כיצד פועלת באר שמן?

שמן הוא בין שמות העצם המגוונים יותר בשפה האנגלית. בהתאם לחוויה האחרונה שלך ולאופי חיי היומיום שלך, שמיעת המילה עלולה לעורר תמונות של בישול מוקפץ, שיזוף אגרסיבי או ריח "עבה" ו"ארצי "של תיקון אוטומטי לִקְנוֹת.

אך כיום, לנפט - שכונה בעבר "זהב שחור" כהנהון להון העצום הבלתי נמנע של כל מי שגילה שדה נפט משמעותי במאות שנים עברו - יש שם של מוניטין רע.

דלקים מאובנים אפשרו לציוויליזציה האנושית לקחת קפיצת מדרגה טכנולוגית ותעשייתית חסרת תקדים ברחבי העולם קדימה החל מהמאה ה -19, ובכל זאת הנפט ובני דודיו העתיקים מבוססי הפחמן הם סוגים שונים היום. הסיבה לכך היא כי הוכחות בלתי ניתנות למניעה הועלו כדי להראות כי נפט, על כל ערכו לא רק על תחום התחבורה אך כל מאמץ אנושי אחר פוגע ברצינות בסביבה כאשר נשרף.

יהיו הרעיונות שלך אשר יהיו כיצד לענות בצורה הטובה ביותר על צרכי האנרגיה של עולם עם אוכלוסייה המונה 7 מיליארד נפש נכון לשנת 2019, כל מי שאי פעם ראה באר נפט, אפילו מרחק, לא יכול שלא להעריך את הניצחון ההנדסי העצום הכרוך בשאיבת משהו מהאדמה שנמצא לא רק עמוק בתוך הסלע, אלא בסלע מתחת לקרקעית האוקיינוס את עצמה. בארות נפט מגיעות במגוון סוגים שונים ויש להן היסטוריה צבעונית יותר ממה שניתן היה לצפות.

"שמן" יכול להתייחס למספר חומרים שונים שאינם קוטביים ונוזלים בטמפרטורת החדר. סוגים רבים של שמן מספקים אנרגיה תזונתית. הם אינם מתמוססים במים (ולכן קשה לנקות את השמן באמצעות מים בלבד), מכיוון ששרשראותיהם הכימיות הארוכות של מימן ופחמן הידרופוביות ("פחד מים"). "נפט" בהקשר הנוכחי מתייחס לחומר שנמצא בריכוזים משמעותיים במזרח התיכון, מול חופי ונצואלה, צפון אמריקה וכמה אזורים אחרים.

נפט (המכונה בדרך כלל גם נפט, מלטינית מ"פטרה ", או סלע, ​​ואוליום, או נפט הוא אחד משלושה עיקריים דלקים מאובנים, השם שניתן לחומרים שנוצרו במשך מיליוני שנים רבים מחומרים חיים, אם כי לא מאובנים ממשיים. שני הסוגים האחרים הם גז טבעי ו פֶּחָם. יחד, דלקים מאובנים צפויים לספק את הרוב המכריע של אספקת האנרגיה העולמית מעבר ל -2050 למרות דאגות פתאומיות של מדענים וקבוצות סביבתיות מההתחממות הפלנטרית הנובעת בחלקן מההשפעה שלהם שְׂרֵפָה.

חשמל, חימום ותחבורה עשויים להיחשב לשימושים העיקריים בנפט ובקבוצותיו, אך ה טווח ההגעה של דלקים מאובנים מתרחב עד לתעשייה, הכנת מזון, קוסמטיקה ותעשיות אחרות נו.

נכון לשנת 2018, הנפט רץ לפני הגז הטבעי שמונחו תרם חלק גדול יותר לצריכת האנרגיה בארה"ב, כנפט עמד על 36% -31% בגז טבעי (ו -13% בפחם, מה שהופך את הדלקים המאובנים לאחראים על 80% מהדלק האמריקני. מְאוּכָּל). הגידול בשימוש בטכניקת הקידוח המכונה שבר הידראולי, או "שבירה", להפקת גז טבעי מהאדמה, עורר עלייה בצריכת הדלק החל משנות התשעים.

כל הסימנים מצביעים על כך שתהיה דרישה גבוהה לבארות נפט שתפקדו כראוי בעתיד הנראה לעין. כאמור, נפט סיפק 36 אחוזים מצרכי האנרגיה האמריקאיים נכון לשנת 2018, והניב כמעט מחצית מכל האנרגיה המופקת מדלקים מאובנים. נתונים "פנימיים" אלה היו נתונים לשינויים מהירים בחמישית הראשונה של המאה ה -21, אך בסך הכל מאובנים דלקים היו צפויים להסביר כמעט את אותו חלק בצריכת האנרגיה הן מבית והן בעולם 2040.

