مرحلة الإنتاج والنقل Production & Transportation
تعريف تتضمن عملية الانتاج في هذه المرحلة استخراج النفط إلى سطح الارض وتجهيزه، حتى يصبح جاهزاً للشحن أو التسويق.
وتتمثل أنشطة مرحلة الإنتاح في الاتي:
ــ استخراج الزيت والغاز من المكامن المؤكدة والمطورة، من خلال العديد من الطرق التي ستتم مناقشتها لاحقاً.
ــ بمجرد استخراج النفط إلى سطح الأرض يتم فصل الزيت عن الغاز، وكذا فصل الماء والشوائب عن الزيت.
القيام بإجراء العديد من القياسات المرتبطة بإنتاج النفط، كما سيرد لاحقاً.
ــ تجميع الزيت والغاز وتخزينه بالصهاريج أو الخزانات المناسبة، تمهيداً لنقله وبيعه عبر موانئ التصدير المعدة لذلك، أو نقله إلى معامل التكرير إن كانت قريبة من مواقع الإنتاج.
وستتم في الصفحات التالية مناقشة الكيفية المتبعة في إنتاج الزيت الخام.
طرق إنتاج الزيت الخام
إن عملية إنتاج الزيت ورفعه من المكمن إلى السطح قد يتم بدفع محتوياته إلـــى الخارج بطريقه تلقائية، وذلك بسبب قوة الدفع الطبيعية داخل المكمن. أما إن تعذر ذلك، فإنه يتم تعزيز الإنتاج Enhanced Recovery من خلال العديد من الوسائل، كما يتضح في الصفحات التالية:
1- التدفق الطبيعي Natural Flow:
يتم الإنتاج من خلال قوة الدفع الطبيعية، عندما يكون الضغط داخل المكمن مرتفعاً، حيث يتدفق الزيت تلقائياً إلى السطح بمجرد وصول الحفر إلى المكمن، وذلك نظراً لوجود كميات كبيرة من الغاز التي تدفع الزيت إلى الخارج بطريقة تلقائية، وهذه تسمى طرق الاستخلاص الأولية للزيت primary oil recovery، وهي تشكل 60% من كميات النفط في باطن الأرض. وبالتالي هناك كميات غير مستغلة بهذه الطريقة، الأمر الذي أدى إلى ظهور طرق الاستخلاص الثانوية secondary recovery ، ومنها الحقن بالغاز والحقن بالماء.
2 - الرفع من خلال وسائل الإنتاج الثانوي Secondary Recovery Method
بعد مرور فترة زمنية من الوقت، يقل الضغط داخل البئر، مما يتطلب زيادة الضغط في المكمن من خلال ما يعرف بوسائل تعزيز الإنتاج الثانوية، أو قد تكون هناك كميات نفط يصعب الحصول عليها بالتدفق الطبيعي، مما أدى إلى ظهور طرق الاستخلاص الثانوية، أو ما تسمى بوسائل الرفع الصناعية Artificial Lift، وذلك من خلال الحقن بالمياه أو الحقن بالغاز، وذلك بما يكفل دفع محتويات المكمـن إلــى تجويف البئر Well bore، وهذا ما يسمى بتعزيز الإنتاج، وهو ما يكلف مبالغ هائلة. وتتمثل طرق تعزيز الإنتاج في التالي:
الحقن بالماء Water Injection
يتم بموجب هذه الطريقة حقن كميات كبيرة من الماء في البئر، بما يكفل دفع الزيت إلى فوهة البئر.
وتجدر الإشارة إلى أن توقيت وكميات الحقن تعتمد على ما يراه المهندسون المختصون، مع مر اعاة للوائح والتعليمات التي تصدرها الدولة في هذا الصدد.
ويجب استخدام هذه الطريقة وفقاً لبرنامج معين، لضمان فعالية تعزيز الإنتـاج مــــن المكمن. وهذه الطريقة تخدم شقين، الأول هو التخلص من المياه المستخرجة مــن المكمن والمصاحبة للزيت والغاز. والثاني هو زيادة الإنتاج الكلي، من خلال تحريك أو تسييل Flushing الزيت من بين الصخور، واندفاع الزيت إلى الخارج. ويتم الحقن من خلال آبار توضع في أماكن محددة بدقة تشتمل على العديد من التجهيزات التي تتكامل فيما يسمى بمشاريع ضخ المياه Water flooding Projects، وتشتمل التجهيزات ليس فقط على معدات حفر البئر والمضخات وإنما أيضاً على الأنظمة الخاصة بتنقية ومعالجة المياه، حيث يجب أن يكون للماء الذي سيتم حقن المكمن بــه نفس خصائص مياه المكمن من حيث النقاوة وخلوه من أية مواد تعيق تدفق الزيت. وهناك طريقتان للحقن بالمياه هما.
