حفر آبار نفط
حفر آبار نفط، بالنسبة إلى النفط هو عبارة عن مادة سائلة كثيفة، وهو قابل للاشتعال، ولونه أسود ويسمى بالذهب الأسود، هو مصدر هام من مصادر الطاقة، يدخل في العديد من الصناعات والمجالات، لذلك يجب التنقيب عنه واستخراجه.
محتويات المقال
حفر آبار النفط
- مفهوم حفر آبار النفط يشير لعدد من العمليات اللازمة لعمل تجاويف دائرية في القشرة الأرضية، بهدف الوصول إلى النفط باستخدام أجهزة وتقنيات الحفر.
- هي عملية معقدة تشترك فيها العديد من الشركات والمعدات، بهدف حفر آبار النفط التي يزيد عمقها عن 6000 متر.
- من الضروري عند بدء مشروع حفر آبار النفط تحقيق هدفين، هما حفر البئر والانتهاء منه وتغطيته بطرق آمنة.
- والهدف الثاني هو إكمال المشروع بميزانية وتكلفة قليلة.
- يجب تنفيذ العديد من الإجراءات أثناء وقت الحفر، منها التغلب على الصخور وسحقها، إزالة الجزيئات الصغيرة من الصخور.
- مقاومة الموانع الموجودة بطبقات الحفر، يتم ذلك باستخدام أجهزة الحفر ذات النوع الدوراني.
كما أدعوك للتعرف على: كم يكفي مخزون النفط الأمريكي؟
كيف يتم التخطيط لحفر آبار النفط؟
- التخطيط جزء أساسي لعملية حفر آبار النفط، وهو أساس اتخاذ القرارات والخيارات الفنية والتنظيمية.
- يبدأ في لحظة الكشف عن بنية لتراكم الهيدروكربونات، وتتم معرفتها من خلال المسوحات الزلزالية، وجيولوجية المنطقة.
- تلك البيانات تساعد على، تقدر عمق الإنتاج، ومعرفة التسلسلات الطبقية، وتوقع المشكلات في التشغيل.
- يقوم علماء الجيولوجيا على تجهيز وثائق تتضمن المقترحات والتقديرات والمعلومات الهامة التي يصلوا لها من خلال الكشوفات السطحية، وعن طريق دراسة المنطقة بطريقة جيولوجية.
- والاستعانة بالدراسات حول الخرائط الزلزالية، وملفات معلومات عن الآبار.
- وتساعد هذه المعلومات على معرفة موقع الحفر، والهدف منه، ومعرفة العمق النهائي، ومعرفة المشكلات التي تواجه عملية الحفر.
أنواع آبار النفط
- هي حفرة في باطن الأرض تستهدف الحصول على النفط، ويستخدم فيها المعدات والآلات التي تساعد على خروج النفط من باطن الأرض.
- تنقسم آبار النفط لعديد من الأنواع ويتوقف ذلك على حسب شكلها:
- آبار تقليدية، هي بئر يتم حفره بطريقة تقليدية أعلى خزان النفط بشكل رأسي، وبها انحراف بسيط عن المسار الرئيسي، وهي النوع المنتشر بسبب قلة تكاليفه.
- آبار أفقية، تستخدم في حالة صعوبة الحفر التقليدي، ويتم إدخال الآلات بطريقة أفقية لتصل للخزان.
- الآبار البحرية، وهي آبار داخل المياه، وتتميز باستطاعتها الوصول لأعمق مناطق النفط.
- آبار لها العديد من الأطراف، وهي تتميز بأن لها آبار خارجية متفرعة منها، ومنفصلة تمامًا عن الخزان الرئيسي.
أنواع الحفر
- الحفر الاختباري، وهو من النوع الأكثر تكلفة وجهد، ويتم للتأكد من وجود النفط أو عدمه.
- الحفر التطويري، وهو إصلاح الآبار بأجهزة تشبه الحفارات، وفي حالة تشييد برج للإصلاح يتوقف العمل، بعد حقن النفط بطريقة عكسية للطبقة المنتجة، ويضخ سائل ملحي ثقيل.
