صناعة البترول

البترول سائل طبيعي يوجد في التكوينات الصخرية. يتكون من خليط معقد من الهيدروكربونات ذات الأوزان الجزيئية المختلفة، بالإضافة إلى مركبات عضوية أخرى. من المتعارف عليه أن النفط يتكون في الغالب من بقايا العوالق القديمة الغنية بالكربون بعد تعرضها للحرارة والضغط في قشرة الأرض على مدى مئات الملايين من السنين. بمرور الوقت، غُطيت البقايا المتحللة بطبقات من الطين والطمي، وغاصت إلى أعماق قشرة الأرض ، وحُفظت هناك بين طبقات ساخنة ومضغوطة، لتتحول تدريجيًا إلى خزانات نفطية . ^{[ 3 ]}

استُخدم البترول في حالته غير المكررة من قبل البشر لأكثر من 5000 عام. وقد استُخدم النفط بشكل عام منذ فجر التاريخ البشري لإشعال النيران وفي الحروب .

مع ذلك، تطورت أهمية النفط للاقتصاد العالمي ببطء، حيث استُخدم زيت الحيتان للإضاءة في القرن التاسع عشر، بينما استُخدم الخشب والفحم للتدفئة والطهي حتى القرن العشرين. ورغم أن الثورة الصناعية ولّدت حاجة متزايدة للطاقة، فقد لُبّيت هذه الحاجة في البداية بشكل رئيسي بالفحم، ومن مصادر أخرى بما فيها زيت الحيتان. ولكن عندما اكتُشف إمكانية استخراج الكيروسين من النفط الخام واستخدامه كوقود للإضاءة والتدفئة، ازداد الطلب على البترول بشكل كبير، وبحلول أوائل القرن العشرين أصبح السلعة الأكثر قيمة في الأسواق العالمية. ^{[ 4 ]}

أنتجت روسيا القيصرية 3500 طن من النفط عام 1825، وضاعفت إنتاجها بحلول منتصف القرن. ^{[ 8 ]} بعد بدء التنقيب عن النفط في منطقة أذربيجان الحالية عام 1846، أنشأت الإمبراطورية الروسية في باكو خطي أنابيب رئيسيين: خط أنابيب بطول 833 كيلومترًا لنقل النفط من بحر قزوين إلى ميناء باتوم على البحر الأسود (خط أنابيب باكو-باتوم)، والذي اكتمل عام 1906، وخط أنابيب آخر بطول 162 كيلومترًا لنقل النفط من الشيشان إلى بحر قزوين. حُفرت أولى آبار النفط في باكو عامي 1871-1872 على يد إيفان ميرزويف ، رجل أعمال أرمني يُعتبر أحد مؤسسي صناعة النفط في باكو. ^{[ 9 ] [ 10 ]}  

مع مطلع القرن العشرين، شكّل إنتاج روسيا القيصرية من النفط، الذي كان مصدره شبه جزيرة أبشيرون بالكامل تقريبًا ، نصف الإنتاج العالمي، وهيمنت على الأسواق الدولية. ^{[ 11 ]} وبحلول عام 1884، كان هناك ما يقرب من 200 مصفاة صغيرة تعمل في ضواحي باكو. ^{[ 12 ]} ونتيجةً لهذه التطورات المبكرة، برزت شبه جزيرة أبشيرون كأقدم إرث في العالم من التلوث النفطي والإهمال البيئي. ^{[ 13 ]} وفي عام 1846، شهدت باكو (مستوطنة بيبي هيبات) أول بئر تم حفرها باستخدام أدوات الطرق على عمق 21 مترًا لاستكشاف النفط. وفي عام 1878، أحدث لودفيج نوبل وشركته برانوبل ثورة في نقل النفط من خلال تشغيل أول ناقلة نفط وإطلاقها في بحر قزوين . ^{[ 11 ]}

