بئر نفط

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 21 صور
الموسوعة الحرة
تعتبر مضخات النفط ، مثل تلك الموجودة جنوب ميدلاند ، مشهداً شائعاً في غرب تكساس .

بئر النفط هو حفرة تُحفر في باطن الأرض لاستخراج الهيدروكربونات النفطية إلى السطح. وعادةً ما يُطلق بعض الغاز الطبيعي مع النفط . أما البئر المُصمم لإنتاج الغاز فقط فيُسمى بئر غاز . تُحفر الآبار عن طريق الوصول إلى مكامن النفط أو الغاز ، وتُجهز عند الضرورة بأجهزة استخراج مثل مضخات النفط . يُعدّ حفر الآبار عملية مكلفة، إذ تصل تكلفتها إلى مئات الآلاف من الدولارات على الأقل، وتزداد التكلفة بشكل كبير في المواقع التي يصعب الوصول إليها، كالمواقع البحرية . بدأ استخدام تقنيات حفر الآبار الحديثة في القرن التاسع عشر، لكنها أصبحت أكثر كفاءة مع تطور منصات الحفر وتقنياتها خلال القرن العشرين.

تُباع الآبار أو تُبادل بين شركات النفط والغاز المختلفة كأصل، ويعود ذلك في جزء كبير منه إلى أن البئر قد تصبح غير منتجة عند انخفاض أسعار النفط والغاز، بينما ترتفع الأسعار، فتصبح حتى الآبار ذات الإنتاج المنخفض ذات قيمة اقتصادية. علاوة على ذلك، ساهمت أساليب جديدة، مثل التكسير الهيدروليكي (عملية حقن الغاز أو السائل لزيادة إنتاج النفط أو الغاز الطبيعي)، في جعل بعض الآبار مجدية اقتصاديًا. مع ذلك، أدى التركيز على ذروة إنتاج النفط وسياسات المناخ المتعلقة بالوقود الأحفوري إلى تقليل جدوى هذه الآبار والتقنيات المكلفة.

مع ذلك، تُشكّل آبار النفط المهملة أو سيئة الصيانة مشكلات بيئية، إذ قد تُسرّب غاز الميثان أو مواد سامة أخرى إلى الهواء والماء والتربة في المناطق المحيطة. ويتفاقم هذا التلوث غالبًا عند هجر الآبار أو تركها دون صيانة ، أي عندما تصبح غير مجدية اقتصاديًا، فلا يعود مالكوها (السابقون) يُحافظون عليها. وقد أشارت تقديرات رويترز لعام 2020 إلى وجود ما لا يقل عن 29 مليون بئر مهجورة على مستوى العالم، ما يُشكّل مصدرًا رئيسيًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري التي تُفاقم تغير المناخ. [ 1 ] [ 2 ]

تاريخ

استغلال حقول النفط في بنسلفانيا في بداياتها ، حوالي عام 1862
آبار النفط في غاليسيا ، حوالي عام 1881
بئر نفط يتم ضخها بقوة الخيول في رومانيا ، 1896
حرق الغازات الطبيعية في موقع حفر نفطي، يُفترض أنه في بانغكالان براندان ، الساحل الشرقي لسومطرة - حوالي عام 1905
عمال شركة النفط الأنجلو فارسية، 1908

حُفرت أقدم آبار النفط المعروفة في الصين عام 347 ميلادي. وبلغ عمق هذه الآبار حوالي 240 مترًا (790 قدمًا) ، وحُفرت باستخدام رؤوس حفر مثبتة على أعمدة من الخيزران . [ 3 ] وكان النفط يُحرق لتبخير المحلول الملحي وإنتاج الملح . وبحلول القرن العاشر، ربطت أنابيب الخيزران الواسعة آبار النفط بينابيع الملح. ويُقال إن السجلات القديمة للصين واليابان تحتوي على العديد من الإشارات إلى استخدام الغاز الطبيعي للإضاءة والتدفئة. وكان يُعرف البترول في اليابان باسم " حرق الماء" في القرن السابع. [ 4 ] [ 5 ] 

بحسب قاسم عجرم، قام الكيميائي الفارسي محمد بن زكريا الرازي بتقطير البترول في القرن التاسع الميلادي، منتجًا مواد كيميائية مثل الكيروسين في جهاز التقطير ( الأمبيق )، [ 6 ] [ 7 ] والذي كان يُستخدم بشكل أساسي في مصابيح الكيروسين . [ 8 ] كما قام الكيميائيون العرب والفرس بتقطير النفط الخام لإنتاج مواد قابلة للاشتعال لأغراض عسكرية. وبفضل الأندلس ، أصبح التقطير متاحًا في أوروبا الغربية بحلول القرن الثاني عشر الميلادي. [ 9 ]

تزعم بعض المصادر أنه منذ القرن التاسع، استُغلت حقول النفط في المنطقة المحيطة بمدينة باكو الحالية في أذربيجان لإنتاج النفتا لصناعة البترول . وقد وصف ماركو بولو هذه المواقع في القرن الثالث عشر، مشيرًا إلى أن إنتاج آبار النفط تلك كان يعادل مئات حمولات السفن. عندما زار ماركو بولو باكو عام ١٢٦٤، على شواطئ بحر قزوين ، شاهد النفط يُجمع من الينابيع. وكتب: "على الحدود باتجاه جيرجين، يوجد ينبوع يتدفق منه النفط بوفرة كبيرة، لدرجة أنه يمكن استخراج ما يعادل مئة حمولة سفينة منه في المرة الواحدة". [ ١٠ ]

في عام 1846، حُفرت أول بئر نفطية في باكو (مستوطنة بيبي هيبات ) باستخدام أدوات الطرق على عمق 21 مترًا (69 قدمًا) للتنقيب عن النفط . وفي الفترة ما بين 1846 و1848، حُفرت أولى آبار النفط الحديثة في شبه جزيرة أبشيرون شمال شرق باكو، على يد المهندس الروسي فاسيلي سيميونوف، الذي طبق أفكار نيكولاي فوسكوبوينيكوف. [ 11 ] 

