من الصخرة إلى الخزان — الحلقة 9: الاستخلاص المحسن للنفط
الاستخلاص المحسن للنفط (Enhanced Oil Recovery – EOR) — استعادة الثروات المتبقية
 |
| الاستخلاص المحسن للنفط (Enhanced Oil Recovery – EOR) |
كل بئر نفطية تولد بطاقة طبيعية تدفع السائل نحو السطح (كالضغط الطبيعي أو توسع غاز المكمن)، لكن هذه الطاقة لا تدوم إلى الأبد. فبعد سنوات من الإنتاج، ينخفض الضغط، ويتراجع معدل التدفق، ويجد مهندس البترول نفسه أمام تحدٍ جديد: كيف نستخرج ما تبقى من النفط العالق في مسام المكمن؟
الحقيقة الجيولوجية هي أن ما يقارب ثلثي النفط الأصلي الموجود في المكمن (OOIP) يبقى عالقًا بعد انتهاء طرق الإنتاج التقليدية.
هنا يأتي دور الاستخلاص المحسن للنفط (Enhanced Oil Recovery – EOR)، وهي مجموعة متقدمة من التقنيات التي تهدف إلى تغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمكمن أو السائل المستخرج، لانتزاع هذه الثروات المدفونة وإطالة عمر الحقل.
1. المراحل الثلاث لإنتاج النفط (The Recovery Stages)
تُصنف دورة حياة إنتاج النفط في أي مكمن إلى ثلاث مراحل رئيسية، ترتفع فيها نسبة الاستخلاص تدريجياً:
أ. الإنتاج الأولي (Primary Recovery)
هي المرحلة الأولى التي تعتمد بالكامل على الطاقة الطبيعية للمكمن (Natural Drive)، مثل ضغط الماء المحيط، أو ضغط الغاز المذاب في النفط، أو الغاز الحر في القبة الغازية.
الآلية: لا يتم حقن أي سائل خارجي.
نسبة الاستخلاص: تتراوح عادة بين 10% و 20% من النفط الأصلي الموجود في المكمن (OOIP).
ب. الإنتاج الثانوي (Secondary Recovery)
تبدأ هذه المرحلة عندما ينخفض الضغط الطبيعي إلى الحد الذي لا يكفي لتدفق النفط تجاريًا. الهدف هو الحفاظ على الضغط (Pressure Maintenance).
الآلية: تتضمن حقن كميات كبيرة من الماء (Water Flooding) أو الغاز لإزاحة النفط ودفعه نحو آبار الإنتاج.
نسبة الاستخلاص: بفضل هذه التقنيات، يمكن أن ترتفع نسبة الاستخلاص الكلية للحقل إلى ما بين 30% و 40%.
ج. الإنتاج الثلاثي (Tertiary / Enhanced Oil Recovery – EOR)
هي مرحلة متقدمة تُستخدم لاستخراج النفط الذي لم يتمكن الماء أو الغاز المحقون من استخلاصه. هذه التقنيات أغلى وأكثر تعقيداً ولكنها ضرورية لتعظيم القيمة الاقتصادية للحقل.
الهدف: تقليل لزوجة النفط، أو تغيير التوتر السطحي بين النفط والماء، أو تحسين تحكم المهندس في حركة السوائل داخل المسام.
نسبة الاستخلاص: يمكن أن ترفع نسبة الاستخلاص الكلية في بعض الحقول المختارة إلى 60% أو أكثر.
2. تقنيات الاستخلاص المحسن (EOR) بالتفصيل
تنقسم تقنيات الاستخلاص المحسن إلى ثلاثة تصنيفات رئيسية حسب المادة أو الطاقة المستخدمة:
أ. الاستخلاص الحراري (Thermal EOR)
تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي مع الزيوت الثقيلة عالية اللزوجة، حيث لا يمكن للسوائل العادية أن تدفعها بكفاءة. الهدف هو تسخين النفط لتقليل لزوجته بشكل كبير، مما يجعله أكثر سيولة وقدرة على التدفق.
حقن البخار (Steam Injection): يتم حقن بخار عالي الضغط ودرجة الحرارة في آبار الحقن. وهو الطريقة الحرارية الأكثر شيوعًا.
الاحتراق الداخلي (In-situ Combustion): يتم إشعال جزء صغير ومتحكم فيه من النفط داخل المكمن لإنتاج حرارة وغازات تعمل على دفع النفط المتبقي.
ب. الاستخلاص الغازي (Gas EOR)
تعتمد هذه الطرق على حقن غازات معينة إلى داخل المكمن:
حقن ثاني أكسيد الكربون (CO₂ Injection): هو الطريقة الأكثر استخدامًا. عندما يذوب CO₂ في النفط، فإنه يقلل لزوجته بشكل فعال ويزيد من حجمه (Swelling)، مما يحسن من قابلية إزاحته. يمكن أن يكون الحقن قابلاً للامتزاج (Miscible) أو غير قابل للامتزاج (Immiscible).
حقن غاز الهيدروكربون (Hydrocarbon Gas): استخدام غاز المكمن أو غاز طبيعي مُعالج في عملية الحقن.
ج. الاستخلاص الكيميائي (Chemical EOR)
تهدف هذه الطرق إلى تغيير الخصائص الكيميائية للسوائل، وخاصة تقليل قوى الاحتكاك والتوتر السطحي التي تجعل النفط عالقًا في المسام:
حقن السطحيّات (Surfactants): مواد كيميائية تعمل كمنظفات قوية لتقليل التوتر السطحي البيني (Interfacial Tension) بين النفط والماء، مما يحرر قطرات النفط العالقة في مسام الصخر.
حقن البوليمرات (Polymers): تُضاف البوليمرات إلى الماء المحقون لزيادة لزوجته، مما يحسن من التحكم في حركة السوائل (Mobility Control) ويضمن أن يدفع الماء النفط بكفاءة أكبر بدلاً من تجاوزه عبر المسارات السهلة.
3. الخلاصة: EOR كضرورة اقتصادية
تقنيات الـEOR ليست مجرد أدوات هندسية، بل هي قرار استثماري علمي لاستعادة ثروات مدفونة، خاصة مع ارتفاع أسعار النفط العالمية والحاجة إلى تعظيم الاستفادة من الحقول القائمة. كل حقل جيولوجي له "مفتاحه الخاص" من التقنية المناسبة التي تُعيد إليه الحياة، ويتم اختيار هذا المفتاح بناءً على تحليل عميق لخصائص النفط، ضغط المكمن، ودرجة حرارته.
لقد تمكنا الآن من استخراج النفط من باطن الأرض. ولكن كيف تكون البئر التي ترفع السائل حتى يصل إلى السطح؟
تابعونا في الحلقة القادمة (الحلقة 10): سنتحدث عن اكمال الابار (Well Completion) — وهي مرحلة تحوِّل البئر من ثقب إلى نظام إنتاج فعّال.
تعليقات