أسس صموئيل كير أول مصفاة نفط في أمريكا بمدينة بيتسبرغ، تحديدًا في الجادة السابعة بالقرب من شارع غرانت عام ١٨٥٣. وفي الفترة ما بين ١٨٥٤ و١٨٥٦، بنى إغناسي لوكاسيفيتش إحدى أوائل مصافي النفط الحديثة بالقرب من ياسلو (التي كانت آنذاك جزءًا من مملكة غاليسيا ولودوميريا التابعة للنمسا في غاليسيا بوسط أوروبا )، والتي تُعرف اليوم ببولندا. ^{[ ١٤ ]} كانت مصافي غاليسيا صغيرة في البداية، نظرًا لمحدودية الطلب على الوقود المكرر. استُخدمت المنتجات المكررة في صناعة الأسفلت الصناعي وزيوت التشحيم، بالإضافة إلى مصباح الكيروسين الذي صنعه لوكاسيفيتش . ومع ازدياد شعبية مصابيح الكيروسين، ازدهرت صناعة التكرير في المنطقة.

بدأ تشغيل أول بئر نفط تجاري في كندا عام 1858 في أويل سبرينغز، أونتاريو (التي كانت تُعرف آنذاك باسم كندا الغربية ). ^{[ 15 ]} حفر رجل الأعمال جيمس ميلر ويليامز عدة آبار بين عامي 1855 و1858 قبل أن يكتشف مخزونًا غنيًا من النفط على عمق أربعة أمتار تحت سطح الأرض. ^{[ 16 ] [ 17 ]} استخرج ويليامز 1.5 مليون لتر من النفط الخام بحلول عام 1860، وقام بتكرير معظمه إلى زيت مصابيح الكيروسين. ^{[ 15 ]} يشكك بعض المؤرخين في ادعاء كندا بامتلاكها أول حقل نفط في أمريكا الشمالية ، بحجة أن بئر دريك الشهيرة في بنسلفانيا كانت أول بئر نفط في القارة. ولكن هناك أدلة تدعم ادعاء ويليامز، وأهمها أن بئر دريك لم يبدأ الإنتاج حتى 28 أغسطس 1859. قد تكمن نقطة الخلاف في أن ويليامز وجد النفط فوق الصخور الأساسية، بينما اكتشف إدوين دريك النفط داخل خزان صخري . أدى اكتشاف النفط في أويل سبرينغز إلى طفرة نفطية جلبت مئات المضاربين والعمال إلى المنطقة. وانفجر أول بئر نفطي متدفق في كندا في 16 يناير 1862، عندما عثر جون شو، أحد العاملين في مجال النفط، على النفط على عمق 48 مترًا (158 قدمًا). ^{[ 18 ]} ولمدة أسبوع، تدفق النفط بغزارة دون رادع، حيث سُجلت مستويات وصلت إلى 3000 برميل يوميًا.

بدأ التنقيب الحديث عن النفط في الولايات المتحدة في ولايتي فرجينيا الغربية وبنسلفانيا في خمسينيات القرن التاسع عشر. وقد أدى حفر إدوين دريك لبئر عام 1859 بالقرب من تيتوسفيل، بنسلفانيا ، والذي يُعتبر عادةً أول بئر نفط حديث حقيقي ، إلى طفرة كبيرة في إنتاج النفط. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} وفي الربع الأول من القرن العشرين، تفوقت الولايات المتحدة على روسيا لتصبح أكبر منتج للنفط في العالم. وبحلول عشرينيات القرن العشرين، أُنشئت حقول نفط في العديد من البلدان، بما في ذلك كندا وبولندا والسويد وأوكرانيا والولايات المتحدة وبيرو وفنزويلا. ^{[ 21 ]}

بُنيت أول ناقلة نفط ناجحة ، وهي "زوروستر" ، عام 1878 في السويد، وصممها لودفيج نوبل . وكانت تعمل بين باكو وأستراخان . ^{[ 22 ]} وقد طُورت عدة تصاميم جديدة لناقلات النفط في ثمانينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 23 ]}

