الوقود الأحفوري في الأردن

النفط والغاز الطبيعي في الأردن Oil and Natural Gas in Jordan

• بدأتِ المملكةُ في التنقيب عن النفط والغاز الطبيعي منذ عام 1947 م.
• بلغت ذروة التنقيب في الفترة ما بين عامي( 1986 - 1978 ) م  من خلال تبنّي الحكومة للاستراتيجية الوطنية لمشروع التنقيب عن البترول.
• ونتيجة لذلك تم حفر 85 بئرًا، وكانت أبرزُ نتائجِ هذا المشروع

                                                                  1- اكتشافَ النفط في حقل حمزةَ عام 1984 م

                                                                  2- اكتشافَ الغاز الطبيعي في حقل الرِّيشَة عام 1987 م

                                                                  3- وكذلك الحصولَ على معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية عن معظم مناطقِ المملكة التي ساعدت كونُها عاملَ جذبٍ لشركات النفط العالمية للاستثمار في الأردن.

• ومع ذلك فإن الكميات التي اكتُشفت سابقًا كانت متواضعةً وغيرَ تجاريةٍ.
• يرجِع العديدُ من الجيولوجيين سببَ ذلك إلى مجموعة من الأسباب منها:

            1- معظمُ الترسّبات في الأردن كانت قاريّةً وليست بحريّةً ما أدى إلى قلّة المواد العضوية فيها.

            2- المناطق التي تحتوي على ترسّبات بحريّة لم يتمَّ دفنُها بعُمقٍ كافٍ ما أدى إلى انخفاض درجة الحرارة اللازمة لإنضاج المادة العضوية في صخور المصدر وتحويلِ مادة  الكيروجين إلى نفط وغاز طبيعيّ.

           3- كثرة الأنشطة التكتونية التي تعرّضت لها المنطقة أدت إلى تبخُّرِ وتسرُّبِ المواد الهيدروكربونية.

• ومع ذلك فإن صخور الأردن لم يتمَّ دراستُها بشكل كافٍ، وأنّ العديدَ من المناطق لم تُستكشَف بعد.
• بناءً على دراسات جيوفيزيائية قامت بها إحدى الشركات الدولية المتخصصة، واكتشافِ شواهدَ نفطيةٍ في العديد من مناطق المملكة، فقد تمّ تقسيمُ المملكة في عام 2017 م إلى اثنتي عشرة منطقة استكشافيةً منها: منطقةُ الأزرق ومنطقة البحر الميت، ومنطقة السّرحان التطويرية، ويتم العمل على تسويق تلك المناطق بشكل مستمرّ من خلال التفاوض المباشِر مع شركات التنقيب عن النفط.

                                                                        

أحدِّدُ المناطق الاستكشافية التي تم اكتشاف نفط أو غاز طبيعي فيها.

منطقة حقل الريشة ومنطقة حقل حمزة التطويري.

 

منطقةُ حقلِ حمزةَ التطويريّة Hamza Development Area

                                                 

• يقعُ حقلُ حمزةَ شرقيَّ الأردن في صخور خازِنة مكوَّنةٍ من الصخر الجيريّ تعود إلى العصر الكريتاسي الأعلى.
• تقدَّرُ مِساحتُه حوالي 363 Km² وقد تمّ حفرُ 19 بئرًا فيه، منها 4 آبارٍ منتِجةٍ.
• بلغ مجموع ما تمّ إنتاجه منها منذ عام 1983 م حوالي مليون برميل نفطي.
• تم تكليف شركة البترول الوطنية بالقيام بتجديد وتطوير الحقل، وذلك من خلال تنفيذ أعمال تحسين البنية التحتية، وصيانة مرافق الحقل الإنتاجية كافّةً، كونُها أصبحت مستهلَكة، ثم إجراءِ عملياتٍ تزيدُ من طاقته الإنتاجية.

