استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية: 4 خصائص لزيادة الإنتاج

تبرز استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية كخيار استراتيجي متعدد الفوائد يرتكز على 4 محاور أساسية هي الكفاءة التشغيلية، المسؤولية البيئية، الاستدامة، والتحول نحو الطاقة النظيفة. وتكتسب هذه المحاور أهمية مضاعفة كونها تعالج أبرز التحديات المعاصرة التي يواجهها قطاع الطاقة عالمياً.

وتسهم استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية في تقليل الانبعاثات الكربونية وتحسين كفاءة العمليات ويتناول المقال تحليل مفصل لابرز استخداماته من الجوانب التقنية والاقتصادية.

استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية

يشهد قطاع الطاقة تحولاً جذرياً في استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية ؛ فبعد أن كان يُنظر إليه كحل محلي بسيط، بات اليوم ركيزة أساسية في الصناعات النفطية المتطورة ويعتمد إنتاجه على المعالجة اللاهوائية للمخلفات العضوية، لينتج مزيجاً غنياً بالطاقة يتألف أساساً من غازي الميثان وثاني أكسيد الكربون، مما يفتح آفاقاً جديدة للاستدامة في قطاع النفط.

1. تعزيز استخراج النفط (EOR)

تُعد تقنيات استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية من التوجهات الحديثة والمبتكرة التي تجمع بين زيادة كفاءة الحقول النفطية وتحقيق الاستدامة البيئية (الاقتصاد الدائري) وخاصة في عمليات تعزيز استخراج النفط (Enhanced Oil Recovery – EOR) يعتمد الغاز الحيوي بشكل أساسي على خليط من الميثان (CH_4) وثاني أكسيد الكربون (CO_2) الناتج عن التحلل اللاهوائي للمخلفات العضوية و يمكن تقسيم طرق استخدام الغاز الحيوي في هذا المجال إلى ثلاث تقنيات رئيسية :

• الحقن الغازي (Gas Injection) : هذه هي الطريقة الأكثر مباشرة، لـ استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية حيث يتم حقن الغاز الحيوي في المكمن النفطي لتعزيز الاستخراج عبر آليتين هما الحقن القابل للامتزاج (Miscible Injection) عند ضغوط معينة، يمتزج الغاز الحيوي مع النفط، مما يؤدي إلى تقليل لزوجة النفط وانتفاخه (Swelling)، مما يسهل حركته نحو آبار الإنتاج الحقن غير القابل للامتزاج (Immiscible Injection) ويعمل الغاز هنا كوسيلة لدفع النفط ميكانيكياً والحفاظ على ضغط المكمن (Pressure Maintenance) لمنع انخفاض الإنتاج.
•  الاسترداد الحراري (Thermal EOR) : يمكن استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية كوقود نظيف لتوليد الطاقة اللازمة لعمليات الاسترداد الحراري ويتم توليد البخار من خلال حرق الغاز الحيوي لتسخين المياه وتحويلها إلى بخار يتم حقنه في مكامن النفط الثقيل لتقليل لزوجته و الاحتراق في الموقع (In-situ Combustion) واستخدام الغاز كعامل مساعد لبدء أو استدامة جبهة الاحتراق داخل المكمن.
• الاسترداد الميكروبي المعزز (MEOR) : تقنيات استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية فريدة لأنها تعتمد على الإنتاج داخل المكمن نفسه و يتم حقن ميكروبات متخصصة مع مواد مغذية (مثل المولاس) في الآبار و تقوم هذه الميكروبات بهضم المواد العضوية وإنتاج غازات (مثل CO_2 والميثان) وأحماض عضوية ومواد خافضة للتوتر السطحي (Biosurfactants) طبيعياً، مما يحسن من تدفق النفط.

2. توليد الطاقة والحرارة في المواقع النائية

تتطلب استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية منصات الحفر ومحطات الضخ كميات هائلة من الطاقة.