قام إغناسي لوكاسيفيتش ، وهو صيدلي بولندي [ 12 ] [ 13 ] ورائد في صناعة البترول ، بحفر أحد أوائل آبار النفط الحديثة في العالم عام 1854 في قرية بوبركا البولندية ، مقاطعة كروسنو ، [ 14 ] وفي عام 1856 بنى أحد أوائل مصافي النفط في العالم . [ 15 ]

في أمريكا الشمالية، دخل أول بئر نفط تجاري حيز التشغيل في أويل سبرينغز، أونتاريو عام 1858، بينما تم حفر أول بئر نفط بحري عام 1896 في حقل سمرلاند النفطي على ساحل كاليفورنيا. [ 16 ]

كانت آبار النفط الأولى في العصر الحديث تُحفر بطريقة الطرق، وذلك برفع وإسقاط مثقاب بشكل متكرر في أسفل كابل داخل البئر. وفي القرن العشرين، استُبدلت أدوات الكابلات إلى حد كبير بالحفر الدوراني ، الذي مكّن من حفر آبار إلى أعماق أكبر بكثير وفي وقت أقل. [ 17 ] أما بئر كولا، الذي حقق رقماً قياسياً في العمق، فقد استخدم محركاً طينياً أثناء الحفر للوصول إلى عمق يزيد عن 12000 متر (12 كم؛ 39000 قدم؛ 7.5 ميل) . [ 18 ]   

حتى سبعينيات القرن الماضي، كانت معظم آبار النفط عمودية في الأساس، على الرغم من أن الاختلافات الليثولوجية تتسبب في انحراف معظم الآبار قليلاً على الأقل عن الوضع العمودي الحقيقي (انظر مسح الانحراف ). ومع ذلك، تسمح تقنيات الحفر الموجه الحديثة بإنشاء آبار ذات انحراف كبير، والتي يمكن، عند توفر عمق كافٍ والأدوات المناسبة، أن تصبح أفقية. وهذا ذو قيمة كبيرة لأن صخور الخزان التي تحتوي على الهيدروكربونات عادة ما تكون أفقية أو شبه أفقية؛ فالبئر الأفقي الموضوع في منطقة الإنتاج يوفر مساحة سطح أكبر في منطقة الإنتاج من البئر العمودي، مما يؤدي إلى معدل إنتاج أعلى. كما مكّن استخدام الحفر المائل والأفقي من الوصول إلى خزانات تبعد عدة كيلومترات أو أميال عن موقع الحفر (الحفر الممتد)، مما يسمح بإنتاج الهيدروكربونات الموجودة تحت مواقع يصعب وضع منصة حفر فيها، أو حساسة بيئيًا، أو مأهولة بالسكان.

حياة البئر

تخطيط

في مرحلة التخطيط، يتم تحديد موارد مختلفة لاستخراجها.
  • بالنسبة لبئر الإنتاج، يتم اختيار الهدف لتحسين الإنتاج من البئر وإدارة تصريف الخزان.
  • بالنسبة لبئر الاستكشاف أو التقييم، يتم اختيار الهدف لتأكيد وجود خزان هيدروكربوني قابل للتطبيق أو لمعرفة مداه.
  • بالنسبة لبئر الحقن، يتم اختيار الهدف لتحديد نقطة الحقن في منطقة نفاذة قد تدعم التخلص من الماء أو الغاز و/أو دفع الهيدروكربونات إلى آبار الإنتاج القريبة.

سيتم تحديد موقع الهدف (نهاية البئر) وموقع على السطح (بداية البئر)، وسيتم تصميم مسار بينهما. هناك العديد من الاعتبارات التي يجب أخذها في الحسبان عند تصميم المسار، مثل المسافة الآمنة من أي آبار مجاورة (لتجنب التصادم) أو مسارات الآبار المستقبلية.

أحد جوانب مرحلة التخطيط هو نوع مثقاب الحفر الذي سيتم اختياره للموقع.

قبل حفر البئر، يُحدد الجيولوجي أو الجيوفيزيائي الهدف الجيولوجي لتحقيق أهداف البئر. بعد تحديد مسار البئر، يقوم فريق من الجيولوجيين والمهندسين بوضع مجموعة من الخصائص المفترضة للمسار تحت السطحي الذي سيتم الحفر من خلاله للوصول إلى الهدف. قد تشمل هذه الخصائص نوع الصخور، وضغط المسام ، وتدرج التكسير، واستقرار جدار البئر، والمسامية، والنفاذية . يستخدم فريق هندسة الآبار هذه الافتراضات لتصميم برامج التغليف والإكمال للبئر. كما يُؤخذ في الاعتبار في التخطيط التفصيلي اختيار رؤوس الحفر، ومجموعة أدوات الحفر السفلية ، وسائل الحفر . تُكتب إجراءات تفصيلية خطوة بخطوة لتوفير إرشادات لتنفيذ البئر بطريقة آمنة وفعالة من حيث التكلفة.

نظراً للتفاعل بين العديد من العناصر في تصميم البئر، فإن المسارات والتصاميم غالباً ما تمر بعدة مراحل قبل وضع الخطة النهائية.

حفر

رسم تخطيطي مُعلّق عليه لبئر نفط خلال مرحلة الحفر

تُحفر البئر بحفر ثقب في الأرض بقطر  يتراوح بين 12 سم ومتر واحد (5  إلى 40 بوصة) باستخدام جهاز حفر يدور سلسلة حفر مزودة برأس حفر. وأثناء عملية الحفر، تُوضع في الثقب، عند أعماق معينة، أجزاء من أنابيب فولاذية ( غلاف ) أصغر قليلاً في القطر من قطر البئر عند تلك النقطة. يُضخ ملاط ​​الأسمنت إلى أسفل داخل الغلاف ليرتفع في الفراغ الحلقي بين البئر والسطح الخارجي للغلاف. يوفر الغلاف المتانة الهيكلية لهذا الجزء من البئر المحفور حديثًا، بالإضافة إلى عزل مناطق الضغط العالي التي قد تشكل خطرًا عن مناطق الضغط المنخفض، وعن السطح. 