 

منطقة الرّيشة Risha Area

                                                 

• تقع منطقةُ الريشة في أقصى شمال شرقِ الأردن.
• تقدَّرُ مِساحتُها  بحوالي 8367 Km² .
• تم إعطاء اتفاقية امتياز التنقيب لشركة البترول الوطنية منذ عام 1996 م ولمدّة 50 عامًا.
• يقع غاز الريشةِ في صخور خازنة مكوّنةٍ من الصّخر الرملي تعود إلى العصر الأوردوفيشي.

 

أتحقّق: أحدّد المناطقَ التي تم اكتشافُ النفط والغاز الطبيعي فيها في الأردن.

تم اكتشاف النفط في حقل حمزة في شرقي الأردن بالقرب من الأزرق، واكتشاف الغاز الطبيعي في منطقة الريشة في أقصى شمال شرق الأردن.

 

رمال القار في الأردن Tar Sands in Jordan

• تتكشَّفُ رمالُ القار في الأردن على امتداد صَدْعٍ رئيسٍ يقطع منطقة شمال البحر الميت باتجاه شمال شرق في الوديان التي تقع شمال البحر الميت في ثلاث مناطقَ رئيسةٍ، هي وادي عسّال ووادي أحَيمِر ووادي الذراع.
• ينحصر وجود رمال القار في الصخور الرملية التابعة للعصر الكامبري، وصخور رمل الكرنب التابعة للكريتاسي الأسفل.

                                                                        

• تشيرُ الدراساتُ الجيولوجية أن سببَ تشكُّلِ رمال القار في البحر الميت هو وجود خزّان نفطيّ أسفلَ البحر الميت، ونتيجةَ تكوّنِ حفرة الإنهدام تشكّلتِ العديدُ من الصّدوع التي ساعدت على تسرّب النفط إلى سطح الأرض وتركيزِه على امتداد تلك الصدوع. وقد أدى ذلك إلى تبخُّر المكوّنات الخفيفة منه أو تحلّلِها بفعل البكتيريا الهوائية، وبقاءِ المواد الثقيلة مثل الأسفَلت شِبهِ الصُّلب في الصخور الرملية  مشكِّلا رمالَ القار.
• تتكوّن الصخور الرملية المكوِّنة لرمال القار في البحر الميت بشكل رئيس من معدن الكوارتز، وقد دلّتِ الدراسات أن كلّ كيلوغرام من رمال القار في وادي عسّال تُعطي ما معدّلُه 1190 Kcal ، وتبلُغ نسبة الكربون العضويّ فيه % 10.5 والكبريت % 1.3 .
• يستدِلّ العلماء الجيولوجيونَ من وجود رمال القار على وجود النفط في منطقة البحر الميت، ولكن يوجد احتمالانِ لوجوده:

الأول: أن رمال القار تمثّل بقايا نفط كان يوجد أسفلَ البحر الميت، وأن معظمَ النفط قد هاجرَ نتيجة تكوّن حُفرة الانهدام عبر الصّدوع التي تشكّلت.
الثاني: أن هناك خزانًا نفطيّا في الأسفل، وأن هناك كمياتٍ من النفط قد هاجرت للأعلى ما أدى إلى إغلاق المسامات نتيجة هجرة المكوِّنات الخفيفة وبقي الأسفلتُ في الرمال على شكل رمال قار، وأن النفط لا يزال مخزّنًا في الأسفل ويوجد بكميات تجارية.

 

الربط بالتكنولوجيا : تُستخدَمُ طُرُقُ الاستشعار عن بُعد في استكشاف وجود الخامات المعدِنية، أو النفط والغاز الطبيعي، ويستخدَمُ في ذلك أجهزةٌ مختلفة، ومنها الأقمارُ الصناعيةُ للحصول على صوَرٍ فضائية يتم من خلال دراستها استخلاصُ معلوماتٍ أو بيانات عن تلك الخامات. أبحث عن مفهوم الاستشعار عن بُعدٍ، وآلية عمله وأهميته في استكشاف النفط والغاز الطبيعي

