الغاز الطبيعي هُو مجموعة من الغازات القابلة للاشتعال، وتتكون هذه الغازات من مواد عضوية، وهِيْ الهِيْدروكربونات.
المواد العضوية التي يتكون منها الغاز الطبيعي هِيْ الميثان والإيثان.
يتم الحصول على الغاز الطبيعي عَنّْ طريق التنقيب عَنّْ النفط، حيث يتأثر الغاز الطبيعي داخل النفط بعوامل الضغط المختلفة.
من الممكن أيضًا أن يكون الغاز الطبيعي موجودًا فوق سطح النفط، حيث يعمل كغطاء للنفط.
يتكون الغاز الطبيعي من عدد كبير من الغازات، مثل الهِيْدروجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون.
يحتوي الغاز الطبيعي أيضًا على بعض الغازات الخاملة مثل الهِيْليوم والأرجون.
بالإضافة إلَّى الغازات المذكورة أعلاه، يحتوي الغاز الطبيعي على مواد عضوية أخرى، وهِيْ الهِيْدروكربونات، مثل البروبان، والبيوتان، والبنتان، والهكسان.
يتكون الغاز الطبيعي من ارتباط الغازات الخاملة بالهِيْدروكربونات التي ذكرناها أعلاه وبخار الماء.
كَيْفَ يتم استخراج الغاز الطبيعي
من خلال البحث فِيْ كَيْفَِيْة استخراج الغاز الطبيعي، وجدنا أن الغاز الطبيعي يُستخرج من الآبار الموجودة فِيْ وسط المحيطات ثم تُستخدم خطوط الأنابيب لنقله إلَّى الشاطئ.
يمكن استخراج الغاز الطبيعي بشكل آلي، عَنّْد تعرض مواقع الغاز الطبيعي لضغط مرتفع، مما يعمل على نقله إلَّى البئر بسهُولة.
ويصل الغاز الطبيعي إلَّى سطح الأرض، دون بذل أي جهد لاستخراجه، لكن هذا لا يحدث كثيرًا.
حيث تحتاج معظم آبار الغاز الطبيعي إلَّى الاستخراج، كَيْفَ يتم استخراج الغاز الطبيعي
لاستخراج الغاز الطبيعي، يتم استخدام مضخات تتكون من قضيب كبير متصل بمكبس.
يخترق هذا القضيب أعماق البئر الذي يوجد فِيْه الغاز الطبيعي.
كَيْفَ يتم استخراج الغاز الطبيعي من البئر، تقوم بسحب القضيب إلَّى أعلى البئر لاستخراج الغاز الطبيعي.
يتم ذلك باستخدام أشعة تحرك القضيب لأعلى ولأسفل ببطء.
باستخدام دعامة أفقية للمساعدة فِيْ سحب القضيب بالتناوب لأعلى ولأسفل، تسمى هذه الطريقة بمضخة رأس الحصان.
عَنّْد استخراج الغاز الطبيعي وضخه إلَّى سطح الأرض، يتم فصله عَنّْ الزيت المستخرج معه.
أخيرًا، نرسل الغاز الطبيعي إلَّى المحطات التي تعالج الغاز الطبيعي.
استخراج الغاز الطبيعي بالتكسير الهِيْدروليكي
كَمْا يمكن القول عَنّْ كَيْفَِيْة استخلاص الغاز الطبيعي، أن هناك أكثر من طريقة لاستخراج الغاز الطبيعي، ومن هذه الطرق طريقة التكسير.
تستخدم طريقة التكسير الهِيْدروليكي للحصول على كَمْية كبيرة من الغاز الطبيعي وزيادة الإنتاج.
التكسير الهِيْدروليكي عملية تستخدم لاستخراج الغاز الطبيعي، حيث يتم تكسير التكوينات الصخرية المفتوحة بواسطة تيارات من المواد الكيميائية والمياه والرمل.
وتتميز هذه التيارات بضغطها العالي مما يساهم فِيْ زيادة كَمْية الغاز الطبيعي.
ولكن على الرغم من أن عملية التكسير تسمح باستخراج كَمْية كبيرة من الغاز الطبيعي، إلا أنها تسبب أضرارًا بالغة الخطورة.
تنتج هذه العملية مياه الصرف الصحي التي تحتوي على كَمْية كبيرة من السموم والإشعاع، مما يؤدي إلَّى تلوث مصادر المياه المختلفة.
تؤدي عملية التكسير الهِيْدروليكي أيضًا إلَّى حدوث زلازل صغيرة يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة لشبكات خطوط الأنابيب.
بالإضافة إلَّى ذلك، تتطلب عملية التكسير كَمْية كبيرة من المياه، مما يؤدي إلَّى مشكلة توفر المياه.
استخراج الغاز الطبيعي بعملية الحفر الأفقي
فِيْما يتعلق بكَيْفَِيْة استخراج الغاز الطبيعي، فإن إحدى العمليات المستخدمة فِيْ استخراج الغاز الطبيعي هِيْ عملية الحفر الأفقي.
يستخدم الحفر الأفقي فِيْ استخراج الغاز الطبيعي عَنّْدما تكون مساحة كبيرة من بئر الغاز الطبيعي مطلوبة.
تتيح عملية الحفر الأفقي إنشاء مواقع إضافِيْة عَنّْد الحفر لاستخراج الغاز الطبيعي.
لذلك تعتبر عملية الحفر الأفقي من العمليات التي توفر بشكل كبير تكلفة استخراج الغاز الطبيعي، كَمْا تحمي البيئة من التأثيرات الناتجة عَنّْ حفر مواقع جديدة.