بعد عزل هذه المناطق بشكل آمن وحماية التكوين الجيولوجي بواسطة الغلاف، يمكن حفر البئر إلى أعماق أكبر (في تكوينات ذات ضغط أعلى أو أكثر عدم استقرار) باستخدام مثقاب أصغر، ثم تغليفها بأنبوب أصغر. تحتوي الآبار الحديثة عادةً على مجموعتين إلى خمس مجموعات من الثقوب ذات الأحجام المتدرجة الأصغر، كل منها مُغلّفة بغلاف أسمنتي.

لحفر البئر

أغلفة الآبار
  • يقوم مثقاب الحفر الدوار، بمساعدة وزن سلسلة الحفر فوقه، باختراق الصخر. وتوجد أنواع مختلفة من مثاقب الحفر؛ بعضها يتسبب في تفتيت الصخر عن طريق الانضغاط، بينما يقوم البعض الآخر بقص شرائح من الصخر أثناء دوران المثقاب.
  • يُضخ سائل الحفر ، المعروف أيضًا باسم "الطين"، إلى داخل أنبوب الحفر ويخرج من رأس الحفر. يتكون سائل الحفر عادةً من الماء والطين، ولكنه يحتوي أيضًا على مزيج معقد من السوائل والمواد الصلبة والمواد الكيميائية التي يجب ضبطها بدقة لتوفير الخصائص الفيزيائية والكيميائية اللازمة لحفر البئر بأمان. تشمل وظائف طين الحفر تبريد رأس الحفر، ورفع نواتج الحفر إلى السطح، ومنع تفتت الصخور في البئر، والتغلب على ضغط السوائل داخل الصخور لمنع دخولها إلى البئر. تُستخدم في بعض آبار النفط الهواء أو الرغوة كسائل حفر.
تسجيل الطين أثناء عملية الحفر، وهي طريقة شائعة لدراسة الليثولوجيا عند حفر آبار النفط
  • تُجرف نواتج الحفر الصخرية مع سائل الحفر أثناء دورانه عائدًا إلى السطح داخل غلاف البئر وخارج أنبوب الحفر. ثم يمر السائل عبر هزازات لفصل نواتج الحفر، ليعود السائل إلى حوض الحفر لإعادة استخدامه. من الضروري مراقبة أي خلل في نواتج الحفر العائدة، بالإضافة إلى حجم أو معدل تدفق السائل العائد إلى حوض الحفر، وذلك لاكتشاف أي تدفق مفاجئ للسائل في وقت مبكر. يحدث التدفق المفاجئ عندما يتجاوز ضغط التكوين عند عمق رأس الحفر الضغط الهيدروستاتيكي للطين في الأعلى، وإذا لم يتم التحكم في ذلك مؤقتًا بإغلاق صمامات منع الانفجار، ثم زيادة كثافة سائل الحفر، فسيؤدي ذلك إلى دخول سوائل التكوين إلى الفراغ الحلقي بشكل غير منضبط.
  • يتم تمديد سلسلة الحفر التي تُثبّت عليها المثقاب تدريجيًا مع ازدياد عمق البئر عن طريق ربط أجزاء إضافية بطول 9  أمتار (30 قدمًا) أو "وصلات" من الأنابيب أسفل جهاز الحفر العلوي على السطح. تُسمى هذه العملية "عملية التوصيل". أما عملية "سحب المثقاب" فتتم عند سحب المثقاب من البئر لاستبداله (سحب المثقاب للخارج)، ثم إدخاله مرة أخرى بمثقاب جديد (سحب المثقاب للداخل). عادةً ما تُدمج الوصلات لزيادة كفاءة عملية السحب عن طريق إنشاء مجموعات من وصلات متعددة. على سبيل المثال، تحتوي منصة الحفر الثلاثية التقليدية على ثلاث وصلات في وقت واحد، مثبتة رأسيًا في برج الحفر. بعض منصات الحفر الحديثة، والتي تُسمى "المنصة الأحادية الفائقة"، تسحب الأنابيب واحدة تلو الأخرى، وتضعها على رفوف أثناء عملية السحب. 

يتم تسهيل هذه العملية بالكامل بواسطة جهاز حفر يحتوي على جميع المعدات اللازمة لتدوير سائل الحفر، ورفع وتدوير الأنبوب، وإزالة القطع من سائل الحفر، وتوليد الطاقة في الموقع لهذه العمليات.

انتهاء

منصة حفر حديثة في الأرجنتين

بعد حفر البئر وتغليفها، يجب "إكمالها". الإكمال هو العملية التي يتم من خلالها تجهيز البئر لإنتاج النفط أو الغاز.

في عملية إكمال الآبار المغلفة، تُحدث ثقوب صغيرة في جزء الغلاف الذي يمر عبر منطقة الإنتاج، لتوفير مسار لتدفق النفط من الصخور المحيطة إلى أنابيب الإنتاج. أما في عملية إكمال الآبار المكشوفة، فيُستخدم عادةً "مُصفاة رملية" أو "حزمة حصوية" في الجزء الأخير من المكمن غير المغلف. تحافظ هذه الأدوات على السلامة الهيكلية للبئر في غياب الغلاف، مع السماح في الوقت نفسه بتدفق النفط من المكمن إلى البئر. كما تتحكم هذه المصافي في هجرة رمال التكوين إلى أنابيب الإنتاج، مما قد يؤدي إلى انجرافات ومشاكل أخرى، خاصةً من التكوينات الرملية غير المتماسكة.

عملية التكسير الهيدروليكي في بئر مارسيلاس شيل

بعد إنشاء مسار التدفق، تُضخ الأحماض وسوائل التكسير إلى البئر لتكسير صخور المكمن وتنظيفها، أو لتحضيرها وتحفيزها بطريقة أخرى، مما يسمح بالإنتاج الأمثل للهيدروكربونات في تجويف البئر. عادةً ما تُعزل المنطقة الواقعة فوق قسم الإنتاج داخل غلاف البئر، وتُوصل بالسطح عبر أنبوب ذي قطر أصغر يُسمى أنبوب الإنتاج. يوفر هذا الترتيب حاجزًا إضافيًا لمنع تسرب الهيدروكربونات، كما يسمح باستبدال الأجزاء التالفة. بالإضافة إلى ذلك، فإن صغر مساحة المقطع العرضي لأنبوب الإنتاج يُعطي سوائل المكمن سرعةً أكبر لتقليل ارتداد السائل الذي قد يُسبب ضغطًا عكسيًا إضافيًا، ويحمي غلاف البئر من سوائل البئر المُسببة للتآكل.