• الاكتفاء الذاتي : يمكن للمنشآت النفطية القريبة من مصادر عضوية (مثل مزارع كبيرة أو محطات معالجة مياه) استخدام الغاز الحيوي لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء والحرارة اللازمة للعمليات اليومية.
• تقليل الاعتماد على الديزل: يساهم ذلك في خفض تكاليف نقل الوقود التقليدي إلى المناطق النائية وتقليل الانبعاثات الكربونية الناتجة عن احتراق الديزل.

3. إنتاج الهيدروجين (الأخضر/الأزرق)

تستخدم المصافي كميات كبيرة من الهيدروجين في عمليات إزالة الكبريت ومعالجة الوقود.

• إعادة التشكيل بالميثان: يمكن استخدام الميثان الموجود في الغاز الحيوي كمادة خام في أجهزة إعادة التشكيل بالبخار (SMR) لإنتاج الهيدروجين.
• التحول نحو “الهيدروجين الحيوي”: عند استخدام الغاز الحيوي بدلاً من الغاز الطبيعي الأحفوري، تتحول المصفاة إلى مركز لإنتاج طاقة أكثر نظافة.

4. خفض البصمة الكربونية وتحقيق الحياد الصفرى

تواجه شركات النفط ضغوطاً دولية لخفض الإنبعاثات الكربونية .

• مزج الوقود: يمكن دمج الغاز الحيوي بعد ترقيته إلى “غاز طبيعي متجدد” (RNG) مع شبكات الغاز الطبيعي التي تغذي مصانع البتروكيماويات .
• الائتمانات الكربونية: تتيح استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية للشركات الحصول على شهادات كربونية تعزز من موقفها في الأسواق العالمية وتجنبها الضرائب البيئية.

دور الغاز الحيوي في استخراج النفط

يتكون الغاز الحيوي بشكل أساسي من الميثان (CH_4) بنسبة (50-70%) وثاني أكسيد الكربون (CO_2) بنسبة (30-50%). كلاهما يلعب دوراً حيوياً في تحسين استخراج النفط من الآبار التي نضبت طاقتها الطبيعية.

1. الحقن الامتزاجي (Miscible Flooding)

عند حقن الغاز الحيوي (خاصة CO_2 الموجود فيه) بضغط عالٍ، فإنه يمتزج مع النفط الخام. هذا الامتزاج يؤدي إلى:

• تقليل اللزوجة يصبح النفط “أخف” وأسهل في الحركة نحو آبار الإنتاج.
• التمدد الحجمي يزداد حجم النفط داخل المسام، مما يدفع به للخارج.

2. الحفاظ على ضغط الخزانات

مع تقادم الحقل، ينخفض الضغط الطبيعي. يعمل حقن الغاز الحيوي كقوة دافعة ميكانيكية تعيد الضغط إلى مستويات تسمح بتدفق النفط المحبوس في الصخور المسامية.

ختاماً، تمثل استخدامات الغاز الحيوي في الصناعة النفطية جسر استراتيجي يربط بين الصناعة النفطية التقليدية  ومستقبل الطاقة المستدامة. إن تبني شركات النفط لتقنيات الغاز الحيوي ليس مجرد خطوة لتحسين الصورة الذهنية، بل هو استثمار ذكي يضمن لها الاستمرارية في ظل القوانين البيئية الصارمة. إن دمج النفط والغاز الحيوي معاً سيخلق منظومة طاقة هجينة، قادرة على تلبية احتياجات العالم المتزايدة مع الحفاظ على كوكبنا للأجيال القادمة.

فيديو .. ما هي أفضل استخدامات الغاز الحيوي

المراجع :

• استخدامات الغاز الحيوي – i-maximum.ae
• استخدام البكتيريا لزيادة إنتاج النفط -ajnet.me/tech
• انبعاثات صناعة تكرير النفط ومصادرها وطرق معالجته – OAPEC