في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، طورت شركة تكساس أولى البوارج الفولاذية المتنقلة للتنقيب في المناطق الساحلية قليلة الملوحة لخليج المكسيك . وفي عام ١٩٣٧، استخدمت شركة بيور أويل (التي أصبحت الآن جزءًا من شركة شيفرون ) وشريكتها شركة سوبيريور أويل (التي أصبحت الآن جزءًا من شركة إكسون موبيل ) منصة ثابتة لتطوير حقل نفطي في مياه يبلغ عمقها ١٤ قدمًا (٤.٣ مترًا) ، على بُعد ميل واحد (١.٦ كيلومتر) قبالة سواحل أبرشية كالكسيو، لويزيانا . وفي أوائل عام ١٩٤٧، أقامت شركة سوبيريور أويل منصة حفر وإنتاج نفطية في مياه يبلغ عمقها ٢٠ قدمًا (٦.١ مترًا)، على بُعد حوالي ١٨ ميلًا قبالة سواحل أبرشية فيرميليون، لويزيانا . وأكملت شركة كير-ماكجي للصناعات النفطية، بصفتها المشغل لشركتي فيليبس بتروليوم ( كونوكو فيليبس ) وستانوليند للنفط والغاز ( بي بي )، حفر بئرها التاريخي في بلوك ٣٢ من منطقة شيب شول في نوفمبر ١٩٤٧، قبل أشهر من قيام شركة سوبيريور بحفر اكتشاف نفطي فعلي من منصتها في فيرميليون في عرض البحر. على أي حال، جعل ذلك بئر كيرماك رقم 16 التابع لشركة كير-ماكجي في خليج المكسيك أول اكتشاف نفطي يتم حفره بعيدًا عن أنظار اليابسة. ^{[ 24 ] [ 25 ]} وقد كشفت 44 بئرًا استكشافية في خليج المكسيك عن 11 حقلًا للنفط والغاز الطبيعي بحلول نهاية عام 1949. ^{[ 26 ]}    

خلال الحرب العالمية الثانية (1939-1945)، لعبت السيطرة على إمدادات النفط من رومانيا وباكو والشرق الأوسط وجزر الهند الشرقية الهولندية دورًا محوريًا في مجريات الحرب وانتصار الحلفاء في نهاية المطاف . وقد ضمن الغزو الأنجلو-سوفيتي لإيران (1941) سيطرة الحلفاء على إنتاج النفط في الشرق الأوسط. وكان هدف التوسع الإمبراطوري الياباني جنوبًا في المقام الأول الوصول إلى حقول النفط في جزر الهند الشرقية الهولندية. أما ألمانيا، التي حُجبت عنها إمدادات النفط البحرية بسبب الحصار الذي فرضه الحلفاء ، فقد فشلت في عملية إديلويس في تأمين حقول نفط القوقاز لصالح قوات المحور عام 1942، بينما حرمت رومانيا الفيرماخت من الوصول إلى حقول نفط بلويشتي - الأكبر في أوروبا - منذ أغسطس 1944. وقد أدى قطع إمدادات النفط من جزر الهند الشرقية (وخاصةً عبر حملات الغواصات ) إلى إضعاف اليابان بشكل كبير في الجزء الأخير من الحرب. بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية في عام 1945، تفوقت دول الشرق الأوسط على الولايات المتحدة في إنتاج النفط.

تشمل التطورات الهامة منذ الحرب العالمية الثانية التنقيب عن النفط في المياه العميقة، واستخدام سفن الحفر ، ونمو شبكة نقل عالمية للنفط تعتمد على ناقلات النفط وخطوط الأنابيب. في عام ١٩٤٩، أدى أول تنقيب عن النفط في المياه العميقة في منطقة "نفت داشلاري" (صخور النفط) في بحر قزوين قبالة سواحل أذربيجان إلى بناء مدينة على أبراج نقل النفط. في ستينيات وسبعينيات القرن الماضي، لعبت منظمات حكومية متعددة الأطراف تضم دولًا منتجة للنفط - منظمة أوبك ومنظمة الأقطار العربية المشتركة (أوابك) - دورًا رئيسيًا في تحديد أسعار النفط وسياساته. وقد أصبحت حوادث التسرب النفطي وعمليات تنظيفها قضية ذات أهمية سياسية وبيئية واقتصادية متزايدة. كما تم تطوير حقول جديدة لإنتاج الهيدروكربونات في مناطق مثل سيبيريا، وساخالين ، وفنزويلا ، وشمال وغرب أفريقيا.

