บ่อน้ำมันทำงานอย่างไร?

น้ำมัน เป็นหนึ่งในคำนามที่หลากหลายมากขึ้นในภาษาอังกฤษ ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ล่าสุดของคุณและธรรมชาติในชีวิตประจำวันของคุณ การได้ยินคำนี้อาจทำให้นึกถึง ภาพการปรุงอาหารแบบผัด การฟอกหนังอย่างรุนแรง หรือกลิ่น "หนา" และ "เหมือนดิน" ของการซ่อมรถยนต์ ร้านค้า.

แต่วันนี้ น้ำมัน ซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกขนานนามว่า "ทองคำดำ" เป็นการพาดพิงถึงโชคลาภมหาศาลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของใครก็ตามที่ค้นพบแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่ในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา มีชื่อเสียงที่ไม่ดี

เชื้อเพลิงฟอสซิลช่วยให้อารยธรรมมนุษย์ก้าวกระโดดไปทั่วโลกทางเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 19 แต่น้ำมันและลูกพี่ลูกน้องที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบในสมัยโบราณนั้นเป็นสิ่งผิดปกติ วันนี้. ทั้งนี้เนื่องจากหลักฐานที่ไม่อาจโต้แย้งได้แสดงไว้เพื่อแสดงว่าน้ำมันนั้น ไม่เพียงแต่ค่าน้ำมันเท่านั้น ภาคการขนส่ง แต่ทุก ๆ ความพยายามของมนุษย์เช่นกัน สร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อ เผาไหม้.

ไม่ว่าความคิดของคุณจะเป็นเช่นไรในการตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกที่มีประชากรสูงถึง 7 พันล้านคนในปี 2019 ได้ดีที่สุด ใครก็ตามที่เคยเห็นบ่อน้ำมัน แม้กระทั่งจาก ระยะทาง อดไม่ได้ที่จะชื่นชมกับชัยชนะทางวิศวกรรมอันสูงส่งที่เกี่ยวข้องกับการสูบบางอย่างออกจากพื้นดินที่ไม่เพียงแต่ลึกลงไปในหินเท่านั้น แต่ยังอยู่ในหินที่อยู่ใต้พื้นมหาสมุทร ตัวเอง. บ่อน้ำมันมีหลายประเภทและมีประวัติศาสตร์ที่มีสีสันมากกว่าที่คุณคิด

"น้ำมัน" อาจหมายถึงสารหลายชนิดที่ไม่ใช่โพลาร์และของเหลวที่อุณหภูมิห้อง น้ำมันหลายชนิดให้พลังงานทางโภชนาการ พวกเขาไม่ละลายในน้ำ (ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้น้ำมันทำความสะอาดได้ยากโดยใช้น้ำเพียงอย่างเดียว) เนื่องจากสายโซ่ยาวของสารเคมีไฮโดรเจน-คาร์บอนนั้นไม่ชอบน้ำ ("กลัวน้ำ") "น้ำมัน" ในบริบทปัจจุบันหมายถึงสิ่งของที่พบในตะวันออกกลาง นอกชายฝั่งเวเนซุเอลา อเมริกาเหนือ และภูมิภาคอื่นๆ อีกสองสามแห่ง

น้ำมัน (เรียกอีกอย่างว่าปิโตรเลียมจากภาษาละตินจาก "petra" หรือหินและ oleum หรือน้ำมันเป็นหนึ่งในสามหลัก พลังงานจากถ่านหินชื่อของสสารก่อตัวขึ้นเป็นเวลาหลายล้านปีจากวัสดุที่มีชีวิต แม้ว่าจะไม่ได้มาจากฟอสซิลจริงก็ตาม อีกสองประเภทคือ ก๊าซธรรมชาติ และ ถ่านหิน. เมื่อรวมกันแล้ว คาดว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลจะเป็นแหล่งพลังงานส่วนใหญ่ของโลกหลังปี 2050 แม้ว่า ความกังวลจากนักวิทยาศาสตร์และกลุ่มสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนอันเป็นผลจากส่วนหนึ่งมาจาก การเผาไหม้

ไฟฟ้า ความร้อน และการขนส่งอาจถือเป็นการใช้น้ำมันหลักและกลุ่มประชากรตามรุ่น แต่ การเข้าถึงเชื้อเพลิงฟอสซิลขยายไปถึงการผลิต การเตรียมอาหาร เครื่องสำอาง และอุตสาหกรรมอื่นๆ ดี.