• בשנת 2017, ארה"ב הפעילה כמעט 20 מיליון חביות נפט גולמי ליום. זה 880 מיליון גלונים, או יותר משני וחצי ליטר לאדם.

משתמשים בשמן - ולרגע, ברוב המקרים נדרש - להעברת כלי רכב. (אל תבלבלו מהמינוח: החומר שנקרא "בנזין" מגיע מנפט, ואילו גז טבעי הוא משהו אחר לגמרי.) הוא משמש גם ישירות לחימום מבנים ולייצור חַשְׁמַל. בייצור, התעשייה הפטרוכימית משתמשת בנפט כחומר גלם לייצור מוצרים כמו פלסטיק, ממיסים וסחורות אחרות.

שלא כמו הופעת הטלפון, השתלת לב האדם או הרדיו האלחוטי, אין אדם אחד שניתן לזכותו בהיותו "ממציא באר הנפט.

בארות נפט נקדחו במבוק בסין עוד לפני כן 347 לפנה"ס, ואלה היו פרויקטים שאפתניים: עד לטפחים של עד 800 מטר הגיעו באמצעות טכנולוגיה זו. רק בשנות ה -1500 השתמשו בשמן שנלקח מהקרקע במנורות של היום.

בארות הנפט הראשונות הגיעו לאירופה, קנדה וארה"ב בשנות ה -50 של המאה העשרים, מונעות על ידי ההבטחה של המתהווה מהפכה תעשייתית שהסתמכה על כמויות ייצור חשמל שלא ניתן היה לדמיין בעבר כדי לקיים את שלה צמיחה מתפתחת.

לאורך המאה העשרים, הצגתו שיטות התאוששות באדים, קידוחים אופקיים ולבסוף מִחשׁוּב המשיך לצמוח ולעצב את היבט המיצוי של תעשיית הנפט הפורחת. יותר ייצור פירושו יותר ויותר בארות מסוגלות, וזו הייתה התוצאה, יחד עם כמה "עיניים שחורות" שאולי צפויות בענף.

• נכון לשנת 2016, למעלה מ -1,500 חברות נפט התאגדו בארצות הברית בלבד.

כיצד אכן ממוקם הנפט לפני הוצאתו מהקרקע, וכיצד קובעים מהנדסים פטרוכימיים האם חנות שממוקמת בנפט שווה את ההוצאה של משיכתה מהקרקע בכל אמצעי שהיא הכי קל? בעוד שרוב תשומת הלב הניתנת לבארות נפט נעוצה באופן טבעי בתפקודן הגלוי, אך מעטים מבינים כיצד מישהו יודע היכן לשים את המבנים המרשימים הללו מלכתחילה.

תכונה אחת פחות ידועה במיוחד לגבי הפקת נפט: אמנם זה נמצא מתחת לאדמה, זה לא המקרה שהוא קיים בבריכות נוחות או במאגרים או אפילו זורם, כמו סאפ בעץ. לרוב, יש להסירו מן החלק הפנימי של סלעים ממשיים, אם כי גדולים. (תאר לעצמך שתצטרך לעבור ניתוח לסת גדול כדי לעקור שן אחת מטרידה).

למרבה המזל עבור תעשיית הנפט, הטבע עושה הרבה מהעבודה של הזמנת נפט על ידי דחיפת חלק ממנו מהסלעים, שלעתים קרובות נכנסים לחץ פנימי מדהים. זה מאפשר למחפשי שמן אנושי למצוא שביל אל המקור הראשי שנמצא עמוק יותר בתוך כדור הארץ.

נדרשת תרשים בארות נפט כדי לעקוב כראוי אחר החומר כאן, מכיוון שרוב המינוח אינו מוכר לרוב האנשים.

צריך לקדוח כל באר נפט לפני שניתן יהיה לסדר ציוד סביב החור, וזה הכוונה במונח "אסדת קידוח"לאחר שמשעמם כבד זה משמש ליצירת חור ברוחב של כשישה סנטימטרים עד רוחב של שלושה מטרים, דפנות הבאר מחוזקות במעטפת העשויה מחומרים שונים בשכבות.

