يُقدر إنتاج الغاز الطبيعي السنوي عالمياً بما يزيد عن 200 مليار متر مكعب تقريباً، ويعكس هذا الرقم الأهمية المتزايدة للغاز الطبيعي كمصدر أساسي للطاقة، ويسلط الضوء على الدور الحاسم الذي يلعبه في تلبية احتياجات العالم المتزايدة من الطاقة.
في هذا المقال سنتعرف على عملية إنتاج الغاز الطبيعي من الاستكشاف إلى آبار الاستخراج مروراً بالحفر والتنقيب حتى المعالجة والتكرير ووصولاً إلى أكبر الدول إنتاجاً للغاز الطبيعي.
جدول المحتويات
ما هو الغاز الطبيعي؟
الغاز الطبيعي هو نوع من الوقود الأحفوري يتكون أساسًا من الميثان، ويشكل مصدرًا مهمًا للطاقة في العالم، ويتكون على مدى ملايين السنين نتيجة تحلل الكائنات الحية في أعماق الأرض، حيث تبدأ العملية عندما تموت الكائنات الحية مثل النباتات والحيوانات وتغمر في الرواسب العضوية. بمرور الوقت، تتعرض هذه الرواسب للضغط والحرارة، مما يؤدي إلى تحولها إلى هيدروكربونات مثل الميثان والإيثان، والتي تشكل الغاز الطبيعي، هذه العملية تستغرق فترة زمنية طويلة جدًا، مما يجعل الغاز الطبيعي مصدرًا غير متجدد للطاقة.
استكشاف الغاز الطبيعي
مرحلة الاستكشاف هي المرحلة الأولى والأكثر حيوية في عملية إنتاج الغاز الطبيعي، حيث تبدأ بتحديد الأماكن المحتملة للغاز من خلال الخطوات التالية:
- البحث الجيولوجي: يشمل دراسة التكوينات الصخرية وتحديد تراكمات الغاز المحتملة.
- التقنيات المستخدمة: الجيولوجيون يستخدمون تقنيات مثل المسح الزلزالي لتحديد المواقع المحتملة للحقول الغازية.
- الحفر التجريبي: بعد تحديد الأهداف، يتم الحفر التجريبي للتأكد من وجود الغاز وجودته.
- تقييم المخاطر البيئية: يتم تقييم التأثيرات البيئية لضمان عدم تأثير الاستكشاف على البيئة.
مرحلة الاستكشاف هي مرحلة أساسية في تحديد إمكانيات الحقول الغازية الجديدة، خاصة لأنها تؤثر بشكل مباشر على جدوى مشاريع إنتاج الغاز الطبيعي المستقبلية
من أين يستخرج الغاز الطبيعي؟
يستخرج الغاز الطبيعي من آبار شبيهة بآبار النفط، ويصنف إنتاج الغاز الطبيعي إلى غاز مصاحب وغاز غير مصاحب، فإذا تواجد الغاز الطبيعي مع النفط في نفس الحقل سمي بالغاز المصاحب، وإذا كان الحقل يحتوي فقط على الغاز الطبيعي دون النفط سمي بالغاز غير المصاحب.
فيديو .. كيف يتم استخراج الغاز الطبيعي ؟
إنتاج الغاز الطبيعي: الحفر والتنقيب
تعد مرحلة الحفر والتنقيب بعد الاستكشاف خطوة حاسمة في عملية إنتاج الغاز الطبيعي من باطن الأرض، وتتطلب هذه المرحلة استخدام تقنيات ومعدات متطورة لضمان الوصول إلى التكوينات الصخرية التي تحتوي على الغاز بشكل فعال وآمن، وتتكون هذه المرحلة مما يلي:
- حفر البئر التجريبي: تبدأ المرحلة بحفر بئر تجريبي باستخدام معدات متقدمة، حيث يتم الوصول إلى التكوينات الصخرية المحتوية على الغاز.
- تقنيات الحفر: تتضمن هذه المرحلة استخدام تقنيات الحفر المختلفة مثل الحفر العمودي والأفقي، ويُختار الأسلوب الأنسب بناءً على الظروف الجيولوجية.
- تثبيت أنابيب الحفر: بعد الوصول إلى الطبقات الغازية، تُثبت أنابيب الحفر لحماية جدران البئر وضمان سلامة العملية.