ในปี 2018 น้ำมันได้นำหน้าก๊าซธรรมชาติซึ่งมีส่วนสนับสนุนการใช้พลังงานของสหรัฐฯ มากขึ้น เช่น น้ำมัน อยู่ที่ 36 เปอร์เซ็นต์ถึง 31 เปอร์เซ็นต์สำหรับก๊าซธรรมชาติ (และ 13 เปอร์เซ็นต์สำหรับถ่านหินทำให้เชื้อเพลิงฟอสซิลรับผิดชอบต่อ 80 เปอร์เซ็นต์ของเชื้อเพลิงสหรัฐ บริโภค) การเพิ่มขึ้นของการใช้เทคนิคการเจาะที่เรียกว่า พร่าพรายไฮดรอลิก, หรือ "การแตกร้าว" ในการสกัดก๊าซธรรมชาติจากพื้นดินได้จุดประกายการบริโภคเชื้อเพลิงดังกล่าวโดยเริ่มตั้งแต่ปี 1990

สิ่งบ่งชี้ทั้งหมดคือจะมีความต้องการสูงสำหรับบ่อน้ำมันที่ทำงานได้อย่างถูกต้องในอนาคตอันใกล้ ตามที่ระบุไว้ ปิโตรเลียมจัดหาความต้องการพลังงาน 36 เปอร์เซ็นต์ของอเมริกันในปี 2018 และให้พลังงานเกือบครึ่งหนึ่งของพลังงานทั้งหมดที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล ตัวเลข "ภายใน" เหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในช่วงศตวรรษที่ 5 แรกของศตวรรษที่ 21 แต่โดยรวมแล้ว ฟอสซิล เชื้อเพลิงคาดว่าจะมีสัดส่วนการใช้พลังงานเท่ากันทั้งในประเทศและทั่วโลกใน 2040.

• ในปี 2560 สหรัฐอเมริกาขับเคลื่อนน้ำมันดิบได้เกือบ 20 ล้าน 44 แกลลอนต่อวัน นั่นคือ 880 ล้านแกลลอน หรือมากกว่าสองแกลลอนครึ่งต่อคน

น้ำมันถูกใช้ – และในกรณีส่วนใหญ่ – ส่วนใหญ่จำเป็น – ในการเคลื่อนย้ายยานพาหนะ (อย่าสับสนกับคำศัพท์ น้ำมันเบนซิน มาจากปิโตรเลียม ในขณะที่ comes ก๊าซธรรมชาติเป็นอย่างอื่นทั้งหมด) นอกจากนี้ยังใช้โดยตรงเพื่อให้ความร้อนแก่อาคารและการผลิต ไฟฟ้า. ในการผลิต อุตสาหกรรมปิโตรเคมีใช้ปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ เช่น พลาสติก ตัวทำละลาย และสินค้าอื่นๆ

ต่างจากการใช้โทรศัพท์ การปลูกถ่ายหัวใจของมนุษย์ หรือวิทยุไร้สาย ไม่มีใครสามารถให้เครดิตกับการเป็น "" นักประดิษฐ์บ่อน้ำมันได้

บ่อน้ำมันถูกเจาะด้วยไม้ไผ่ในประเทศจีน 347 ปีก่อนคริสตศักราชและโครงการเหล่านี้เป็นโครงการที่มีความทะเยอทะยาน: ใช้เทคโนโลยีนี้ในการเข้าถึงความลึกถึง 800 ฟุต จนกระทั่งถึงช่วงทศวรรษที่ 1500 น้ำมันที่นำมาจากพื้นดินก็ถูกนำมาใช้ในการจุดตะเกียงในสมัยนั้น

บ่อน้ำมันแห่งแรกไปถึงยุโรป แคนาดา และสหรัฐอเมริกาในทศวรรษ 1850 โดยได้รับแรงหนุนจากคำมั่นสัญญาของการตั้งไข่ การปฏิวัติอุตสาหกรรมที่อาศัยปริมาณการผลิตพลังงานที่ไม่คาดคิดมาก่อนเพื่อรักษาตัวเอง to การเติบโตที่เร่าร้อน

ตลอดศตวรรษที่ 20 การแนะนำของ แนวปฏิบัติการกู้คืนไอน้ำ การเจาะแนวนอน และในที่สุดก็ คอมพิวเตอร์ เติบโตอย่างต่อเนื่องและกำหนดลักษณะด้านการสกัดของอุตสาหกรรมน้ำมันที่เฟื่องฟู การผลิตที่มากขึ้นหมายถึงบ่อน้ำที่มีความสามารถมากขึ้นเรื่อย ๆ และนี่คือผลลัพธ์พร้อมกับ "ดวงตาสีดำ" ที่อาจคาดการณ์ได้ในอุตสาหกรรม

• ณ ปี 2559 บริษัทน้ำมันมากกว่า 1,500 แห่งถูกจัดตั้งขึ้นในสหรัฐอเมริกาเพียงประเทศเดียว