في العديد من الآبار، يكون الضغط الطبيعي للخزان الجوفي مرتفعًا بما يكفي لتدفق النفط أو الغاز إلى السطح. مع ذلك، لا يكون هذا هو الحال دائمًا، خاصةً في الحقول المستنفدة حيث انخفض الضغط بفعل آبار إنتاجية أخرى، أو في خزانات النفط ذات النفاذية المنخفضة. قد يكون تركيب أنابيب ذات قطر أصغر كافيًا لتحسين الإنتاج، ولكن قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى أساليب الرفع الاصطناعي. تشمل الحلول الشائعة مضخات الرفع السطحية ، والمضخات الهيدروليكية في قاع البئر، أو الرفع بالغاز. وقد طُرحت العديد من الأنظمة الجديدة في السنوات الأخيرة لإكمال الآبار. ساهمت أنظمة الحشوات المتعددة المزودة بمنافذ التكسير أو أطواق المنافذ في نظام متكامل في خفض تكاليف الإكمال وتحسين الإنتاج، خاصةً في حالة الآبار الأفقية. تسمح هذه الأنظمة الجديدة بتمديد أنابيب التغليف إلى المنطقة الجانبية مع وضع الحشوات/منافذ التكسير بشكل صحيح لتحقيق الاستخلاص الأمثل للهيدروكربونات.

إنتاج

رسم تخطيطي لبئر نفط نموذجي يتم إنتاجه بواسطة مضخة استخراج النفط ، والتي تُستخدم لإنتاج النفط المتبقي القابل للاستخراج بعد أن يصبح الضغط الطبيعي غير كافٍ لرفع النفط إلى السطح.

تُعدّ مرحلة الإنتاج أهم مراحل دورة حياة البئر، حيث يتم خلالها استخراج النفط والغاز. في هذه المرحلة، تكون منصات الحفر وآلات الصيانة المستخدمة في حفر البئر وإكماله قد أُزيلت من قاع البئر، وعادةً ما يُجهّز الجزء العلوي بمجموعة من الصمامات تُعرف باسم " شجرة الإنتاج". تُنظّم هذه الصمامات الضغوط، وتتحكّم في التدفقات، وتُتيح الوصول إلى قاع البئر في حال الحاجة إلى أعمال إكمال إضافية. من صمام مخرج شجرة الإنتاج، يُمكن توصيل التدفق بشبكة توزيع من الأنابيب والخزانات لتزويد المصافي ومحطات ضغط الغاز الطبيعي وموانئ تصدير النفط بالمنتج.

طالما بقي الضغط في المكمن مرتفعًا بما يكفي، فإن شجرة الإنتاج هي كل ما يلزم لإنتاج البئر. أما إذا انخفض الضغط وأصبح ذلك مجديًا اقتصاديًا، فيمكن استخدام طريقة الرفع الاصطناعي المذكورة في قسم إكمال الآبار.

غالباً ما تكون عمليات الصيانة ضرورية في الآبار القديمة، والتي قد تحتاج إلى أنابيب ذات قطر أصغر، أو إزالة الترسبات أو البارافين، أو معالجة المصفوفة الحمضية، أو إكمال الآبار في مناطق جديدة ذات أهمية في خزانات ضحلة. يمكن تنفيذ هذه الأعمال الإصلاحية باستخدام منصات الصيانة - المعروفة أيضاً بوحدات السحب أو منصات الإكمال أو "منصات الخدمة" - لسحب الأنابيب واستبدالها، أو باستخدام تقنيات التدخل في الآبار التي تستخدم الأنابيب الملفوفة . اعتماداً على نوع نظام الرفع ورأس البئر، يمكن استخدام منصة قضيب أو نظام التنظيف لتغيير المضخة دون سحب الأنابيب.

يمكن استخدام أساليب الاستخلاص المحسّن، مثل حقن الماء أو البخار أو ثاني أكسيد الكربون ، لزيادة ضغط المكمن وتوفير تأثير "الاجتياح" لدفع الهيدروكربونات خارجه. تتطلب هذه الأساليب استخدام آبار الحقن (التي غالبًا ما تُختار من بين آبار الإنتاج القديمة وفق نمط محدد بعناية)، وتُستخدم عند مواجهة مشاكل انخفاض ضغط المكمن أو ارتفاع لزوجة النفط، وقد تُطبّق أحيانًا في المراحل المبكرة من عمر الحقل. في بعض الحالات، وبحسب الخصائص الجيوميكانيكية للمكمن، قد يقرر مهندسو المكامن أن تطبيق استراتيجية حقن الماء في المراحل المبكرة من تطوير الحقل يُمكن أن يزيد من كمية النفط القابلة للاستخلاص. تُعرف هذه التقنيات المحسّنة للاستخلاص غالبًا باسم "الاستخلاص الثانوي" أو " الاستخلاص الثلاثي ".

التخلي

بئر نفط مهجورة في محمية وادي ريو غراندي السفلى الوطنية للحياة البرية

الآبار اليتيمة أو المهجورة هي آبار نفط أو غاز تخلت عنها شركات استخراج الوقود الأحفوري . وقد يكون سبب إيقاف تشغيل هذه الآبار هو عدم جدواها الاقتصادية، أو عدم نقل ملكيتها (خاصةً عند إفلاس الشركات )، أو الإهمال، وبالتالي لم يعد هناك مالكون قانونيون مسؤولون عن صيانتها. ويمكن أن تكون عملية إيقاف تشغيل الآبار مكلفة، حيث تتراوح تكلفتها من بضعة آلاف من الدولارات للآبار الضحلة على اليابسة إلى ملايين الدولارات للآبار البحرية. [ 19 ] ولذلك، قد يقع العبء على عاتق الهيئات الحكومية أو ملاك الأراضي السطحية عندما يتعذر تحميل كيان تجاري المسؤولية. [ 20 ]