- تحليل العينات: يتم جمع عينات من الغاز وتحليلها لتحديد جودتها وكميتها، مما يساعد في تحديد خطوات الإنتاج المقبلة، مما يعزز فعالية استخراج الغاز بشكل عام.
مرحلة الحفر والتنقيب هي مرحلة أساسية في عملية إنتاج الغاز الطبيعي، حيث تعتمد على تقنيات متقدمة لضمان نجاح العملية.
دور المسح السيزمي في إنتاج الغاز الطبيعي
المسح السيزمي (Seismic Survey) هو تقنية تستخدم في صناعة النفط والغاز لتحديد مواقع وتكوينات الصخور الجوفية التي قد تحتوي على النفط أو الغاز الطبيعي، ويعتمد المسح السيزمي على إرسال موجات صوتية إلى باطن الأرض وقياس كيفية انعكاسها أو انكسارها عند ملامستها لطبقات الصخور المختلفة، وفي إنتاج الغاز الطبيعي، يلعب المسح السيزمي دورًا حاسمًا فيما يلي:
- استكشاف الاحتياطيات: يساعد في تحديد المواقع المحتملة لوجود مكامن الغاز الطبيعي تحت سطح الأرض.
- تحليل بنية الخزان: يُستخدم لفهم هيكل وعمق وسمك طبقات الصخور التي تحتوي على الغاز الطبيعي.
- تقييم المخاطر: يساعد في تقليل مخاطر الحفر في المناطق التي قد لا تحتوي على الغاز أو التي قد تكون غير مجدية اقتصاديًا.
- نخطيط الحفر: يقدم بيانات دقيقة حول أفضل الأماكن للبدء في عمليات الحفر، مما يقلل من التكاليف ويزيد من فرص العثور على الغاز.
يتم إجراء المسح السيزمي باستخدام أجهزة متخصصة تُطلق اهتزازات أو موجات صوتية من السطح (البر أو البحر)، وتلتقط أجهزة استقبال هذه الموجات بعد أن تنعكس عن الطبقات الجوفية، ثم تُحلل هذه البيانات باستخدام برامج متقدمة لإنشاء صورة ثلاثية الأبعاد لباطن الأرض.
تقنيات حفر آبار الغاز الطبيعي
هناك ثلاثة طرق لحفر آبار الغاز الطبيعي، هي:
- التكسير الهيدروليكي: تتيح هذه العملية الوصول إلى مصادر الغاز التي كانت غير متاحة سابقًا، وتتضمن تقنية التكسير الهيدروليكي ضخ خليط من الماء والرمال والمواد الكيميائية تحت ضغط عالٍ في التكوينات الصخرية لخلق شقوق تسهل تدفق الغاز إلى البئر، هذه التقنية ضرورية لزيادة معدل تدفق الغاز وتحسين كفاءة الاستخراج، لكن مع الضروري تنفيذها بحذر لتقليل التأثيرات البيئية وضمان سلامة العمليات.
- الحفر الأفقي هو طريقة لزيادة إنتاج البئر عن طريق حفره بشكل أفقي، مما يقلل من الحاجة إلى مواقع حفر جديدة ويقلل التكاليف والأثر البيئي.
- التحميض: وتستخدم هذه العملية الأحماض لإذابة الصخور التي قد تعيق تدفق الغاز الطبيعي من البئر، مما يساعد في استخراج الغاز بفعالية أكبر.
- تقنيات الاستشعار والتحليل المتقدمة: تعتمد صناعة الغاز الطبيعي على أنظمة الاستشعار الذكية وتقنيات الذكاء الاصطناعي لتحسين الكفاءة وتقليل الفاقد، من خلال تحديد المواقع المثلى للحفر ومراقبة عمليات الاستخراج في الوقت الحقيقي.
- التشغيل الآلي والرقمنة: تساعد أنظمة التشغيل الآلي والرقمنة في تقليل التكلفة وزيادة الكفاءة من خلال تحسين العمليات التشغيلية وتقليل التدخل البشري، مع مراقبة السلامة وتحسينها.
ومع استمرار البحث والتطوير، تبرز الابتكارات التكنولوجية كعامل رئيسي في تحسين عمليات إنتاج الغاز الطبيعي، وذلك من أدوات الحفر إلى تقنيات المعالجة، حيث تسهم هذه الابتكارات في تعزيز كفاءة إنتاج الغاز الطبيعي وتقليل التأثيرات البيئية.