مع ظهور التكسير الهيدروليكي وتقنيات الحفر الأفقي الأخرى ، شهد إنتاج النفط الصخري زيادة هائلة. وأصبحت مناطق النفط الصخري مثل حوض بيرميان وإيجل فورد مراكز إنتاج ضخمة لأكبر شركات النفط في الولايات المتحدة. ^{[ 27 ]}

كانت شركات النفط تُصنّف سابقًا حسب حجم مبيعاتها إلى ثلاث فئات: " الشركات العملاقة " (مثل بي بي ، وشيفرون ، وإكسون موبيل ، وكونوكو فيليبس ، وشل ، وإيني ، وتوتال إنيرجيز )، و "الشركات الكبرى"، و "الشركات المستقلة" أو "شركات التوزيع". إلا أنه في السنوات الأخيرة، باتت شركات النفط الوطنية (NOC، على عكس شركات النفط الدولية IOC) تسيطر على حقوق استغلال أكبر احتياطيات النفط؛ وبناءً على هذا المعيار، فإن أكبر عشر شركات نفط وطنية هي جميعها شركات نفط وطنية. يوضح الجدول التالي أكبر عشر شركات نفط وطنية، مرتبة حسب الاحتياطيات ^{[ 29 ] [ 30 ]} وحسب الإنتاج في عام 2012 ^{[ 31 ].}

أكبر 10 شركات نفط في العالم من حيث الاحتياطيات والإنتاج

رتبة	الشركة (الاحتياطيات)	احتياطيات السوائل العالمية ( 109 برميل)	احتياطيات الغاز الطبيعي العالمية (10 12 قدم مكعب )	إجمالي الاحتياطيات بوحدات مكافئة للنفط (109 برميل )		شركة (إنتاج)	الإنتاج (ملايين البراميل /يوم) [1]
1	أرامكو السعودية	260	254	303		أرامكو السعودية	12.5
2	اللجنة الأولمبية الوطنية الإيرانية	138	948	300		اللجنة الأولمبية الوطنية الإيرانية	6.4
3	قطر للطاقة	15	905	170		إكسون موبيل	5.3
4	INOC	116	120	134		بترو تشاينا	4.4
5	PDVSA	99	171	129		بي بي	4.1
6	أدنوك	92	199	126		رويال داتش شل	3.9
7	بيمكس	102	56	111		بيمكس	3.6
8	شركة النفط الوطنية النيجيرية	36	184	68		شيفرون	3.5
9	المركز الوطني للمؤتمرات	41	50	50		شركة البترول الكويتية	3.2
10	سوناطراك	12	159	39		أدنوك	2.9
^1 : إجمالي إنتاج الطاقة، بما في ذلكالغاز الطبيعي(المحول إلى برميل من النفط) للشركات المنتجة لكليهما.

يتم التعاقد مع معظم شركات الحفر وشركات خدمات حقول النفط للقيام بمعظم أعمال التنقيب في حقول النفط أو في آبار النفط .