الاستشعار عن بعد
يعرف الاستشعار عن بعد بأنه العلم الذي يعتمد على جمع المعلومات عن سطح الأرض والظواهر المتعلقة به من مسافات بعيدة دون حدوث اتصال مباشر مع الهدف المراد  دراسته. ويستخدم فيه خواص الموجات الكهرومغناطيسية المنعكسة أو المنبعثة من سطح الأرض، من خلال التقاطها بأجهزة محددة. حيث تستخدم مستشعرات تركب على منصات أرضية أو جوية أو أقمار صناعية تلتقط صوراً مختلفة يتم من خلال دراستها التعرف على معلومات متنوعة في مجالات عدة منها: الطقس والبحار والمحيطات والاتصالات والبحث عن الخامات المعدنية المشكلات البيئية كالاحترار العالمي والتصحر.

أتحقّق: أحدّد العصور الجيولوجية التي تتكشّف رمالُ القار في الصّخور التابعة لها.

تتكشف رمال القار في الصخور الرملية التابعة للعصر الكامبري، وصخور رمل الكرنب التابعة للكريتاسي الأسفل.

الصخر الزيتيّ في الأردن Oil Shale in Jordan

• بسبب النقص الكبير في موارد الطاقة التقليدية الموجودة في الأردن، فقد اتّجهتِ الأنظارُ إلى مصادر الطاقة غيرِ التقليدية، ومنها الصّخرُ الزيتي.
• يوجد الصخر الزيتي في الأردن في الصخور الجيرية المارلية الغنية بمادة الكيروجين.
• تشير الدراساتُ إلى أن أصلَ الكيروجين هو بقايا نباتات وعوالقُ بحريّة ضحلةٌ وبحيرية ترسبت خلال العصر الكريتاسي الأعلى، ثم دُفِنتْ وتحوّلتِ المادة العضوية بسبب زيادة درجة الحرارة والضغط إلى كيروجين.
• يحتوي الأردنّ على احتياطات ضخمةٍ من الصخر الزيتي تقدَّرُ بحوالي 70 بليون طنّ تكفي لسَدّ حاجة الأردن من الطاقة لفترات طويلة من الزمن، .
• يقدِّرُ الجيولوجيونَ أن رواسبَ الصخر الزيتي تقع تحت أكثرَ من 60% من أراضي الأردن. وتتوزّع في 16 موقعًا تقريبا في جميع أنحاء المملكة، ولكن توجدُ أهمُّ تكشُّفاته ومواقعِه في وسط المملكة، منها اللّجون، وأم غُدران، والسّلطاني، ووادي مغار.

                                             

 

أحدِّدُ ثلاث مناطقَ يتوزَّع فيها الصّخرُ الزيتيّ في المنطقة الجنوبية من الأردن.

   وادي أبو الحمام، الجفر، إسفير المحطة.

 

نشاط : احتياطات الصخر الزيتي في الأردن
يمثِّلُ الجدولُ الآتي مِساحاتِ وسماكات واحتياطات طبقات الصخر الزيتي في خمسِ مناطقَ في الأردن

                                  

التحليل والاستنتاج
1- أقارن بين سماكةِ الصخر الزيتي في منطقتَيِ اللجون وعطارات أم الغدران.

سماكة الصخر الزيتي في منطقة اللجون (1-87 ) m بينما السماكة في عطارات أم الغدران (21-104) m.
2- أقارن بين سماكات طبقة الرّدم العُلويّة في مناطق الصخر الزيتي المختلفة.

تختلف سماكات منطقة الردم في المنطقة الواحدة، وقد تتساوى مع السماكة في المناطق الأخرى ولكن السماكة في عطارات أم الغدران هي الأعلى سماكة حوالي 150 m ، وتوجد أقل سماكة لمنطقة الردم في منطقة اللجون حوالي 7 m 
3- أستنتج تأثيرَ سماكة طبقة الرّدم العُلويّة في استخراج الصخر الزيتي.

