النفط
النفط أو الذهب الأسود كما يسميه البعض، هو عبارة عن سائل كثيف، وقابل للاشتعال، ويتميّز بلونه الأسود المائل للاخضرار، حيث إنه يتكون من تحلل بقايا الكائنات الحية الموجودة في الطبقة العليا من القشرة الأرضية، ويعتبر النفط أحد مصادر الطاقة الهامة، التي تسنخدم في العديد من المجالات: كالصناعة، والنقل، وإنتاج الطاقة الكهربائية، وغيرها، وفي هذا المقال سنعرفكم على طريقة حفر آبار النفط.
حفر آبار النفط
منصة الحفر
يتم حفر آبار النفط باستخدام الحفر الرحوي الذي يستخدم منصة الحفر التي تستخدم الحفر الدوراني، وتتكون من مجموعة من الأجزاء الأساسية التي تساعد في عملية الحفر، ومن أهمها:
- برج الحفر: هو عبارة عن برج معدني، قائم على منصة عريضة أفقية الشكل، ويستخدم في تثبيت الأعمدة المستخدمة في عملية الحفر بشكل رأسي، وتوصيلها ببعضها البعض، ومن ثمّ دفعها إلى الأسفل بحركة حلزونية.
- أعمدة الحفر: عبارة عن أعمدة معدنية، وتنتهي بوصلات لتوصيلها ببعضها البعض، مشكلة عموداً أطول، تتميّز الأعمدة بصلابتها الشديدة، وبأنها مجوفة الشكل تسمح بمرور الطين داخلها.
- رأس الحفر: أو المثقاب عبارة عن كتلة معدنية، ويكون بأشكال هندسية مختلفة، حوافه حادة على شكل مسننات، بحيث تعمل على تفتيت الصخور، كما أنها تحتوي على فتحات في الأسفل تسمح باندفاع الطين خلال تجويف الحفرة.
- طينة الحفر: هي عبارة عن مواد كيمائية مطحونة، يتم خلطها بالماء، حتى تشكل سائلاً كثيفاً، بحيث يتم ضخ هذا السائل داخل أنابيب الحفر ليصل إلى رأس الحفرة من خلال مضخات ضخمة في داخل التجويف، ثمّ يخرج هذا الطين من خلال الفتحات، ليندفع من قاع البئر إلى الأعلى حاملاً معه الفتات الصخري الناتج عن عملية الحفر، حيث إنه يمر على السطح بشكل مفصول عن الفتات الصخري، ومن ثمّ يدفع الطين إلى تجويف الأنابيب مرة أخرى ليشكل ما يعرف باسم دورة طين الحفر.
تبطين البئر
تبدأ هذه الخطوة عند وصول البئر إلى عمق معين، حيث يتم تبطين البئر بأنبوب فولاذي يسمى أنبوب البطانة، إذ يتم إنزال هذا الأنبوب من قمة البئر إلى قاعه، ويتم تثبيته بضخ نوعية من الإسمنت بين جدار البئر والأنبوب، ثمّ يوصل برأس البئر الذي يتكون من الوصلات والصمامات وجهاز لمنع الانفجار في أعلاه، وتتمثل وظيفة أنبوب التبطين بمنع البئر من الانهيار، ومنع ضياع الطين أثناء ارتفاعه إلى السطح، بالإضافة إلى منع تسرب المياه الجوفية إلى البئر.
تثقيب أنبوب الحفر
بعد الوصول إلى الطبقات الحاملة للنفط، يتم إنزال حمولة من المتفجرات، تعمل على إحداث تفجير محدود، بحيث يسمح بثقب أنبوب الحفر، وتوسيع الشقوق في الصخور، وإذا لم يكن تدفق النفظ مناسباً، يتم إنزال كمية من حمض الهيدروكلوريك لزيادة نفاذية الصخور، وقد يتم تصديع الطبقة الصخرية باستخدام ضغط عالٍ، مما يسمح بنفاذ النفط إلى قاع أنبوب الحفر، وقد تتم عملية التثقيب في عمقين مختلفين وبذلك يكون البئر مزدوج الإنتاج، وفي هذه الحالة يتمّ إدخال إنزال أنبوب قطره حوالي ثلاث بوصات، ويتمّ إدخال حشوة بين الأنبوب الإنتاج وأنبوب التبطين، فيتدفّق النفط من هذه الطبقة خلال الأنبوب، أمّا أنتاج الطبقة العليا، فيتدفّق من الفراغ بين أنبوب الإنتاج والتبطين.
شجرة عيد الميلاد
أثناء عملية الحفر يكون البئر مملوءً بالطين الكثيف، مما يسمح برفع مانع الانفجار بعد إنتهاء عملية الحفر دون التعرض للخطر، ثمّ يتم تركيب رأس البئر ووصله بأنبوب الإنتاج وأنبوب التبطين عند قمة البرج، ويسمى رأس البئر في هذه الحالة بشجرة عيد الميلاد، ويزاح الماء بعد ذلك من من أنبوب التبطين عن طريق ضخ الماء، وبذلك يصبح ضغط الماء أقل من ضغط النفط، وعندئذ يدفع خليط النفط والغاز أمامه عن طريق الماء، وتبدأ البئر بالإنتاج.