น้ำมันตั้งอยู่ได้อย่างไรก่อนที่จะถูกกำจัดออกจากพื้นดิน และวิศวกรปิโตรเคมีกำหนดได้อย่างไร ไม่ว่าแหล่งเก็บน้ำมันจะคุ้มกับการถอนน้ำมันออกจากพื้นดินด้วยวิธีการใดก็ตาม ง่ายที่สุด? ในขณะที่ความสนใจส่วนใหญ่ที่มีต่อบ่อน้ำมันขึ้นอยู่กับหน้าที่ที่มองเห็นได้ตามธรรมชาติ แต่มีเพียงไม่กี่คนที่เข้าใจว่าใครจะรู้ว่าจะวางโครงสร้างอันโอ่อ่าเหล่านี้ไว้ที่ไหนตั้งแต่แรก

คุณลักษณะหนึ่งที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักโดยเฉพาะเกี่ยวกับการสกัดน้ำมัน: แม้ว่าจะพบความจริงแล้วก็ตาม ใต้ดินไม่ใช่ว่าจะอยู่ในแอ่งน้ำหรืออ่างเก็บน้ำสะดวก หรือแม้กระทั่งกระแสน้ำอย่าง ซับในต้นไม้ ส่วนใหญ่จะต้องถูกลบออกจากด้านในของหินจริงแม้ว่าจะมีขนาดใหญ่ก็ตาม (ลองนึกภาพว่าต้องผ่าตัดขากรรไกรใหญ่ถึงจะถอนฟันคุดได้เพียงซี่เดียว)

โชคดีสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมัน ธรรมชาติทำหน้าที่ส่วนใหญ่ในการผลิตน้ำมันโดยการผลักน้ำมันบางส่วนออกจากหิน ซึ่งมักจะอยู่ภายใต้ ความกดดันภายในที่เหลือเชื่อ. ซึ่งช่วยให้ผู้แสวงหาน้ำมันของมนุษย์สามารถค้นหาเส้นทางไปยังแหล่งกำเนิดหลักที่อยู่ลึกเข้าไปในโลกได้

จำเป็นต้องมีแผนภาพบ่อน้ำมันเพื่อปฏิบัติตามเนื้อหาอย่างถูกต้อง เนื่องจากคำศัพท์ส่วนใหญ่ไม่คุ้นเคยกับคนส่วนใหญ่

ต้องเจาะบ่อน้ำมันทุกหลุมก่อนจึงจะจัดวางอุปกรณ์รอบ ๆ รูได้ และนี่คือความหมายของคำว่า "แท่นขุดเจาะ." หลังจากใช้รูหนักนี้เพื่อสร้างรูที่มีความกว้างตั้งแต่ประมาณหกนิ้วถึงสามฟุต ด้านข้างของบ่อน้ำก็เสริมด้วยปลอกที่ทำจากวัสดุต่างๆ เป็นชั้นๆ

อุปกรณ์ปั๊มบ่อน้ำมันตั้งอยู่เหนือด้านบนของบ่อน้ำ โดยที่น้ำมันที่ขับออกจากด้านล่างจะถูกนำไปที่ด้านหนึ่ง นี้ "ต้นไม้การผลิต" มองจากด้านข้างคล้ายม้าเล็กน้อย และมีส่วนประกอบที่มีชื่อตรงกัน บังเหียนเชื่อมต่อไม้เรียวที่ผลักในแนวตั้งลงไปในบ่อน้ำกับ "หัว" ของม้า ซึ่งจะเปลี่ยนทิศทางแรงในแนวนอนไปตามลำแสงเดิน ชุดของระดับ รอก และเกียร์ที่ซับซ้อนนำไปสู่ตัวขับเคลื่อนหลัก ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานกลที่ปลายอีกด้านของโครงสร้างการผลิต

สองเทคนิคหลักที่ใช้เจาะบ่อน้ำมันในปัจจุบัน ใน การเจาะแนวนอนแนวคิดคือการสกัดน้ำมันที่เกิดขึ้นโดยหันออกด้านข้างโดยส่วนใหญ่สัมพันธ์กับพื้นดิน นี่เป็นสถานการณ์ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดในชั้นหินเนื่องจากลักษณะที่ตัวหินก่อตัว (มีแนวโน้มว่าจะแตกหักไปด้านข้างภายใต้ความกดอากาศสูง)

ชุดสว่านแนวนอนมีลวดลายรูปตัว J ซึ่งหมายความว่าผู้ปฏิบัติงานต้องคิดก่อนว่าต้องเจาะลึกแค่ไหนก่อนที่จะมุ่งหน้าในแนวนอนมากขึ้น (ไม่ใช่การเลี้ยว 90 องศา) เมื่อทราบความลึกแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการหามุมที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเข้าถึงน้ำมันด้านล่างและด้านใดด้านหนึ่ง