تُعدّ الآبار المهجورة مصدرًا رئيسيًا لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، مثل غاز الميثان ، مما يُساهم في تغير المناخ . ويعود جزء كبير من هذا التسرب إلى عدم سدّها بشكل صحيح أو إلى تسرب سداداتها. وقدّرت دراسة أجريت عام 2020 أن انبعاثات غاز الميثان من الآبار المهجورة في الولايات المتحدة تُعادل تأثيرات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عنها ثلاثة أسابيع من استهلاك النفط الأمريكي سنويًا. [ 20 ] ويُعرف حجم مشكلة تسرب الآبار المهجورة جيدًا في الولايات المتحدة وكندا بفضل البيانات العامة واللوائح التنظيمية؛ إلا أن تحقيقًا أجرته وكالة رويترز عام 2020 لم يتمكن من التوصل إلى تقديرات دقيقة لروسيا والمملكة العربية السعودية والصين، وهي الدول التالية في قائمة أكبر منتجي النفط والغاز. [ 20 ] ومع ذلك، تُشير التقديرات إلى وجود 29 مليون بئر مهجورة على مستوى العالم. [ 20 ] [ 21 ]

تُشكل الآبار المهجورة خطراً محتملاً لتلويث الأرض والهواء والماء، مما قد يُلحق الضرر بالنظم البيئية والحياة البرية والماشية والبشر. [ 20 ] [ 22 ] فعلى سبيل المثال، تقع العديد من الآبار في الولايات المتحدة على أراضٍ زراعية، وإذا لم تتم صيانتها، فقد تُلوث التربة والمياه الجوفية بملوثات سامة. [ 20 ]

أنواع الآبار

عن طريق إنتاج السائل

النفط الخام من البئر
بئر غاز طبيعي في جنوب شرق حقل لوست هيلز ، كاليفورنيا
  • الآبار التي تنتج النفط الخام
  • الآبار التي تنتج النفط الخام والغاز الطبيعي ، أو
  • آبار تنتج الغاز الطبيعي فقط .

يُعدّ الغاز الطبيعي، في صورته الخام المعروفة باسم الغاز المصاحب للنفط ، منتجًا ثانويًا لإنتاج النفط في أغلب الأحيان. [ 23 ] تنطلق سلاسل الكربون القصيرة والخفيفة من المحلول عند انخفاض الضغط من المكمن إلى السطح، تمامًا كما يحدث عند فتح زجاجة مشروب غازي حيث يتصاعد ثاني أكسيد الكربون . يُعرف الغاز المتسرب إلى الغلاف الجوي عمدًا بالغاز المتسرب ، أما إذا تسرب سهوًا فيُعرف بالغاز المتسرب .

قد يُمثل الغاز الطبيعي غير المرغوب فيه مشكلةً في التخلص منه في الآبار المُخصصة لإنتاج النفط. فإذا لم تكن هناك خطوط أنابيب للغاز الطبيعي بالقرب من فوهة البئر، فقد لا يكون ذا قيمة لمالك البئر النفطي لعدم وصوله إلى أسواق المستهلكين. ويمكن حرق هذا الغاز غير المرغوب فيه في موقع البئر في عملية تُعرف باسم حرق الغاز أثناء الإنتاج ، ولكن نظرًا لمخاوف هدر موارد الطاقة والأضرار البيئية، أصبحت هذه العملية أقل شيوعًا. [ 24 ]

في كثير من الأحيان، يُعاد الغاز غير المرغوب فيه (أو الغاز "العالق" الذي لا يوجد له سوق) إلى المكمن عبر بئر "حقن" للتخزين أو لإعادة ضغط التكوين المنتج. وثمة حل آخر يتمثل في تحويل الغاز الطبيعي إلى وقود سائل . وتُعدّ تقنية تحويل الغاز إلى سوائل (GTL) تقنيةً متطورةً تُحوّل الغاز الطبيعي العالق إلى بنزين أو ديزل أو وقود طائرات اصطناعي من خلال عملية فيشر-تروبش التي طُوّرت في ألمانيا خلال الحرب العالمية الثانية. ومثل النفط، يُمكن نقل هذه الأنواع من الوقود السائل عالي الكثافة باستخدام ناقلات تقليدية لنقلها بالشاحنات إلى المصافي أو المستخدمين. ويزعم المؤيدون أن وقود GTL يحترق بشكل أنظف من أنواع الوقود البترولي المماثلة. وقد وصلت معظم شركات النفط العالمية الكبرى إلى مراحل متقدمة من تطوير إنتاج GTL، مثل محطة بيرل لتحويل الغاز إلى سوائل في قطر، والتي تبلغ طاقتها الإنتاجية 140,000 برميل يوميًا (22,000 متر مكعب يوميًا) . وفي مناطق مثل الولايات المتحدة، حيث يرتفع الطلب على الغاز الطبيعي، تُفضّل عادةً خطوط الأنابيب لنقل الغاز من موقع البئر إلى المستهلك النهائي .  

حسب الموقع

موقع حفر بري في تيمور الشرقية

يمكن تحديد مواقع الآبار:

يمكن تقسيم الآبار البحرية إلى فئات فرعية أخرى

  • الآبار ذات رؤوس الآبار تحت سطح البحر، حيث يكون الجزء العلوي من البئر موجودًا على قاع المحيط تحت الماء، وغالبًا ما يكون متصلًا بخط أنابيب في قاع المحيط.
  • الآبار ذات رؤوس الآبار "الجافة"، حيث يكون الجزء العلوي من البئر فوق الماء على منصة أو غلاف، والذي يحتوي أيضًا في كثير من الأحيان على معدات معالجة للسائل المنتج.

على الرغم من أن موقع البئر يُعدّ عاملاً مهماً في تحديد نوع المعدات المستخدمة في حفره، إلا أن الاختلافات في البئر نفسه لا تكاد تُذكر. يستهدف البئر البحري خزاناً يقع تحت المحيط. ونظراً للصعوبات اللوجستية والمعدات المتخصصة اللازمة، فإن حفر بئر بحري أكثر تكلفة بكثير من حفر بئر بري مماثل. [ 25 ] وتنتشر هذه الآبار في السهول الكبرى الجنوبية والوسطى، وجنوب غرب الولايات المتحدة، وهي أكثر الآبار شيوعاً في الشرق الأوسط.

