ثورة في استخراج الذهب الأسود: الاستخلاص المعزز للنفط (EOR) ومستقبل صناعة الطاقة

نُشِر في Feb 27, 2024 at 06:02 AM

الاستخلاص المعزز للنفط (EOR)، هو طوق النجاة للمكامن التي يصعب استخراج الموارد المعدنية منها بالتقنيات التقليدية، شكل ثورة في استخراج هذا الذهب الأسود ومستقبل الطاقة حين اكتشافه، لكن ما هو هذا النوع من الاستخلاص، وكيف يعمل هذا ما ستناقشه المقالة التالية، تابع معنا إن كنت ممن يهتم بهذا المجال.

ما هو الاستخلاص المعزز للنفط (EOR)؟

الاستخلاص الثلاثي أو المعزز للنفط (Enhanced Oil Recovery) هو تقنية خاصة تُستخدم لاستخراج النفط والغاز من الخزانات التي لم يعد بالإمكان الاستخراج منها فعلًا بطرق الاستخلاص الأولية أو الثانوية.

من المعروف أنّ الاستخلاص الأولي ذو مبدأ بسيط فهو يقوم على ضغط الخزان أو الجاذبية الأرضية لدفع النفط نحو حفرة البئر أو باستخدام مضخات النفط التي تنقله إلى السطح، ولكن فقط 10% من مخزون المكمن يتم استخراجه بهذه الطريقة.

من ناحية أخرى، تُعرف طريقة الاستخلاص الثانوية بأنّها قائمة على حقن كميات من الماء أو الغازات لدفع المخزون نحو حفرة البئر، ولكن أيضًا لا تُفيد هذه الطريقة باستخراج أكثر من 20-40% من المخزون، للمزيد من المعلومات حول طرق الاستخراج والإنتاج والاستكشاف والمعالجة سجل في دورات تدريبية في النفط والغاز في لندن.

تظهر قوة طريقة الاستخلاص المعزز للنفط من خلال قدرتها على تغيير التركيب الكيميائي للنفط ليكون قابلًا للاستخراج، تُنتج هذه الطريقة حوالي 1.07 مليار برميل نفطي عالميًا ولكنها بالمقابل تُخزن حوالي 320 مليار طن من غاز CO2، قد تكون تلك سلبية هامة لتقنية الاستخلاص المعزز إلا أنّها من منظور آخر ميزة تفيد في خلق سوق لغاز ثاني أكسيد الكربون لاستخدامه تجارياً، مما يدفع الصناعات الأخرى للعمل على تطوير تقنيات لالتقاط غازات الدفيئة الأخرى. 

كيف تعمل تقنية الاستخلاص المعزز للنفط؟

يعمل الاستخلاص المعزز للنفط عن طريق تغيير تركيب النفط الكيميائي لزيادة تدفقه وبالتالي تسهيل استخراجه، لإتمام ذلك يتم حقن المكمن بمواد تساعد في الإسالة وتقليل اللزوجة، بناءً على ذلك تُصنف طريقة عمل الاستخلاص المعزز على نوع المادة المستخدمة في الحقن وفق الآتي:

- الحقن بالغاز:

يُحقن المكمن بكميات من غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو النيتروجين (N2)، تُفضل بعض شركات الاستخراج استخدام النتروجين بدلًا عن ثاني أكسيد الكربون نظرًا لأنّه غاز نقي وخامل بعيدًا عن مخاطر الحرائق في البئر والاحتباس الحراري كون CO2 من أهم غازات الدفيئة، إضافةً إلى سهولة الحصول عليه من الهواء الجوي باستخدام أغشية خاصة.

لتنفيذ هذه العملية يتم ضخ كمية من الغاز ضمن البئر، نظرًا للضغط المرتفع لقاع البئر فإنّ الغاز يُصبح قابلًا للامتزاج مع السائل النفطي، عندما يختلط الغاز بالنفط فإنّ لزوجته تنخفض ويصبح أسلس في الحركة.

- الحقن بالبخار:

الاسترداد الحراري أو الحقن بالبخار عبارة عن استراتيجية استخراج يتم فيها حقن البئر بكمية من بخار الماء عند درجة حرارة مرتفعة وضغط عالٍ، تُعدهذه الطريقة ملائمة لآبار النفط الثقيل.

للقيام بعملية الحقن يجب حفر بئر حقن واحد أو أكثر ضمن منطقة البئر النفطي لتحفيزه، ومن ثمّ تبدأ عملية ضخ البخار بواسطة بئر أو آبار الحقن، عندما يتلامس البخار مع النفط تقل لزوجته وتزداد طاقته الحركية، وبالتالي يزيد معدل الإنتاج.

- الحقن الكيميائي:

في هذه التقنية يتم حقن البئر بمواد كيميائية مثل البوليمرات أو القلويات، تتفاعل تلك المواد مع جزيئات الغاز والنفط، وبالتالي تغير من خصائصها مما يسمح بتحريرها من الأماكن البعيدة ضمن المكمن، يتم ذلك نتيجة خفض التوتر السطحي بين جزيئات الماء والهيدروكربون الموجودة، مما يُحسن عامل الاسترداد.

تعتبر جميع التقنيات السابقة مُكلفة ومعقدة للغاية، لذا لا تُستخدم إلا في حال استنفاذ كافة وسائل الاستخراج الأولية والثانوية، وحتى في بعض الحالات قد لا يكون من المجدي اقتصاديًا استخدامها حينها من المفضل ترك النفط والغاز ضمن المكمن، نظرًا لأنّ الكميات المستخرجة لن تحقق العائد المطلوب.

هل الاستخلاص المعزز للنفط مفيد أم ضار بالبيئة؟

من الضروري أن ندرك أنّ أي تقنية هي سيف ذو حدين يمكن أن يكون لها تأثيرات إيجابية وسلبية على البيئة اعتمادًا على أساليب استخدامها وتنفيذها وكيفية إدارة التحديات المتعلقة بها، على سبيل المثال التكنولوجيا النووية الشديدة الخطورة في حال توظيفها في غير مهامها السلمية.

وكذلك الأمر بالنسبة للاستخلاص المعزز للنفط، هو وسيلة لإطالة عمر الآبار في حقول الغاز والنفط، لكنه يمتلك آثار جانبية سلبية محتملة مثل تسرب المواد الكيميائية إلى المياه الجوفية وتلويثها.

يمكن للتقنيات الحديثة للاستخلاص مثل تقنية نبض البلازما التقليل من تلك المخاطر البيئية، طورت هذه الطريقة من قبل روسيا ومن ثمّ انتشرت على مستوى العالم وهي تقوم على استخلاص النفط والغاز مثل بقية التقنيات لكن مع انبعاثات منخفضة الطاقة، وهي لا تتطلب حقن غاز أو بخار الماء أو مواد كيميائية في باطن الأرض، وبالتالي هي أكثر ملاءمة للبيئة من بين أساليب الاستخلاص المعزز الأخرى للنفط والغاز.

في الختام، 

تسعى الشركات المشغلة لحقول النفط والغاز إلى تطوير تقنية الاستخلاص المعزز في محاولة منهم للوصول إلى انبعاثات صفرية قدر الإمكان، لكن لم يثبت حتى الآن إن كان ذلك ممكنًا فعلًا أم أنّها ستبقى مجرد آمال.