تؤدي زيادة منطقة الردم العلوية إلى زيادة تكلفة استخراج الصخر الزيتي وزيادة التأثير السلبي على البيئية نتيجة التخلص من تلك الصخور بعد استخراج  الصخر الزيتي من أسفلها.

4- أحدّد مجموع الاحتياطي الجيولوجي في المناطق الخمس بالمليون طنّ (M tons).

1200 + 1180 + 8000 + 2400 + 13600 = 26380 M tons
5- أستنتج أفضل المناطق لاستخراج الصخر الزيتي.   

المناطق جميعها جيدة لاستخراج الصخر الزيتي ولكن يمكن أن يكون وادي المغار الأفضل لوجود احتياطي جيولوجي كبير فيه وطبقة الردم مشابه لباقي المناطق.

 

استثمار الصخر الزيتي Exploitation of Oil Shale

• بسبب الطلب الكبير على مصادر الطاقة التقليدية المتمثِّلة في النفط والغاز الطبيعي، والتناقصِ في احتياطاتهما، فقد بدأت الدّول في البحث عن مصادرَ جديدةٍ تعوّضُ هذا النقصَ.
• من هذه المصادر استثمار الصخر الزيتي، حيث قامتِ العديدُ من الشركات العالمية في تطوير تقنيات مختلفة لإنتاج النفط والغاز من الصخر الزيتي.
• يُستخدَم الصّخرُ الزيتيّ في الوقت الحاضر في إنتاج النفط، أو في إنتاج الكهرباء من خلال الحرق المباشر.

 

إنتاج النفط من الصخر الزيتي Product Oil from Oil Shale

• يُسمّى النفطُ الذي يُستخرَجُ من الصخر الزيتي بطُرق غير تقليدية بالنفط الصناعيّ أو النفط الصخري Shale Oil
• يتم تحويل مادة الكيروجين الموجودةِ في الصخر الزيتي بالانحلال الحراري Pyrolysis إلى نفط بشكل مباشر عن طريق تسخين الصخر الزيتي ثم تكريرِه.
• في بعض الحالات قد يحتاج النفط إلى معالَجة بإضافة بعض العناصر ومنها الهيدروجينُ وإزالة الكبريت والنيتروجين ليُصبِح بخصائصِ النفط التقليدي نفْسِه.
• قد دلّتِ الدراسات على عينات من الصخر الزيتي أن كلّ 1ton من الصخر الزيتي يمكِن أن تُنتِج 125 Kg من النفط الصخري بما نسبته % 12.5 .
• يتم استخراجُ النفط الصخري بطريقتين هما: المعالَجة في الموقع In Situ Processing والمعالجة خارجَ الموقع .Ex Situ Processing

 

المعالجة في الموقع In Situ Processing

• تُسمّى أيضًا المعالجةَ في باطن الأرض، تعتمِد هذه التقنيةُ على تسخين الصخر الزيتي في باطن الأرض باستخدام عدة طرُق منها: إدخال أعمدةٍ معدنية داخلَ الصخر الزيتي وتوصيلُها بالكهرباء، أو حقنُ سوائلَ ساخنةٍ في طبقات الصخر الزيتي.
• تعمل هذه الطّرُق على توفير حرارة للصخر الزيتي تصل إلى حوالي 340 °C تعمل على الانحلال الحراري للكيروجين، ومن ثَمّ إنتاج النفط الصخري.

                                    

• يتم في هذه الطريقة أيضًا حفرُ آبار عمودية لاستخراج النفط الصخري الناتج. ولحماية المياه الجوفية من التلوث يتم إنشاءُ جدار يُسمّى الجدارَ التبريديَّ حول مكان معالجة الصخر الزيتي، يتم فيه إدخال مياه إلى باطن الأرض وتجميدُها، وقد تستغرِق هذه الطريقة عدة أشهر من التسخين.

أتحقّق: أفسّر لماذا يتم بناء جدار تبريدي حول مناطق معالجة الصخر الزيتي في الموقع؟

لحماية المياه الجوفية من التلوث نتيجة تسخين الصخر الزيتي في الموقع.

