الاحتياطي الأضخم في العالم يتواجد في بلد عربي.. تعرَّف على خصائص الغاز الطبيعي وأشكاله الطبيعية المُتعددة

تتعدد خصائص الغاز الطبيعي ، و الذي يُعد إحدى حالات المادة إلى جانب الحالة السائلة و الحالة الصلبة ، و تتواجد الغازات في الطبيعة على أشكال مختلفة ، مثل المنفرد كالأكسجين و الهيليوم و الكلور ، و هناك ما هو مُركَّب من عنصرين كثاني أكسيد الكربون ، و ثاني أكسيد النيتروجين ، و غاز الميثان ، و هناك صفات مشتركة للغازات تُميِّزها عن باقي المواد الأخرى ، كما أن الغازات تتمتع بقوانين طبيعية خاصة بها .

خصائص الغاز الطبيعي

يتميز الغاز الطبيعي بقابليته للإنضغاط ، و ذلك بسبب المسافات الكبيرة نسبياً التي تفصل جزيئاتها عن بعضها البعض ، و هو ما يجعل من الممكن تقليص هذه المسافات لحد معين حسب مقدار الضغط الحاصل عليها ، على عكس المواد في الحالتين السائلة و الصلبة .

كما تتميز الغازات بالانتشار السريع لجزيئاتها ، و يمكن لها أن تُغطي مساحة كبيرة خلال فترة قصيرة ، بسبب قوى التجاذب الضعيفة بين هذه الجزيئات ، و التي تسمح لها بالانفصال و الابتعاد عن بعضها البعض دون وجود أي مقاومة تذكر ، و ذلك على عكس المواد الصلبة ، حيث تتميز بعدم قدرتها على الانتشار بسبب قوى التجاذب القوية بين جزيئاتها ، و في الحالة السائلة ، تكون قوى التجاذب متوسطة ، مما ينتج عنه إنتشار أبطأ منه في حالة الغاز .

الحركة الدائمة إحدى خصائص الغاز الطبيعي

تتميزجزيئات الغازات بالحركة الدائمة ، و العشوائية و السرعة ، كما تمتلك قدر كبير من الطاقة الحركية ، تزيد مع ارتفاع درجة حرارتها ، كما أنّ جزيئات الغازات تصطدم مع بعضها البعض و بجدار الوعاء المحفوظة فيه خلال حركتها الدائمة ، إلّا أنّ تصادماتها مرنة و لا تتسبب بخسارة أي قدر من طاقتها الحركية ، أمّا السوائل فتتحرك جزيئاتها بشكلٍ سريع و دائم إلّا أنّ سرعتها أقل من سرعة جزيئات الغازات ، في حين أنّ حركة المواد الصلبة ثابتة نسبياً .

الحجم و الشكل الغير ثابت

تُساعد قوى التجاذب الضعيفة بين جزيئات الغاز على تَشكُّله بشكل الوعاء الذي يُحفظ فيه ، أمّا حجم الغاز فغير ثابت و يُحدد بمقدار الضغط الواقع عليه ، و على عكس ذلك تمتاز السوائل بثبات حجمها ، إلا أنها تتشكل بشكل الوعاء الذي تُحفظ فيه ، و أما المواد الصلبة فتتميز بثبات شكلها و حجمها .

الكثافة المُنخفضة إحدى خصائص الغاز الطبيعي

من المعروف أن الغاز يمتلك كثافة منخفضة جداً مقارنةً بالمواد الصلبة و السائلة ، و سبب ذلك أن حجم جزيئاته الصغير جداً و المسافة الكبيرة الفاصلة ما بين كل جزيء و آخر مقارنةً بحجمها ، مما يجعل غالبية حجم الغاز مُكوَّن من الفراغ ، بمعنى أن الغاز كثافته منخفضة عكس المواد الصلبة و السائلة .

اقرأ أيضاً: ما المقصود بـ ” بئر النفط “ و كيف يتم حفرها للوصول إلى النفط الخام ؟

بئر النفط هي حفرة يتم حفرها في أعماق الأرض للوصول إلى الصخور التي تحتوي على النفط أو الغاز الذي يُمكن استخراجه.

