضخمة
بحيث يتم نقله الحقا إلى المصافي
والمستهلكين بواسطة عدة طرق مثل خطوط
األنابيب وناقالت النفط.
أسعار ومواصفات النفط الخام المصدر
يعتمد سعر النفط الخام على درجة لزوجته وفقا
ويجب APIلمقاييس معهد البترول األمريكي
ان يكون النفط المعد للتصدير خاليا من الماء
واألمالح والغازات مثل غاز كبريتيد
الهيدروجن.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm
تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال
يتم تسييل الغاز الطبيعي من اجل تخفيض حجمه في المناطق التي تفتقر إلى
وجود شبكة أنابيب وعند ذلك ينكمش إلى 600/1من كتلته الغازية.
لنقل .LNGتستخدم ناقالت مزودة بخزانات مضغوطة ومبردة ومعزولة
.سوائل الغاز الطبيعي والغاز الطبيعي المسال
يتم تسييل الغاز من مصدره وينقل بواسطة ناقالت ذات درجة حرارة
منخفضة إلى وجهته حيث يجرى هناك إعادته إلى حالته الغازية
السابقة ويتم حقنه في شبكة األنابيب.
لمزيد من المعلومات ،يرجى زيارة الموقع التالي:
http://www.moqatel.com/openshare/Behoth/MElmiah12/Takrer/index.htm