إلى جانب شركات النفط الوطنية التي تهيمن على قطاع التنقيب والإنتاج، هناك العديد من الشركات الدولية التي تمتلك حصة سوقية. على سبيل المثال: ^{[ 32 ]}

تُصنّف عمليات النقل والتخزين أحيانًا ضمن قطاع التكرير والتوزيع، إلا أنها تُشكّل قطاعًا منفصلاً ومستقلاً في صناعة النفط. وتشمل عمليات النقل والتخزين ما يلي:

• التجميع: تستخدم عملية التجميع خطوط أنابيب ضيقة ومنخفضة الضغط لربط آبار إنتاج النفط والغاز بخطوط أنابيب أكبر وأطول أو مرافق معالجة. ^{[ 33 ]}
• المعالجة والتكرير: تحوّل عمليات المعالجة والتكرير النفط الخام والغاز إلى منتجات قابلة للتسويق. بالنسبة للنفط الخام، تشمل هذه المنتجات زيت التدفئة ، والبنزين المستخدم في المركبات، ووقود الطائرات ، وزيت الديزل . ^{[ 34 ]} تشمل عمليات تكرير النفط التقطير، والتقطير الفراغي ، والإصلاح التحفيزي ، والتكسير التحفيزي ، والألكلة ، والتحويل المتماثل ، والمعالجة الهيدروجينية . ^{[ 34 ]} تشمل معالجة الغاز الطبيعي الضغط ، والتجفيف بالجليكول ، والمعالجة بالأمينات ، وفصل المنتج إلى غاز طبيعي بجودة مناسبة لخطوط الأنابيب، وتيار من سوائل الغاز الطبيعي المختلطة، والتجزئة، التي تفصل تيار سوائل الغاز الطبيعي المختلطة إلى مكوناته. تنتج عملية التجزئة الإيثان ، والبروبان ، والبيوتان ، والأيزوبيوتان ، والبنزين الطبيعي .
• النقل: يُنقل النفط والغاز إلى مرافق المعالجة، ومنها إلى المستخدمين النهائيين، عبر خطوط الأنابيب ، والناقلات/الصنادل ، والشاحنات ، والسكك الحديدية . تُعد خطوط الأنابيب الطريقة الأقل تكلفةً والأكثر ملاءمةً للنقل عبر مسافات طويلة، كالنقل بين القارات. ^{[ 35 ]} كما تُستخدم الناقلات والصنادل للنقل لمسافات طويلة، وغالبًا ما يكون النقل دوليًا. ويمكن استخدام السكك الحديدية والشاحنات أيضًا للمسافات الطويلة، لكنها تُعدّ الأكثر فعالية من حيث التكلفة للطرق القصيرة.
• التخزين: توفر شركات خدمات النقل والتخزين مرافق تخزين في محطات موزعة على امتداد شبكات توزيع النفط والغاز. تقع هذه المرافق غالبًا بالقرب من مرافق التكرير والمعالجة، وترتبط بشبكات خطوط الأنابيب لتسهيل الشحن عند الحاجة لتلبية الطلب على المنتجات. بينما تُخزن المنتجات البترولية في خزانات، يُخزن الغاز الطبيعي عادةً في مرافق تحت الأرض، مثل كهوف قباب الملح والخزانات المستنفدة.
• التطبيقات التكنولوجية: يستخدم مزودو خدمات النقل والتخزين حلولاً تكنولوجية لتحسين الكفاءة خلال عمليات النقل والتخزين. ويمكن استخدام التكنولوجيا أثناء ضغط الوقود لتسهيل تدفقه عبر خطوط الأنابيب، ولتحسين اكتشاف التسريبات فيها ، ولأتمتة الاتصالات لتحسين مراقبة خطوط الأنابيب والمعدات.

بينما تقوم بعض شركات التنقيب والإنتاج ببعض عمليات النقل والتخزين، يهيمن على قطاع النقل والتخزين عدد من الشركات المتخصصة في هذه الخدمات. وتشمل شركات النقل والتخزين ما يلي:

• أوكس سابل
• مجموعة بريدجر
• شركة دي سي بي ميدستريم بارتنرز
• شركة إنبريدج للطاقة
• شركاء منتجات المؤسسات
• جينيسيس إنرجي
• شركة جيبسون للطاقة
• شركة إنرجي ميدستريم
• شركة كيندر مورغان للطاقة
• ون أوك بارتنرز
• سهول أمريكية بالكامل
• شركة سونيكو للخدمات اللوجستية
• خدمات تارجا ميدستريم
• سوائل الغاز الطبيعي من تارغراي
• ترانس كندا
• شركات ويليامز
• بترولينك