و تُوفِّر المسوحات الزلزالية صوراً لطبقات الصخر لعدة كيلومترات تحت الأرض ، و يُحلل العلماء الجيولوجيون هذه الصور للعثور على مناطق قد تحتوي على النفط أو الغاز ، و تستعمل معدات الحفر لحفر بئر في مواقع تحت الأرض ، حيث تستخدم العديد من معدات الحفر على الأرض ، و في المياه الضحلة أو المياه العميقة.

كيف يتم حفر بئر النفط ؟

يتم حفر الآبار على مسافة عدة كيلومترات تحت الأرض خلال الصخر الصلب ،و لقمة الحفر هي الأداة المستخدمة للقطع خلال الصخر ، و تعمل معظم لقم الحفر بواسطة كشط الصخر أو تحطيمه ، أو كليهما ، و عادة بالحركة الدورانية ، و تقع لقمة الحفر في نهاية ساق الحفر ، و تصنع ساق الحفر من امتدادات أنابيب فولاذية مُثبَّتة بعضها ببعض، و يتم الضغط من أداة الحفر على أعلى ساق الحفر للدفع داخل الأرض ، عندما يصل أعلى ساق الحفر إلى نهاية أداة الحفر تتم إضافة طول آخر من أنبوب الحفر في الأعلى.

و تستمر هذه العملية حتى تصل لقمة الحفر إلى طبقات الصخر التي يُعتقد أنها تحتوي على النفط، و يُستخدم الطين لتبريد لقمة الحفر و تزييتها و إزالة قطع الصخر ، و تكون غالباً مزيج من المعادن الطبيعية الموجودة و الماء أو النفط ، و يجب التخلص من الطين دون إحداث ضرر بالبيئة ، و يتطلب هذا عمليات تنظيف خاصة و دفن النفايات على الشاطئ ، كما يُستخدم الطين المستند على الماء عند الإمكان ، لأنه يمكن التخلص منه في البحر دون إحداث ضرر بالحياة المائية.

تجويف بئر النفط

تُحفَر البئرُ النفطيةُ بٱستخدامِ الحفارة النفطية ( Rig ) ذات المُعدات الثقيلة للغاية و يتم إنزال مواسير الحفر التي تكون مربوطة من جهة برأس حفر خاص يحوي مُسننات لتحطيم الصخر و تفتيته ،و من جهة أخرى تكون مربوطة بمنظومة تدوير و منظومة رفع و منظومة ضخ لسائل الحفر داخل هذه المواسير التي تكون مهمته الرئيسية هي تبريد رأس الحفر الذي يكون على احتكاك مباشر مع الصخور ، و يقوم هذا السائل أيضاً بمهمه رفع الفتات من قاع البئر إلى سطح الأرض.

و يُمكن استخدام أدوات أخرى في مؤخرة لقمة الحفر لتغيير اتجاه الحفر تدريجياً ، و هناك حفر آبار تصل في العمق إلى 10 كيلومترات ( 6 أميال ) ، و بعضها يصل إلى أكثر من 10 كيلو مترات ( 6 أميال ) من الجوانب إلى أعماق باطن الأرض.

يتم تخطيط حفرة بئر النفط مع امتدادات أنبوب الفولاذ التي تجتمع معاً لتشكل أنبوباً مجوفاً فارغاً ممتداً ، و يتم ضخ نوع خاص من الاسمنت إلى قاع الأنبوب ، حيث يقوم الاسمنت
و تحت الضغط بدفع الأنبوب الفولاذي لملئ أية فجوات بين الأنبوب و الصخر ، ويتم عمل ثقوب خلال الأنبوب الفولاذي على العمق الذي يتوقع أن تحتوي فيه الصخور على نفط و غاز.

و تُدعى هذه العملية التجويف ، و يتم وضع الصمامات و أدوات المراقبة الإلكترونية في قعر البئر ، و يمكن إرسال المعلومات عن مقدار النفط و الغاز و الماء الذي يغمر البئر بشكل إلكتروني بواسطة قمر صناعي إلى خبراء في مكتب بعيد و باستخدام هذه المعلومات ، يمكن فتح الصمامات في آبار النفط و إغلاقها بالتحكم عن بعد ، و ذلك لزيادة إنتاج الغاز في كل بئر النفط .

المصدر: بترو نيوز – مواقع إلكترونية