كيف يتم الكشف عن النفط؟
- من خلال المسوحات الزلزالية، حيث توفر صور وشكل طبقات الصخر.
- يحلل الجيولوجيين هذه الصور لمعرفة مناطق تكوين النفط، واستعمال معدات الحفر في الأرض أو المياه.
- يتم حفر آبار النفط على مسافات بعيدة تحت الأرض.
- تستخدم لقمة الحفر في قطع الصخر، عن طريق الكشط والتحطيم.
كما يمكنكم التعرف على: التلوث النفطي وطرق مكافحته
مراحل حفر آبار النفط
أولا
- البحث عن الخزان، عن طريق الجيولوجيين، ويتم بها تحليل التربة واستخدام أدوات حساسة لمعرفة جاذبية الأرض.
- الاستعداد للحفر، بعد معرفة مكان الحفر يتم مسح المنطقة ومعرفة حدودها.
- كما يجب تعقيم المنطقة وإعادة تسويتها، حتى تسهل عملية إقامة الطرق للوصول للنفط.
- يتم عمل حفرة احتياطية، لرمي قطع الصخور بها أثناء الحفر.
- إجراء وحفر الثقوب الكثيرة بباطن الأرض، حتي يتم تثبيت الحفارة، التي تصل للثقب الرئيسي، وتأخذ الحفرة شكل مستطيل.
- الحفرة المستطيلة هي الحيز لطاقم العمل للتمكن من أداء وظيفته، فيجب اتساع مساحتها.
- تجهيز أدوات الحفر وأدوات استخراج النفط، وهي البارجة والمروحيات وأدوات النقل والشاحنات والحفارات أعلي البواخر.
- يتم الحفر باستخدام الحفر الرحوي، ويستخدم الحفر الدوراني، وتتكون من عدة عمليات هي.
- برج الحفر، وهو برج معدني، فوق منصة الحفر يثبت من خلاله الأعمدة التي تستخدم في الحفر الرأسي، وتدفعها للعمق بحركات حلزونية.
ثانيا
- يتكون برج الحفر من خمسة أجزاء هامة، نظام الرفع، ونظام الدوران، ونظام تدوير كمية الطين، ونظام السيطرة على بئر النفط، وأخيرًا توليد الطاقة.
- أعمدة الحفر، هي أعمدة معدنية منتهية بوصلات يتم توصيلها مع بعضها، لتشكل عمود أطول، وهي صلبة مجوفة من الداخل لمرور الطين بها.
- رأس الحفر، هي كتلة معدنية لها العديد من الأشكال الهندسية، حادة مسننة، تقوم بتفتيت الصخور، وبها فتحات لتدفع الطين من تجويف الحفرة، يوجد بها لقمة الحفر التي تقوم بكشط وتكسير الصخور.
- طينة الحفر، هي المواد الكيميائية المختلطة بالماء، وتضخ داخل الأنابيب ليضخ من رأس الحفر إلى الحفرة وتخرج من قاع البئر ومعها الفتات الصخري.
- تبطين البئر، وتبدأ عند الوصول للعمق المراد، ويبطن البئر بأنبوبة فولاذية وهي أنبوبة البطانة، وتضخ الإسمنت بين البئر والأنبوب.
- وظيفة التبطين منع انهيار البئر، والحفاظ على الطين من الضياع، ومنع تسرب كمية المياه الجوفية للبئر.
- تثقيب أنابيب الحفر، ويتم بعد الوصول لطبقات النفط، ويتم من خلالها إنزال حمولة للقاع من المتفجرات، لإحداث تفجير يسمح بعمل ثقب في أنبوب الحفر، وتوسيع التشققات الصخرية.
ثالثا
- ويتم تكسير الطبقة الصخرية بالضغط العالي، وتتم تلك العملية في عمقين، في البئر المزدوج يتم إدخال أنبوب قطرها 3 بوصات، ويتدفق النفط من الأنبوب.
- أما في الطبقات العليا، يتدفق النفط بين أنبوب الإنتاج وأنبوب التبطين.