مكونات الغاز الطبيعي
يتكون الغاز الطبيعي من عدة مكونات رئيسية وثانوية، وأهمها:
- الميثان (CH₄): المكون الرئيسي للغاز الطبيعي، ويشكل حوالي 70-90% من تركيبته. هو غاز قابل للاحتراق وأحد أبسط الهيدروكربونات.
- الإيثان (C₂H₆): يتواجد بنسب تتراوح بين 5-15%، ويُستخدم في الصناعات البتروكيماوية.
- البروبان (C₃H₈): يُستخدم في العديد من التطبيقات مثل وقود الطبخ والتدفئة، ويوجد بنسب أقل من الإيثان.
- البيوتان (C₄H₁₀): يستخدم كذلك كوقود وفي بعض التطبيقات الصناعية، ويشكل نسبة صغيرة من الغاز.
- النيتروجين (N₂): غير قابل للاحتراق ويوجد بكميات صغيرة.
- ثاني أكسيد الكربون (CO₂): يتواجد بنسب ضئيلة ويجب إزالته خلال عملية معالجة الغاز الطبيعي.
- كبريتيد الهيدروجين (H₂S): يوجد أحيانًا ويعتبر غازًا سامًا يجب إزالته في عملية المعالجة.
- الماء (H₂O): قد يتواجد في الغاز الطبيعي ويجب إزالته لتجنب مشاكل التآكل والضغط.
- الهليوم (He): يوجد بكميات صغيرة جدًا، ويستخرج في بعض الأحيان لاستخدامات خاصة.
- مركبات أخرى: تشمل مركبات عضوية وكبريتية نادرة يتم التخلص منها أثناء المعالجة لتحسين جودة الغاز الطبيعي.
هذه المكونات تتنوع نسبيًا بناءً على موقع الاستخراج، وتتم معالجة الغاز الطبيعي لإزالة الشوائب وجعله جاهزًا للاستخدام.
معالجة وتكرير الغاز الطبيعي
بعد استخراج الغاز الطبيعي، تأتي المرحلة التالية من مراحل إنتاج الغاز الطبيعي، وهي مرحلة المعالجة والتكرير، والتي تعتبر هذه المرحلة أساسية لضمان جودة الغاز وتوافقه مع المعايير الفنية والبيئية اللازمة، وتتضمن هذه المرحلة ما يلي:
- فصل الشوائب: تشمل عملية المعالجة فصل الغاز عن المواد غير المرغوب فيها مثل الكبريت والماء والمكثفات.
- التقنيات المستخدمة: تعتمد المعالجة على تقنيات متعددة مثل الامتصاص والتمرير عبر فلاتر لإزالة الشوائب.
- تحسين الجودة: الهدف من المعالجة هو ضمان أن الغاز يلبي المعايير الفنية والبيئية، مما يجعله ملائمًا للاستخدام في التطبيقات الصناعية والمنزلية.
- زيادة القيمة: تسهم عملية التكرير في تحسين نقاوة الغاز وكفاءته، مما يزيد من قيمته السوقية.
تعد مرحلة المعالجة والتكرير ضرورية لضمان أن الغاز الطبيعي يتمتع بالجودة العالية اللازمة لاستخدامه الفعال في مختلف التطبيقات، فمن خلال إزالة الشوائب وتحسين نقاء الغاز، تساهم هذه العملية في تحقيق معايير الأداء والسلامة المطلوبة، مما يعزز من قيمة الغاز الطبيعي ويضمن استفادة اقتصادية وبيئية مثلى.
بالأرقام .. أكبر الدول عالمياً في إنتاج الغاز الطبيعي
تتصدر مجموعة من الدول قائمة أكبر منتجي الغاز الطبيعي على مستوى العالم، وهي الدول التالية:
- الولايات المتحدة الإنتاج: 1.03 تريليون متر مكعب (الدولة الأولى في إنتاج الغاز)
- روسيا: 699 مليار متر مكعب.
- إيران: 244 مليار متر مكعب.
- الصين: 219 مليار متر مكعب.
- كندا: 205 مليار متر مكعب.
- قطر: 170 مليار متر مكعب.
- أستراليا: 162 مليار متر مكعب.
- النرويج: 128 مليار متر مكعب.
- السعودية: 105 مليار متر مكعب.
- الجزائر: 102 مليار متر مكعب.
وتساهم هذه الدول في دعم استقرار أسواق الطاقة العالمية وتلبية الطلب المتزايد على الغاز الطبيعي الذي يُعد أحد أهم مصادر الطاقة النظيفة.