عن قصد

رافعة يتم رفعها

هناك طريقة أخرى لتصنيف آبار النفط وهي حسب غرضها في المساهمة في تطوير الموارد. ويمكن وصفها على النحو التالي:

  • الآبار الاستكشافية هي آبار تُحفر في مناطق تفتقر إلى معلومات جيولوجية كافية. وقد يكون اختيار الموقع مبنياً على وجود آبار محفورة على مسافة من الموقع المقترح، ولكنها تصل إلى بنية تحتية تبدو مشابهة للموقع المقترح. ويُطلق على الأفراد الذين يحفرون هذه الآبار اسم " المستكشفين ".
  • تُحفر آبار الاستكشاف لأغراض استكشافية بحتة (لجمع المعلومات) في منطقة جديدة. ويعتمد اختيار الموقع عادةً على البيانات الزلزالية، والمسوحات الفضائية، وما إلى ذلك. وتشمل التفاصيل التي يتم جمعها في هذه البئر وجود الهيدروكربونات في موقع الحفر، وكمية السوائل الموجودة، والعمق الذي يتواجد فيه النفط أو الغاز.
  • قد تكون هناك حاجة إلى حفر آبار تقييمية لتقييم خصائص (مثل معدل التدفق، وكمية المكمن) تجمع هيدروكربوني مؤكد. تقلل هذه الآبار من عدم اليقين بشأن خصائص ومميزات الهيدروكربون الموجود في الحقل.
  • يتم حفر آبار الإنتاج في المقام الأول لإنتاج النفط أو الغاز، بمجرد تحديد بنية وخصائص الإنتاج.
  • آبار التطوير هي آبار يتم حفرها لإنتاج النفط أو الغاز الذي ثبت بالفعل من خلال عمليات الحفر التقييمية أنه مناسب للاستغلال.
  • الآبار المهجورة هي آبار تم سدها بشكل دائم في مرحلة الحفر لأسباب فنية، أو التي فشلت في تحديد مواقع الهيدروكربونات ذات القيمة التجارية.

في موقع بئر منتجة، يمكن تصنيف الآبار النشطة بشكل إضافي على النحو التالي:

  • منتجو النفط الذين ينتجون في الغالب مواد هيدروكربونية سائلة ، ولكن معظمهم يشمل بعض الغاز المصاحب .
  • منتجو الغاز الذين ينتجون بشكل شبه كامل الهيدروكربونات الغازية، والتي تتكون في الغالب من الغاز الطبيعي .
  • تُستخدم حاقنات المياه لحقن المياه في التكوين الجيولوجي للحفاظ على ضغط المكمن ، أو ببساطة للتخلص من المياه المنتجة مع الهيدروكربونات، لأنها حتى بعد المعالجة، ستكون شديدة الزيتية والملوحة بحيث لا يمكن اعتبارها نظيفة للتصريف في البحر، ناهيك عن تصريفها في مصادر المياه العذبة في حالة الآبار البرية. غالبًا ما يكون لحقن المياه في منطقة الإنتاج فائدة في إدارة المكمن؛ ومع ذلك، يُفضل عادةً التخلص من المياه المنتجة في مناطق ضحلة تقع أسفل أي مناطق مياه عذبة.
  • تقوم شركات إنتاج المياه الجوفية بإنتاج المياه عمدًا لإعادة حقنها بهدف التحكم في الضغط. وإذا أمكن، تُستمد هذه المياه من الخزان نفسه. ويُعدّ استخدام المياه المُنتجة من الخزان الجوفي، بدلًا من المياه من مصادر أخرى، وسيلةً لتجنب عدم التوافق الكيميائي الذي قد يؤدي إلى ترسبات تسد الخزان. وعادةً ما تكون هذه الآبار ضرورية فقط في حال عدم كفاية المياه المُنتجة من شركات إنتاج النفط أو الغاز لأغراض إدارة الخزان.
  • حاقنات الغاز تقوم بحقن الغاز في الخزان غالباً كوسيلة للتخلص منه أو عزله للإنتاج لاحقاً، ولكن أيضاً للحفاظ على ضغط الخزان.

تصنيف لاهي [ 26 ]

  • حقل نيو فيلد وايلدكات (NFW) - بعيدًا عن الحقول المنتجة الأخرى وعلى هيكل لم يسبق له أن أنتج من قبل.
  • نيو بول وايلدكات (NPW) - مسابح جديدة على هياكل منتجة بالفعل.
  • اختبار حوض أعمق (DPT) - على الهيكل والحوض المنتجين بالفعل، ولكن في منطقة إنتاج أعمق.
  • اختبار البركة الضحلة (SPT) - على الهيكل والبركة المنتجة بالفعل، ولكن في منطقة دفع ضحلة.
  • الموقع الخارجي (OUT) - عادةً ما يكون موقعين أو أكثر من أقرب منطقة إنتاجية.
  • بئر التطوير (DEV) - يمكن أن يكون على امتداد منطقة الإنتاج، أو بين الآبار الموجودة ( الحشو ).

يكلف

يُعد الحفر البحري أغلى أنواع الحفر، وقد يكون هذا النوع من الحفر أكثر تكلفة أيضًا عند الحاجة إلى عمليات تنظيف طارئة.

تعتمد تكلفة حفر البئر بشكل أساسي على الأجرة اليومية لجهاز الحفر، والخدمات الإضافية المطلوبة لحفر البئر، ومدة برنامج البئر (بما في ذلك وقت التوقف ووقت سوء الأحوال الجوية)، وبعد الموقع (تكاليف الإمداد اللوجستي). [ 27 ]

تختلف الأسعار اليومية لمنصات الحفر البحرية باختلاف قدرتها على الحفر في أعماق كبيرة ومدى توافرها. وتشير أسعار منصات الحفر التي نشرتها خدمة إلكترونية متخصصة في هذا المجال [ 28 ] إلى أن تكلفة منصات الحفر في المياه العميقة تزيد عن ضعف تكلفة منصات الحفر في المياه الضحلة، وقد تختلف أسعار منصات الحفر ذاتية الرفع بمقدار ثلاثة أضعاف تبعاً لقدراتها.