 

المعالجة خارج الموقع Ex Situ Processing

• تتكون هذه الطريقة من ثلاث خُطوات رئيسة هي:

                1- استخراجُ الصخر الزيتي من موقعه أو ما يعرَفُ بالتعدين. 

                             

                2- إعدادُ المادة الأولية من خلال تكسير الصخر الزيتي إلى قطَع صغيرة .

                 3- المعالَجةُ الحرارية للمادة الأولية في أجهزة تقطيرٍ خاصّة عمودية أو أفقيةٍ يتم فيها تسخينُ المادة الأولية وحدوثُ الانحلال الحراري لها، حيث يتعرّض الصخر الزيتي  فيها إلى درجات حرارة تصل ما بين (520- 480) C° فتتحلّل مادة الكيروجين وينتُج النفط الصخري على شكل غازات يتم تجميعه ثم تبريدُه وتكثيفه.

• ينتج عن معالَجة الصخر الزيتي بقايا صُلبة تمثّل بعض المعادن وبقايا كربونية على شكل فحم، وتُستخدَم البقايا الصّلبة في صناعة الأسمنت أو الطوب، ويمكن أيضًا إنتاج موادَّ إضافية منها الكبريتُ والأمونيا.

 

                                                          

 

• تتميز طريقة المعالجة في الموقع مقارَنةً بتقنيات المعالجة التقليدية خارجَ الموقع بما يلي:

                   1- قدرتُها على استخراج المزيد من النفط الصخري؛ لأن الآبارَ قد تصل إلى أعماق أكبرَ.

             2- حدوث عملية الانحلال الحراري للكيروجين في درجات حرارة أقلّ،

             3- إمكانية استخلاص النفط الصخري من الرواسب منخفضة الجودة التي لا تستطيع تقنيات التعدين التقليدية استخلاصها.

• لا تزال تقنيةُ المعالجة في الموقع في مرحلة التطوير والتحديث.

 

 

أبحثُ:يُستخدَم اختبارُ فيشرَ Fischer Assay وهو مقياس طوّره العالِمُ الألماني فرانز فيشر لتقويم كفاية عمليات استخراج الصخر الزيتي، وذلك من خلال تحديد قُدرة الصخر الزيتي على إنتاج النفط،أبحث عن هذا المقياس وأحدّد كيف يتم تحديد قدرة الصخر الزيتي في إنتاج النفط.

مقياس فيشر يستخدم مقياس فيشر لتحديد قدرة الصخر الزيتي على إنتاج النفط بحسب جودته. وتتم الإشارة إلى جودة الصخر الزيتي كنسبة مئوية من وزن الصخر التي تحددها قيمة فيشر. وعندما تتراوح النتيجة بين (94.6 - 189.3) L/ton تعد العينات غنية بالنفط مع احتمالية مرتفعة للاستغلال التجاري. ويتطلب الفحص بحسب مقياس فيشر سحق عينة كتلتها 100g من الصخر الزيتي ثم تسخينها على درجة حرارة تصل إلى  500 C^o لفصل مادة الكيروجين العضوية عن المادة المعدنية الصلبة. ثم يتم مقارنة النتيجة بقيم معيارية لمقياس فيشر. وينتج عن فحص فيشر بعض القيم المهمة مثل وزن النفط، ووزن الماء، ووزن المخلفات، ووزن الغاز، والثقل النوعي للنفط المستخلص

أفسّر: لماذا يبطّن جهاز التقطير من الداخل بالطوب الحراري؟

لأن الطوب الحراري مقاوم للحرارة ويتحمل درجات الحرارة العالية الناتجة عن عمليات التقطير وأيضًا يقاوم التأثيرات الكيميائية ويعد عازل للحرارة .