تسببت بعض عمليات صناعة النفط في تلوث المياه من خلال مخلفات التكرير وحوادث انسكاب النفط . ورغم أن التكسير الهيدروليكي قد زاد بشكل ملحوظ من استخراج الغاز الطبيعي، إلا أن هناك اعتقادًا وبعض الأدلة التي تدعم زيادة تلوث المياه الصالحة للشرب بغاز الميثان نتيجةً لهذا الاستخراج. ^{[ 44 ]} كما قد تؤدي التسريبات من الخزانات تحت الأرض والمصافي المهجورة إلى تلوث المياه الجوفية في المناطق المحيطة. وتُعدّ الهيدروكربونات المكونة للنفط المكرر مقاومة للتحلل البيولوجي، وقد وُجد أنها تبقى في التربة الملوثة لسنوات. ^{[ 45 ]} ولتسريع هذه العملية، غالبًا ما تُستخدم المعالجة البيولوجية لملوثات الهيدروكربونات النفطية عن طريق التحلل الهوائي. ^{[ 46 ]} وفي الآونة الأخيرة، تم استكشاف طرق أخرى للمعالجة البيولوجية، مثل المعالجة النباتية والمعالجة الحرارية. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

تُعدّ هذه الصناعة أكبر مصدر صناعي لانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة، وهي مجموعة من المواد الكيميائية التي تُساهم في تكوين الأوزون على مستوى سطح الأرض ( الضباب الدخاني ). ^{[ 49 ]} ينتج عن احتراق الوقود الأحفوري غازات دفيئة وملوثات هواء أخرى كمنتجات ثانوية. تشمل هذه الملوثات أكاسيد النيتروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، والمركبات العضوية المتطايرة ، والمعادن الثقيلة .

اكتشف الباحثون أن صناعة البتروكيماويات يمكن أن تنتج تلوث الأوزون على مستوى سطح الأرض بكميات أكبر في الشتاء مقارنة بالصيف. ^{[ 50 ]}

تختلف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن استخراج النفط وتكريره اختلافاً كبيراً بين المكامن النفطية بسبب الاختلافات في تقنيات الاستخراج (مثل حرق الغازات، وتهوية غاز الميثان، والانبعاثات المتسربة) فضلاً عن الخصائص الخاصة بكل نوع من أنواع النفط والمكامن. ^{[ 51 ] [ 52 ]}

تُعدّ الغازات الدفيئة الناتجة عن إنتاج وتكرير وحرق الوقود الأحفوري من العوامل الرئيسية لتغير المناخ . في عام ١٩٥٩، وخلال ندوة نظمها معهد البترول الأمريكي بمناسبة مرور مئة عام على صناعة النفط الأمريكية ، حذّر الفيزيائي إدوارد تيلر من خطر تغير المناخ العالمي . ^{[ ٥٣ ]} وأوضح تيلر أن ثاني أكسيد الكربون "يُسبب ظاهرة الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي "، وأن حرق المزيد من الوقود الأحفوري قد "يؤدي إلى ذوبان القمم الجليدية وإغراق مدينة نيويورك". ^{[ ٥٣ ]}

وخلصت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، التي أسستها الأمم المتحدة في عام 1988، إلى أن غازات الدفيئة الناتجة عن الأنشطة البشرية هي المسؤولة عن معظم الزيادة الملحوظة في درجات الحرارة منذ منتصف القرن العشرين.

نتيجةً لمخاوف تغير المناخ، بدأ الكثيرون باستخدام مصادر طاقة بديلة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وقد أثار هذا التحول الأخير شكوك بعض المتحمسين لقطاع النفط حول مستقبل هذه الصناعة. ^{[ 54 ]}