مع أسعار منصات الحفر في المياه العميقة في عام 2015 التي بلغت حوالي 520 ألف دولار في اليوم، [ 28 ] وتكاليف إضافية مماثلة، يمكن أن تكلف بئر المياه العميقة التي تستغرق 100 يوم حوالي 100 مليون دولار أمريكي. [ 29 ]

مع معدلات منصات الحفر البحرية عالية الأداء في عام 2015 التي تبلغ حوالي 177000 دولار في اليوم [ 28 ] مع تكاليف خدمة مماثلة، يمكن أن يكلف بئر عالي الضغط وعالي الحرارة لمدة 100 يوم حوالي 30 مليون دولار أمريكي.

قد تكون الآبار البرية أرخص بكثير، لا سيما إذا كان الحقل على عمق ضحل، حيث تتراوح التكاليف من أقل من 4.9 مليون دولار إلى 8.3 مليون دولار، ويبلغ متوسط ​​تكلفة إكمال البئر الواحدة من 2.9 مليون دولار إلى 5.6 مليون دولار. [ 30 ] وتشكل تكلفة إكمال البئر نسبة أكبر من تكاليف الآبار البرية مقارنةً بالآبار البحرية، التي عادةً ما تتحمل عبء التكلفة الإضافية لمنصة سطحية. [ 31 ]

لا تشمل التكاليف الإجمالية المذكورة التكاليف المرتبطة بخطر الانفجار وتسرب النفط. وتشمل هذه التكاليف تكلفة الحماية من مثل هذه الكوارث، وتكلفة جهود التنظيف، والتكلفة التي يصعب حسابها للأضرار التي تلحق بسمعة الشركة. [ 32 ]

التأثيرات على الحياة البرية

بئر نفط يقع داخل محمية دلتا الوطنية للحياة البرية

غالبًا ما تكون آثار التنقيب عن النفط وحفر الآبار غير قابلة للعكس، لا سيما بالنسبة للحياة البرية. [ 33 ] تشير الأبحاث إلى أن حيوانات الرنة في ألاسكا تُظهر تجنبًا ملحوظًا للمناطق القريبة من آبار النفط وخطوط المسح الزلزالي بسبب الاضطرابات. [ 33 ] غالبًا ما يُدمر الحفر موائل الحياة البرية، مما يُسبب لها الإجهاد، ويُقسّم المناطق الشاسعة إلى مناطق أصغر معزولة، مُغيرًا البيئة، ومُجبرًا الحيوانات على الهجرة إلى أماكن أخرى. [ 34 ] [ 33 ] كما يُمكن أن يُؤدي ذلك إلى ظهور أنواع جديدة تُنافس الحيوانات الموجودة أو تفترسها. [ 34 ] على الرغم من أن المساحة الفعلية التي تشغلها معدات النفط والغاز قد تكون صغيرة، إلا أن الآثار السلبية يُمكن أن تنتشر. تُحاول حيوانات مثل الأيائل والغزلان الابتعاد عن ضوضاء ونشاط مواقع الحفر، وأحيانًا تنتقل لمسافات طويلة بحثًا عن الهدوء. يُمكن أن تُؤدي هذه الحركة والتجنب إلى تقليل المساحة المُتاحة لهذه الحيوانات، مما يُؤثر على أعدادها وصحتها. [ 35 ]