فِيْ عملية الحفر الأفقي، يتم حفر البئر أفقيًا لزيادة إنتاج الغاز الطبيعي المستخرج.
استخراج الغاز الطبيعي من خلال عملية التحميض
عملية التحمض هِيْ إحدى عمليات استخراج الغاز الطبيعي، حيث يتم استخدام بعض المواد الحمضية، ثم نقوم بحل هذه المواد.
بعد إذابة هذه المواد الحمضية، نقوم بضخها فِيْ البئر، حيث تعمل هذه المواد على إذابة الصخور التي تعيق تدفق الغاز الطبيعي.
وبالتالي، يتم استخراج الغاز الطبيعي بسهُولة ويصل إلَّى سطح الأرض، ومن ثم تبدأ عملية المعالجة فِيْ المحطات المقابلة.
كَيْفَ يتكون الغاز الطبيعي
يتكون الغاز الطبيعي من ترسب بقايا الكائنات الحية النباتية والحيوانية تحت الأرض، والتي دفنت فِيْ الأرض منذ سنوات عديدة.
هناك العديد من النظريات التي تشرح تكوين الغاز الطبيعي، مثل إحدى النظريات التي تقول أنه عَنّْدما تتعرض الكائنات الحية للموت، فإن جثث هذه الكائنات تتحلل.
حيث يتم دفنها فِيْ الأرض ومع مرور الوقت، يزداد سمك الطبقة الأرضية التي تغطي هذه الكائنات.
حيث تترسب هذه المخلفات فِيْ أعماق الأرض حتى تصل إلَّى حوالي 1000 إلَّى 6000 متر تحت سطح الأرض.
نتيجة لارتفاع درجة الحرارة تصل أحياناً إلَّى 100 درجة مئوية مع زيادة الضغط.
الروابط بين ذرات الكربون فِيْ المادة الحيوية لهذه الكائنات الحية المدفونة تنكسر.
ينتج عَنّْ ذلك غاز الميثان المولّد للحرارة، والذي يُعرف بالغاز الطبيعي.
غالبًا ما يوجد الغاز الطبيعي أو يذوب فِيْ حقول النفط.
أحيانًا يكون الغاز الطبيعي موجودًا بمفرده، دون أن يكون مصحوبًا بحقول نفطية.
لكن كَيْفَ يتم استخراج الغاز الطبيعي من باطن الأرض هذا ما سنتعلمه فِيْ الفقرة التالية.
عملية معالجة الغاز الطبيعي
من خلال رحلتنا حول كَيْفَِيْة استخراج الغاز الطبيعي، علمنا أنه بعد استخراج الغاز الطبيعي ووصوله إلَّى سطح الأرض، يتم تنقيته فِيْ محطات المعالجة.
حيث يتم تنقية الغاز الطبيعي من الشوائب المصاحبة له باستخدام عدد كبير من العمليات الكيميائية والفِيْزيائية اللازمة له.
الخطوة الأولى فِيْ معالجة الغاز الطبيعي هِيْ إزالة الماء والسوائل المختلفة المرتبطة بالغاز الطبيعي.
بعد ذلك، تتم إزالة الغازات الحمضية من الغاز الطبيعي وتتم هذه العملية فِيْ وحدة الغاز الحامض.
ثم نقوم بتجفِيْف الغاز الطبيعي وتنقيته من جميع المركبات الملتصقة.
نستخدم غاز الميثان فِيْ محطات توليد الكهرباء.
يتم الاحتفاظ بالمركبات الثقيلة مثل البروبان والبيوتان والميثان.
أخيرًا، نستخدم الغاز الطبيعي المسال فِيْ العديد من استخدامات الحياة، كوقود للسخانات وغيرها.
استخدامات الغاز الطبيعي
يعد الغاز الطبيعي نوعًا مهمًا من الوقود الأحفوري حيث يستخدم كوقود نظيف فِيْ العديد من استخدامات الحياة.
يستخدم الغاز الطبيعي أيضًا فِيْ إنتاج الطاقة الكهربائية، حيث يتم استخدامه فِيْ محطات توليد الطاقة.
تعد محطات توليد الطاقة الكهربائية بالغاز الطبيعي من أكثر المحطات مرونة وأقل تكلفة من المحطات الأخرى.
وبالمثل، فإن استخدام الغاز الطبيعي فِيْ محطات توليد الطاقة يحمي البيئة من الأضرار الناجمة عَنّْ استخدام الفحم كَمْصدر للطاقة.
يستخدم الغاز الطبيعي فِيْ الصناعة، وتبلغ نسبة استخدام الغاز الطبيعي فِيْ الصناعة حوالي 0.43٪
ومن أهم الصناعات التي تعتمد على الغاز الطبيعي صناعات المعادن والبلاستيك وصناعة الورق والصناعات الكيماوية وصناعة الزجاج.
يستخدم الغاز الطبيعي فِيْ تقنية التوليد المشترك، حيث يستخدم الغاز الطبيعي فِيْ إنتاج الكهرباء والحرارة فِيْ نفس الوقت.
يستخدم الغاز الطبيعي لتسخين المياه والمباني، كَمْا يستخدم كوقود لطهِيْ الطعام.
من أهم استخدامات الغاز الطبيعي استخدامه كوقود للسيارات ووسائل النقل المختلفة، حيث يعد من أفضل أنواع الوقود الآمن للبيئة.