ในการแตกหักของไฮดรอลิก ("fracking") เทคนิคใหม่ที่ออกเมื่อปลายศตวรรษที่ 20 ของเหลวแรงดันสูงที่มีทรายและ วัสดุหยาบอื่นๆ จะถูกสูบผ่านรูเจาะที่เจาะไว้ก่อนหน้านี้ เช่น การเจาะแนวนอนดังกล่าว บ่อน้ำ แม้จะประสบความสำเร็จในการแยกแยะจากมุมมองด้านประสิทธิภาพ แต่ผลที่ตามมาทางนิเวศวิทยาได้ทำให้มันตกเป็นเป้าหมายของกลุ่มสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างเช่น เกิน 90% ของของเหลวที่จำเป็นสำหรับ fracking ยังคงอยู่ในพื้นดินหลังจากที่ใส่ลงไปแล้วและความต้องการน้ำมีสูงมาก ข้อกังวลอื่นๆ ได้แก่ การสัมผัสกับสารพิษ น้ำบาดาล และการปนเปื้อน และคุณภาพอากาศในท้องถิ่นที่ลดลง

โมเดลก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่ที่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของยุคบ่อน้ำมันในปัจจุบันคือแท่นขุดเจาะ A-frame ซึ่งยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ ส่วนใหญ่อยู่ในภารกิจสำรวจ มีการฝึกซ้อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (เจาะขนาดใหญ่) ในสถานการณ์ที่ความแม่นยำในการผ่าตัดอาจไม่เป็นปัญหา

ประเภทของสว่าน (ส่วนเจาะที่แท้จริงของเครื่องมือเจาะ) ที่ใช้ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่ใต้ดิน เท่าที่ทราบหรือคาดการณ์ได้ หากตัวอย่างจากพื้นที่ที่กำหนดมีน้ำบาดาลสูง เช่น อาจเลือกใช้เครื่องเจาะแบบกลวง กระบวนการประเมินและการขุดเจาะนั้นแตกต่างกันมากเท่านั้นในขนาดที่คุณตัดสินใจว่าจะใช้พลั่วชนิดใดในการขุดรูเสาในสนามหลังบ้านของคุณ

อย่างที่คุณอาจเดาได้ แท่นขุดเจาะน้ำมันแบบพกพาได้เข้ามาในรูปภาพตลอดทาง และรุ่นทั่วไปมีน้ำหนัก 265 ปอนด์ที่ใหญ่พอเหมาะแต่จัดการได้ สามารถติดตั้งบนรถบรรทุกได้ตามต้องการ

เมื่อวันที่ 20 เมษายน 2553 แท่นขุดเจาะน้ำมันชื่อ ขอบฟ้าน้ำลึกที่ตั้งอยู่นอกอ่าวเม็กซิโก ซึ่งล้อมรอบด้วยชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ระเบิด สังหารคนงาน 11 คน ในช่วงสามเดือนต่อมาก่อนที่วิศวกรจากเจ้าของแท่นขุดเจาะ British Petroleum (BP) สามารถปิดฝา Macondo ที่เสียหายได้ด้านล่าง แท่นขุดเจาะน้ำมันดิบประมาณ 4 ล้านแกลลอนได้ไหลลงสู่มหาสมุทร นับเป็นอุบัติเหตุร้ายแรงที่สุดของประเภทในแง่ของความบริสุทธิ์ ขนาด

คดีความนับไม่ถ้วนตามมาภายหลังการระเบิด ผลกระทบทางนิเวศวิทยานั้นรุนแรงและยังคงได้รับการประเมินในทศวรรษต่อมา เมื่อเหตุร้ายดังกล่าวเกิดขึ้น การปิดหลุมบ่อที่เสียหายจะกลายเป็นฝันร้ายด้านลอจิสติกส์เพราะทั้งสองอยู่ใต้น้ำและความกดดันที่ยอดเยี่ยมในการเล่น

หากคุณต้องการชมภาพยนตร์สั้นแนวการ์ตูนเกี่ยวกับบ่อน้ำมันที่ใช้งานจริง ให้ดูที่แหล่งข้อมูลสำหรับวิดีโอ YouTube ที่แสดงภาพนี้ พวกมันอาจใหญ่และดูเทอะทะ แต่บ่อน้ำมันนั้นเป็นเครื่องจักรที่สง่างามและประณีต ผลที่ตามมาจากการใช้งานอย่างกระตือรือร้นแม้จะมี