- شجرة عيد الميلاد، يمتلئ البئر بالطين، ويسمح لرفع موانع الانفجار بعد عملية الحفر، ثم يتم توصيل رأس البئر بأنبوب الإنتاج والتبطين في قمة البرج.
- في هذه الحالة تسمى منطقة رأس البئر شجرة عيد الميلاد، ويصبح ضغط الماء قليل عن ضغط النفط.
- وبعد ذلك يندفع خليط النفط وخليط الغاز عن طريق الماء، وتبدأ عملية الإنتاج.
غلق بئر الحفر
- تتم هذه المرحلة بعد الانتهاء التام من أعمال الحفر، ويتم التشغيل لمعرفة الكمية التي يحتويها البئر إذا كانت الكمية المطلوبة يبدأ الحفر.
- أما إذا كانت كمية قليلة غير اقتصادية، يتم غلق البئر، ويتم التحضيرات للغلق بشكل مستمر ودائم، لكن بعد تحديد المجسات.
- يتم غلقه في حالة عدم توافر المواد النفطية به، أو بعد استنزاف موارده.
- تستلزم هذه الخطوة إعادة الظروف الأولية للبئر، عن طريق تثبيت السدادات الإسمنتية على أي فتوحات، من خلال كافة البطانات.
- الغرض هو منع تحرك الموانع، يجب أن يكون الغلق وفقًا للقوانين التي تؤدي لحماية البيئة والحفاظ على سلامة الأفراد المتعايشة بالقرب من تلك الآبار المهجورة.
جهاز الحفر
- يضم آلات توفير الطاقة، وتستخدم الطاقة في ثلاث عمليات، عملية الرفع والتحريك وضخ الطين، وتعمل بآلات الديزل، وتتصل بجهاز الحفر عن طريق المولدات الكهربائية.
- وتقوم تلك الرأس الدوارة بخرق الأمتار في الأرض الرخوة على عكس التكوينات الصلبة.
- ويتم الخرق لاستيعاب الأنابيب الطويلة ويكون طول برج الحفر 136 قدم، وقاعدته مساحتها تبلغ 30 قدم مربع، وهي قاعدة فولاذية ارتفاعها 20 قدما.
تكاليف حفر آبار النفط
- يتطلب برنامج الحفر الميزانية المرتفعة، لتحقيق الأهداف المطلوبة.
- تختلف الميزانية باختلاف نوع التخطيط، والبيئة المحيطة للبئر.
- وتشير التكلفة لمقدار الموارد والإمكانيات الاقتصادية المتاحة، ويعتمد المبلغ والميزانية عمومًا على المشاكل التي تحدث أثناء الحفر.
- وتتوقف الميزانية على قدرة كافة العاملين والمهندسين على علاج المشكلات.
السيطرة على الحفر
- عمليات الحفر هي عمليات معقدة، وتكاليفها باهظة، وتطلب سلامة البيئة، فهي تطلب التحسين المستمر عن طريق المراقبة والمعالجة لكل ما هو متاح.
- يجب مراقبة البيانات الجيولوجية بدقة، للوصول للأهداف العامة.
- تزويد كل منصات الحفر التي يتم من خلالها حفر الآبار النفطية العميقة، بوحدات تسجيل الطين.
- تسمح وحدات تسجيل الطين بالحصول على فهم المعلومات للجيولوجي ومهندسين الحفر.
- تزويد أجهزة الاستشعار، للحصول على المعلومات، وإدارة العمليات في نفس الوقت وتقليل الوقت.
- تنقل إشاراتها إلى الحاسوب داخل كابينة تسجيل الطين، وتتمثل في رسومات بيانية.
كما يمكنكم الاطلاع على: ما هي أول دولة خليجية ظهر فيها النفط ؟
في ختام الحديث عبر موقع مقال maqall.net عن موضوع حفر آبار النفط، فقد أوضحنا الكثير من المعلومات حول أنواع الآبار، وأنواع الحفر والمراحل التي تتم خلال حفر آبار النفط.