بالأرقام .. أكبر الدول العربية في إنتاج الغاز الطبيعي
يشهد قطاع الغاز الطبيعي في الدول العربية نموًا ملحوظًا، حيث أصبحت بعض الدول العربية من بين أكبر المنتجين عالميًا بفضل احتياطياتها الضخمة واستثماراتها المستمرة في مجال إنتاج الغاز الطبيعي، هذا التوسع في الإنتاج يعزز مكانة الدول العربية كلاعب رئيسي في سوق الطاقة العالمي، وإليك قائمة أكبر الدول العربية المنتجة للغاز الطبيعي حتى نهاية عام 2021:
- قطر: 177 مليار متر مكعب.
- السعودية: 117.3 مليار متر مكعب.
- الجزائر: 100.8 مليار متر مكعب.
- مصر: 67.8 مليار متر مكعب.
- الإمارات: 57 مليار متر مكعب.
- سلطنة عمان: 41.8 مليار متر مكعب.
- الكويت: 17.4 مليار متر مكعب.
- ليبيا: 12.4 مليار متر مكعب.
- العراق: 9.4 مليار متر مكعب.
- سوريا: 2.9 مليار متر مكعب.
وتسهم هذه الدول في تأمين احتياجات الطاقة محليًا وعالميًا، مما يجعلها جزءًا أساسيًا من المعادلة الطاقية العالمية.
مستقبل إنتاج الغاز الطبيعي
مع تزايد الطلب العالمي على الغاز، تواجه الدول والشركات تحديات كبيرة لتلبية هذه الحاجة المتزايدة، ما يتطلب استكشاف مناطق جديدة وزيادة إنتاج الغاز الطبيعي في الحقول الحالية، مع الحرص على تحسين الكفاءة التشغيلية وضمان أعلى مستويات الأمن والسلامة، وهناك مجموعة من الاستراتيجيات المختلفة المستخدمة في التوسع والتطوير في هذا القطاع الحيوي، هي:
- التوسع في حقول الغاز: استكشاف مناطق جديدة وزيادة إنتاج الغاز الطبيعي من الحقول القائمة يتطلب استثمارات ضخمة في تقنيات الاستكشاف والحفر.
- تعزيز الكفاءة التشغيلية: تحسين العمليات وتقليل الفاقد باستخدام التكنولوجيا الحديثة لرفع الإنتاجية وخفض التكاليف.
- الأمن والسلامة في مواقع الإنتاج: ضرورة الالتزام بإجراءات صارمة تشمل استخدام المعدات الحديثة، تدريب العاملين، والالتزام بالمعايير الدولية، مع التقييم المستمر للمخاطر.
- الابتكار في تقنيات الإنتاج: من المتوقع أن يكون الغاز الطبيعي جزءًا أساسيًا من الطاقة المستقبلية بفضل الابتكار في تقنيات الإنتاج وتحسين الاستدامة البيئية.
- الفوائد الاقتصادية: إنتاج الغاز الطبيعي يعزز التنمية الاقتصادية ويوفر فرص عمل، ويدعم مشروعات البنية التحتية والخدمات العامة.
ختامًا، يشكل إنتاج الغاز الطبيعي أحد أعمدة الاقتصاد العالمي، ويمكن لصناعة الغاز الطبيعي أن تستمر في لعب دورها الحيوي في تلبية احتياجات الطاقة العالمية من خلال تطور التقنيات ومواجهة التحديات البيئية والاقتصادية.
المراجع
- الغاز وأنواع الوقود البديلة: الحصص والتحديات الحالية والمستقبلية – مركز الدراسات الدولية والإقليمية بجامعة قطر
- الغاز الطبيعي .. وقود النمو في القرن الحادي والعشرين – مجلة أبحاث الطاقة
اقرأ أيضاً
- تعرف على خريطة إنتاج الغاز الطبيعي في العالم
- خريطة حقول الغاز الطبيعي في مصر
- 7 خطوات لـ معالجة الغاز الطبيعي
- أهم 8 استخدامات للغاز الطبيعي
- 7 خطوات رئيسية لخطوط شبكات الغاز الطبيعي
- تعرف على تقنيات إنتاج الغاز الطبيعي
- تكنولوجيا الغاز الطبيعي .. نحو 150 مليون طن سنويًا بحلول 2030
- ما المقصود بـ ” متكثف الغاز الطبيعي ” ؟
14bdok