يُعدّ طائر الطيهوج مثالًا آخر على الحيوانات التي تحاول تجنّب المناطق التي تُجرى فيها عمليات الحفر، مما قد يؤدي إلى انخفاض أعدادها وقدرتها على التكاثر. [ 34 ] تُظهر دراسات مختلفة أن الحفر في موائلها يؤثر سلبًا على أعداد طيور الطيهوج. ففي وايومنغ ، أظهرت دراسات أجريت على طيور الطيهوج بين عامي 1984 و2008 انخفاضًا سنويًا في أعداد الذكور بنسبة 2.5% تقريبًا، وهو ما يرتبط بكثافة آبار النفط والغاز. [ 36 ] ويبدو أن عوامل مثل غطاء نبات الشيح وهطول الأمطار لم يكن لها تأثير يُذكر على التغيرات في أعداد الطيور. وتتفق هذه النتائج مع دراسات أخرى تُسلّط الضوء على الأثر الضار لتطوير النفط والغاز على أعداد طيور الطيهوج.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ غروم ن (17 يونيو 2020). "تقرير خاص: ملايين آبار النفط المهجورة تُسرّب غاز الميثان، وهو خطر مناخي" . رويترز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2021 .
  2. ↑ جيلر د (13 يوليو 2020). "المزيد من المعلومات حول انكشافات آبار النفط والغاز المهجورة تتضح" . فيريسك . مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 14 أبريل 2021 .
  3. ↑ "جدول زمني من تاريخ لجنة ASTM D02 وصناعة البترول" . ASTM International . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2004-06-04.
  4. ↑ تشيشولم، هيو ، محرر. (1911). "البترول" . الموسوعة البريطانية ( الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج.  
  5. ↑ روبرت جيمس فوربس (1958). دراسات في تاريخ البترول المبكر . أرشيف بريل. ص 180. 
  6. ↑ د. قاسم عجرم (1992). معجزة علوم الإسلام ( الطبعة الثانية). دار المعرفة للنشر. رقم ISBN  0-911119-43-4.
  7. ↑ راسل، جيمس م. (1 نوفمبر 2018). ساعة أفلاطون المنبهة: وغيرها من الاختراعات القديمة المذهلة . كتب مايكل أومارا. ISBN 978-1-78243-935-6.
  8. ↑ زين بلكادي ( جامعة كاليفورنيا، بيركلي )، "أسلحة النفط"، عالم أرامكو السعودية ، يناير-فبراير 1995، ص 20-27
  9. ↑ جوزيف ب. ريفا الابن وغوردون آي. أتووتر. "البترول" . الموسوعة البريطانية . تم الاسترجاع في 30-06-2008 .
  10. ^ ستيل، تيم. محطات تعبئة رائعة . مطبعة فوياجيور. ص. 18. رقم ISBN  978-1610606295.
  11. ↑ "نبذة تاريخية عن التنقيب عن النفط والغاز" . مجلة رؤى أذربيجان . تاريخ الاطلاع: 27 ديسمبر 2021 .
  12. ^ ماجدالينا بودا بلوكسز ، إغناسي لوكاسيفيتش: ojciec światowego przemysłu naftowego، działacz polityczny i patriota، filantrop i społecznik، przede wszystkim Człowiek أرشفة 2014-10-27 في آلة Wayback.
  13. ↑ لودفيك تومانيك ، إغناسي Łukasiewicz twórca przemysłu naftowego w Polsce، wielki inicjator – wielki jałmużnik. Miejsce Piastowe: Komitet Uczczenia Pamięci Ignacego Łukasiewicza. 1928
  14. ^ "Skansen Przemysłu Naftowego w Bóbrce / متحف صناعة النفط في بوبركا" . www.geo.uw.edu.pl . مؤرشفة من الأصلي في 19 مايو 2007.
  15. ↑ فرانك، أليسون فليج (2005). إمبراطورية النفط: رؤى الازدهار في غاليسيا النمساوية (دراسات هارفارد التاريخية) . مطبعة جامعة هارفارد. ISBN 0-674-01887-7.
  16. ↑ "كندا كول: أول نفط تجاري في أمريكا الشمالية - ينابيع النفط" . كندا كول . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2020 .
  17. ↑ "الموقع - الاستفادة من إمدادات حقول النفط والإمدادات الصناعية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-09-04 .
  18. ↑ "كيف ساهم الاستخدام المبتكر لأعمدة الخيزران في حفر أولى آبار النفط؟" . OilNow . 2020-05-31 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-10-16 .
  19. ↑ كايزر، إم جيه (2019). التنبؤ بإيقاف التشغيل وتقدير تكاليف التشغيل: اتجاهات آبار خليج المكسيك، وجرد الهياكل، ونماذج التنبؤ . كامبريدج، ماساتشوستس: دار النشر الاحترافية للخليج. doi : 10.1016/C2018-0-02728-0 . ISBN 978-0-12-818113-3. S2CID 239358078 . 
  20. 1 2 3 4 5 6 غروم ن (17 يونيو 2020). "تقرير خاص: ملايين آبار النفط المهجورة تُسرّب غاز الميثان، وهو خطر مناخي" . رويترز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2021 .
  21. ↑ جيلر د (13 يوليو 2020). "المزيد من المعلومات حول انكشافات آبار النفط والغاز المهجورة تتضح" . فيريسك . مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 8 أبريل 2021 .
  22. ↑ أليسون إي، ماندلر بي (14 مايو 2018). "الآبار المهجورة: ماذا يحدث لآبار النفط والغاز عندما تتوقف عن الإنتاج؟" . البترول والبيئة . المعهد الأمريكي لعلوم الأرض.
  23. ↑ كروفت، كاميرون ب. "كيف تتم معالجة الغاز الطبيعي؟" . croftsystems.net/ . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2020 .
  24. ↑ إمام، إيمان أ. (ديسمبر 2015). "حرق الغاز في الصناعة: نظرة عامة" (ملف PDF) . large.stanford.edu/ .
  25. ↑ "نشاط التنقيب عن النفط الخام والغاز الطبيعي" . إدارة معلومات الطاقة . إدارة معلومات الطاقة الأمريكية. 21 مايو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2019 .
  26. ↑ نظام تصنيف آبار الحفر
  27. ↑ شركة بتروجاف الدولية. دورة تدريبية في الحفر لاستئجار منصات الحفر البرية . بتروجاف الدولية.
  28. 1 2 3 ريغزون – أسعار منصات الحفر اليومية : http://www.rigzone.com/data/dayrates/
  29. ↑ مركز التدريب الدولي للنفط والغاز، بتروجاف (2020-07-02). العملية التكنولوجية على منصات الحفر البحرية للمرشحين الجدد . بتروجاف الدولية.
  30. ↑ "اتجاهات تكاليف التنقيب عن النفط والغاز الطبيعي في الولايات المتحدة" (ملف PDF) . إدارة معلومات الطاقة . إدارة معلومات الطاقة الأمريكية. 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2019 .
  31. ↑ "تكلفة آبار النفط والغاز" . OilScams.org . عمليات الاحتيال النفطية. 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 نوفمبر 2019 .
  32. ↑ "كم تبلغ تكلفة بئر النفط والغاز؟ | نصائح استثمارية في مجال النفط والغاز" . oilscams.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 سبتمبر 2020 .
  33. ١ ٢ ٣ لورين بيتينو، وهانك مويلان، وفيكتوريا ستوكاس (٣ ديسمبر ٢٠١٥). "آثار التنقيب عن النفط في محمية القطب الشمالي الوطنية للحياة البرية" . جامعة ماساتشوستس أمهيرست . تاريخ الاسترجاع: ٢١ مارس ٢٠٢٤. تقدم هذه المقالة تحليلاً معمقاً للآثار المحتملة للتنقيب عن النفط في محمية القطب الشمالي الوطنية للحياة البرية.{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  34. ١ ٢ ٣ "تطوير النفط والغاز" . إدارة الصيد والأسماك في وايومنغ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢١ مارس ٢٠٢٤. يوفر هذا المصدر معلومات شاملة حول آثار تطوير النفط والغاز على موائل الحياة البرية في وايومنغ.
  35. ↑ "دراسة تُحدد كمياً آثار التنقيب عن النفط والغاز على غزلان البغل" . هاي كانتري نيوز . ١٨ أغسطس ٢٠١٥. تاريخ الاطلاع: ٢١ مارس ٢٠٢٤. تتناول هذه المقالة دراسة تُحدد كمياً آثار التنقيب عن النفط والغاز على أعداد غزلان البغل.
  36. ↑ غرين، آدم و.؛ ألدريدج، كاميرون ل.؛ أودونيل، مايكل س. (2016). "تأثيرات تطوير النفط والغاز على أعداد طيور الطيهوج في وايومنغ" . مجلة إدارة الحياة البرية . 81 (1). نشرة جمعية الحياة البرية: 46-57 . doi : 10.1002/jwmg.21179 . تاريخ الاسترجاع: 21 مارس 2024. تتناول هذه الدراسة انخفاض أعداد طيور الطيهوج في وايومنغ .