الطريقة الأولى:
وتسمى بالحقن الذاتي، حيث يتم تحويل المياه الموجودة تحت سطح الأرض في أحد الآبار ذات الضغط العالي إلى الطبقات الحاملة للزيت ذات الضغط المنخفض، وهو ما يؤدى إلى اندفاع الزيت إلى الخارج.
الطريقة الثانية:
يتم حقن المياه، بعد معالجتها، في آبار خاصة بجوار المكمن النفطي، وتوضع وفقاً لترتيب هندسي معين. وهذه المياه المحقونة تؤدي إلى رفع المياه المحيطة بالمكمن وبالتالي رفع ضغط مكمن النفط، ودفع المياه للزيت إلى السطح. وقد يتم حقن المياه في الآبار المخصصة للحقن، والموجودة في وسط المكمن النفطي، وذلك بطريقة هندسية معينة.
والشكل التالي يظهر مشاريع ضخ المياه لتعزيز الإنتاج
الحقن بالغاز Gas Injection
ويتم بموجب هذه الطريقة حقن الغاز الطبيعي عند عمق معين في أنابيب الإنتاج، مما يؤدي إلى زيادة الضغط داخل البئر، ورفع الزيت إلى أعلى نحو فوهة البئر، عبر خط التدفق السطحي إلى محطة التجميع، حيث تزود كل بئر بعدد من الصمامات لحقن الغاز، وهو ما يظهر في الشكلين التالين حيث يُظهر الشكل الاول حقن الغاز الى البئر، بينما يُظهر الشكل الثاني حقن الغاز الى المكمن.
ويتم استخدام هذه الطريقة في حالة وجود كميات غاز كبيرة مستخرجة من آبار مجاورة، حيث يتم حقنها إلى البئر لزيادة الضغط بداخلها ليتم رفع الزيت نحو فوهة البئر. وقد يتم إعادة حقن الغاز إلى المكمن نفسه عندما لا يوجد مبرر كاف لتسويق الغاز، أو عندما يؤدي إعادة حقنه إلى زيادة الإنتاج من الزيت والزيت المتكثف condensate، أو عندما تمنع قوانين الدولة إشعال الغاز عند فوهة البئر. وهذا أيضاً قد يساعد على الاحتفاظ بالغاز إلى أن تأتي ظروف مناسبة تساعد على تسويقه.
طرق أخرى لتعزيز الإنتاج الثانوي وتحفيز الابار
الحقن بالماء الساخن أو البخار :
بالنسبة للمكامن التي تحتوى على زيت ثقيل، ، كثافة مرتفعه تحت 20 درجة مع بمقياس معهد النفط الامريكي API يتم تعزيز الإنتاج من خلال رفع درجة حرارة محتويات المكمن، وذلك من خلال الحقن بالماء الساخن أو البخار، والذين يعملان على خفض درجة اللزوجة viscosity ودفع الزيت إلى الخارج.
الحقن بالهواء المشتعل:
تقوم هذه الطريقة على حقن المكمن بالهواء وإشعال ignite النار، مما يؤدي إلى إحراق جزء من الزيت الموجود في المكمن، والذي يؤدي إلى تسخين المكمن وبالتالي يتدفق الزيت الثقيل إلى البئر.
وتستخدم هذه الطريقه للزيت الثقيل عالي اللزوجة مما يؤدى إلى تخفيض اللزوجة ويسهل حركته خلال المسامات إلى تجويف البئر. وهذه الطريقة الحرارية Thermal تستخدم فقط في حالة عدم جدوى الطرق الأخرى السابق الإشارة إليها، خاصة وأن في نتائج هذه الطريقة ليست إيجابية تماماً.