 

إنتاج الكهرباء بطريقة الحَرْق المباشر Production Electricity by Direct Burning

• يُستخدَمُ الصّخرُ الزيتيّ في إنتاج الطاقة الكهربائية من خلال الحَرْق المباشِر بشكل يشابه استخدامَ الفحم الحجري
• يتم استخراج الصخر الزيتي بطُرُق التعدين السطحية، ومن ثَمّ يتم تكسيره إلى قطَع صغيرة أو طحنُه، ثم يتم وضْعُ الفتات الناتج في أفران خاصّة وحرقُها، وتستخدَمُ الحرارة الناتجة في تسخين المياه وإنتاج بُخارٍ يعمل على تحريك توربيناتٍ خاصّة لإنتاج الكهرباء. وقد دلّتِ الدراسات على بعض عينات من الصخر الزيتي أنّ كل 1ton من الصخر الزيتي يمكن أن تنتج 850 kWh من الكهرباء.
• يمثّل الجدول أدناه مقارَنة بين الصخر الزيتي والفحم الحجري توضّح قدرة كلٍّ منهما على إنتاج الطاقة بطريقة الحرق المباشر.

                                                      

• يلاحَظُ أن كمية الطاقة التي نحصل عليها من حرق الفحم الحجري أكبرُ من الصخر الزيتي، ومع ذلك يُعَدُّ استخدامُ الصخر الزيتي كوقود في إنتاج الطاقة الكهربائية بالحرق المباشر من الطرق المستخدمة في العديد من الدول في العالم ومنها أستونيا

 

أفكر: أيهما أقل تأثيرًا سلبيًّا على البيئة: استخدام الحرق المباشر للصخر الزيتي في توليد الكهرباء، أم استخدام النفط الصخري الناتج عن معالجة الصخر الزيتي في توليد الكهرباء؟

تعد كلا الطريقتين ذات تأثير كبير على البيئة فالحرق المباشر ينتج غازات ضارة مثل ثاني أكسيد الكربون ورماد وعناصر ثقيلة مثل الرصاص يصعب التخلص منها، واستخلاص النفط من الصخر الزيتي ثم استخدامه في توليد الكهرباء ينتج غازات  ضارة أيضا وتأثيرات على المياه الجوفية ولكن باستخدام تقنيات حديثة يمكن تقليل التأثير السلبي لكلا الطريقتين وإنتاج مواد مفيدة منهما.

أقارن بين كميات الحرارة التي تنتُج عن الاحتراق المباشِر لكل من الصخر الزيتي والفحم الحجري.

تكون درجة الحرارة الناتجة عن حرق الفحم الحجري أكبر من درجة الحرارة الناتجة عن حرق الصخر الزيتي بمقدار الضعف تقريبًا.

 

أهمية استثمار الوقود الأحفوري The Importance of Exploiting Fossil Fuels

• يحقِّق تنفيذ مشاريع استكشاف الوقود الأحفوري واستثماره وخاصة استثمار الصخر الزيتي العديدَ من الفوائد منها:

     1- تقليلُ استيراد الوقود من الخارج.

     2- توفيرُ آلاف فرَص العمل للشباب في مجالات عدة تتعلق باستكشاف الوقود الأحفوري واستثماره وتكريره.

     3- إقامة صناعات تتعلق بالمنتَجات البترولية، أو المواد المصاحِبة، ومنها الكبريت والأمونيا،
     4- إقامة صناعات تتعلق بالتخلص من التأثيرات البيئية المتعلقة بعمليات الاستخراج والاستثمار.

أتحقّق: أذكر فائدتين لاستثمار الوقود الأحفوري.

1- تقليلُ استيراد الوقود من الخارج.

     2- توفيرُ آلاف فرَص العمل للشباب في مجالات عدة تتعلق باستكشاف الوقود الأحفوري واستثماره وتكريره.

     3- إقامة صناعات تتعلق بالمنتَجات البترولية، أو المواد المصاحِبة، ومنها الكبريت والأمونيا،
     4- إقامة صناعات تتعلق بالتخلص من التأثيرات البيئية المتعلقة بعمليات الاستخراج والاستثمار.