מנגנון משאבת באר השמן יושב מעל לראש הבאר, שם שמן המוסר מלמטה מופנה לצד אחד. זה "עץ ייצור"נראה קצת כמו סוס מהצד, ויש לו רכיבים עם שמות שתואמים. הרסן מחבר את המוט שנדחף אנכית למטה אל הבאר ל"ראש "הסוס, שמפנה את הכוח בצורה אופקית לאורך אלומת הליכה. סדרה של מפלסים, גלגלות וגלגלים משוכללים מובילה למוביל העיקרי, מקור הכוח המכני בקצה הנגדי של עץ הייצור.

שתי טכניקות עיקריות משמשות לקידוח בארות נפט כיום. ב קידוח אופקיהרעיון הוא להפיק שמן שבמקרה מכוון לכיוון לרוב לרוחב ביחס לקרקע. זהו המצב שנצפה לרוב במפצלי סלעים בגלל צורת הסלע עצמו (הוא נוטה להישבר לרוחב בלחץ גבוה).

ליחידת קידוח אופקית יש דפוס בצורת J, כלומר על המפעילים שלה להבין תחילה כמה לקדוח ישר למטה לפני שהם פונים יותר אופקית (לא סיבוב של 90 מעלות). ברגע שעומק זה מתברר, השלב הבא הוא מציאת הזווית הנכונה כדי לייעל את הגישה לשמן שמתחת ולצד אחד.

בשבר הידראולי ("fracking"), טכניקה חדשה יותר שהמריאה בסוף המאה ה -20, נוזל בלחץ גבוה המכיל חול ו חומר מחוספס אחר נשאב דרך קידוחי בארות שנקדחו בעבר, כגון קידוח אופקי כאמור בארות. למרות ההצלחה בביטול מבחינה יעילה, השלכותיה האקולוגיות הפכו אותה למטרה של קבוצות סביבתיות.

למשל, מעל 90 אחוז מהנוזל הדרוש לשבירה נותר באדמה לאחר הכנסתו לשם, והדרישה למים גבוהה ביותר. חששות נוספים כוללים חשיפה לרעלים, מי תהום וזיהום והורדת איכות האוויר המקומית.

מרבית הדגמים המוקדמים שנחשבו כחלק מעידן באר הנפט הנוכחית היו אסדות A-frame, המשמשות עד היום, בעיקר במשימות חקר. ישנן מקדחות בעלות קוטר גדול (בעל משעמם גדול) המשמשות במצבים בהם דיוק כירורגי לא יכול להיות בעיה.

סוג המקדחת (החלק המקדח בפועל של כלי קידוח) המשמש תלוי בתנאים המקומיים מתחת לאדמה, ככל שידועים או ניתן לחזות אותם. אם לדוגמא מאזור נתון עשיר במי תהום, למשל, סביר להניח שייבחר חלול חלול. תהליכי ההערכה והקידוח הם רק שונים בקנה מידה מכם שהחלטתם באיזה סוג את חפירה להשתמש בכדי לחפור חור עמוד בחצר האחורית שלכם.

כפי שאולי ניחשתם, אסדות קידוח נפט ניידות נכנסו לתמונה לאורך הדרך, ודגם משותף שוקל 265 פאונד גדולים או ניתנים לניהול בערך. אלה ניתנים להרכבה על משאיות לפי הצורך.

ב -20 באפריל 2010, שם אסדת נפט אופק מים עמוקים, שנמצא מול מפרץ מקסיקו, ערוך על ידי החוף הדרום מזרחי של ארצות הברית, התפוצץ והרג 11 פועלים. בשלושת החודשים שלאחר מכן הצליחו מהנדסים מבעלי האסדה בריטיש נפט (BP) לכסות את המקונדו הפגוע הרבה מתחת האסדה, לפי הערכות 4 מיליון ליטרים של נפט גולמי עשה את דרכו לאוקיאנוס, מה שהופך את זה לתקלה הגרועה ביותר מסוגו מבחינת טהור סוּלָם.

אינספור תביעות התבצעה בעקבות הפיצוץ, שהשפעותיו האקולוגיות היו קשות ועדיין הוערכו כעבור עשור. כאשר מתרחשות תקלות כאלה, מכסת הבאר הפגועה הופכת לסיוט לוגיסטי בגלל היותם מתחת למים והלחצים הפנטסטיים במשחק.

אם ברצונך לצפות בסרט קצר בסגנון קריקטורה של באר שמן המופעלת, עיין במשאבים לסרטון YouTube המתאר בדיוק את זה. הם עשויים להיות גדולים ומסורבלים למראה, אך בארות נפט הן מכונות אלגנטיות ומשוכללות, למרות השלכותיה על פריסתן הקנאית.