إضافة مواد تساعد على تدفق الزيت أو الغاز إلى البئر Acidizing
نجد في بعض الحالات أن الزيت أو الغاز متواجد في التركيبة الأرضية، غير انه لا يستطيع التدفق بسهولة إلى البئر ، نظراً لكون تلك التركيبات لا تسمح بنفاذ الزيت أو الغاز، وهو ما يتطلب إضافة بعض المواد التي تساعد على فتح ممرات لنفاذ الزيت أو الغاز وهذه هى احدى طرق تحفيز الابار Well Simulation. وهذه العملية تتم من قبل شركات متخصصة، حيث يتم ضخ آلاف الجالونات من المواد إلى داخل البئر ، والتي تتدفق في البئر وتخترق الفتحات التي سبق تثقيبها في المنطقة المحتوية على الزيت والغاز، والوصول إلى التركيبة الأرضية التي تعيق تدفق الزيت أو الغاز، مما يؤدى في الأخير إلى إحداث قنوات تسمح بانسياب الزيت والغاز من التركيبة إلى البئر من خلال الثقوب. وتتم إضافة المواد من خلال معدات خاصة، كما في الشكل التالي :
معدات إضافة المواد الكيماوية
شق أو كسر التركيبة التى تعيق تدفق الزيت أو الغاز إلى البئر Fracturing عندما تكون التركيبة الصخرية الرملية sandstone rocks المحتوية على الزيت أو الغاز محتوية على كميات تجارية، غير أن إمكانية التدفق إلى البئر لا تتم وفقاً للمعدلات المعقولة التي تسمح بالإنتاج بصورة جيدة، فإنه يتم العمل على زيادة انسياب الزيت أو الغاز إلى البئر ، من خلال ما يسمى بشق أو كسر التركيبة الارضية للمنطقة المحتوية على المادة، وهذه هي احدى طرق تحفيز الآبار Well Simulation . وهذا يتم من قبل شركة خدمات خاصة تقوم بإضافة مواد معينة في البئر، وتضخها بضغط مرتفع جداً حتى يتم كسر الطبقة وتسطعها وانسياب الزيت أو الغاز إلى أنبوب الإنتاج، كما يظهر في الشكل التالي:
3- الرفع بواسطة المضخات Oil Pumping:
عندما يكون الضغط في داخل المكمن منخفضاً، فإن الأمر يتطلب تركيب مضخات لرفع الزيت، وذلك باستخدام المضخات القضيبية الماصة او المضخات الكهربائية الجوفية، أو المضخات الهيدرولية ، وهذه هي إحدى طرق الإنتاج.
اختيار إنتاجية البئر
يتم من وقت الى آخر اختبار البئر لمعرفة معدل الإنتاج الانسب ونسبة الغاز، ونسبة المياه إلى الزيت ومعرفة ضغط التدفق ودرجة الحرارة، وغير ذلك من الجوانب. ويتم ذلك من خلال فتح البئر على فتحة إنتاج معينة لفترة زمنية معينة ورصد النتائج خلال تلك الفترة. وإذا اتضح أن البئر تحتاج إلى تنشيط، فيتم ذلك من خلال تحفيز البئر كما سبق توضيحه.
وقد يتم اختبار البئر من خلال إدلاء بجهاز خاص داخل انابيب الانتاج، وذلك للحصول على معلومات معينة عن انتاجية البئر.
عمليات النقل والتخزين للزيت:
عادة ما يتم تجميع الزيت في خزانات بالقرب من موانئ التصدير، حيث يتم نقل الزيت عبر الأنابيب. وفي هذه الحالة، فإن الأمر يتطلب تركيب مضخات لدفعه داخل خط الأنبوب تحت ضغط يكفي لتوصيله إلى نهايته. وقد يتم شحن الزيت عبر ناقلات بحرية خاصة كما في الشكل التالي، تصل سعتها إلى أكثر من 2٫6 مليون برميل.
ويتم النقل إلى الأسواق العالمية، أو إلى معامل التكرير التي تتولى استخلاص المنتجات البترولية والبتروكيماوية المختلفة، والتي يتم بعد ذلك تسويقها وبيعها للمستهلك في صورة مشتقات متنوعة ، تستخدم في صناعة العديد من الأغراض. ويتم التحكم في الكميات التي يتم سحبها من الخزانات من خلال الصمامات التي تحتوى على عدادات خاصة ولا يتم سحب الكمية بالكامل من الخزانات، وإنما يتم السحب بخط البيع Sales Line ، وهو الحد الذي يسمح بترك كمية تعادل قدم يسمى من قاع الخزان، لتتجمع فيها الشوائب، وتسمى بكمية سفالة الصهريج bottom oil والتي تقع تم تحت مستوى ماسورة تدفق الزيت إلى خارج الخزان ..
ويتم تخزين الزيت في خزانات خاصة، يتم بناؤها في مواقع الإنتاج، وفي مواقع التصدير. وقد تكون تلك الخزانات أو الصهاريج ذات أسقف ثابتة، أو أسقف عائمة Floating-roof Tanks
عمليات الإنتاج والنقل في حالة المناطق المغمورة بالمياه
لا يختلف تكنيك الإنتاج المستخدم في المياه عما هو في اليابسة، حيث يتم استخدام الأجهزة والمعدات نفسها السابق الإشارة إليها في عملية الإنتاج من اليابسة وتؤكد قوانين الكثير من الدول على ضرورة معالجة الماء، وإزالة بعض المواد منه قبل إلقائه في مياه البحار والمحيطات، أو يجب إعادة حقنه في المكمن. ويتم تجميع الزيت والغاز ونقله إلى الشواطئ عبر الناقلات، أو عبر خط الأنابيب التي يتم تثبيتها بطريقه خاصة في قاع البحر أو قاع المحيط floor bed ، واستخدام الكثير من التجهيزات اللازمة للحفاظ على تلك الأنابيب من مختلف الظروف والعوامل. مــع العلم أنه يتم حالياً استخدام أنابيب خاصة ذات مرونة عالية لمواجهة الرياح والأمواج.
