استخدامات النفط الصخري:

يستخدم الناس النفط الصخري مُنذ آلاف السنين، حيث كان يستخدم في حضارات ما بين النهرين في تمهيد الطرق وصنع السفن، وأيضًا كان المغول يغمسون فيه سهامهم أثناء المعارك، وفي الشرق الأوسط كان يستخدم النفط الصخري اللزج في تزيين وزخرفة اللوحات.
بدأت الصناعات الحديثة في القرن التاسع عشر حيث استخدمت عمليات الإنتاج الميكانيكية لتسخين الصخر وبذلك يتم استخراج النفط، فهو يعتبر مصدرًا للمنتجات المتنوعة مثل شمع البارافين.
وتعتبر عمليات استخراج ومعالجة النفط الصخري صعبة ومُكلفة بالمقارنة بالفحم والبترول والغار الطبيعي فهم أقل تكلفة في الاستخراج.
بدأت الدول الأوروبية ومؤخرًا الولايات المتحدة باستخراج النفط الصخري وحرقه كمصدر للوقود وبعض الدول مثل: استراليا، البرازيل، سويسرا، السويد، أسبانيا، جنوب افريقيا بدأوا في استخراج النفط الصخري منذ القرن التاسع عشر والعشرين ولكنهم أوقفوا الإنتاج في عام 1960، أما الولايات المتحدة فتوقفت في 1980.
ولكن العديد من الدول مثل استونيا، الصين، البرازيل استمرت في الاعتماد على النفط الصخري كوقود. حيث يتم حرقه لتوليد الكهرباء، ويستخدم كمكون في الصناعات الكيميائية، أما المخلفات فتستخدم في صناعات الأسمنت.

استخراج النفط الصخري:

الحصول على النفط الصخري يتضمن تسخين الكيروجين في عملية تسمى (الانحلال الحراري-pyrolysis) وهي عبارة عن تسخين في وجود كمية محدودة من الأكسجين في درجات حرارة مرتفعة، حيث يصل الكيروجين إلى
« الإطار البترول الطبيعي- oil window» في درجات حرارة من 60 إلى 160 درجة سليزية ويصل الكيروجين إلى « إطار الغاز الطبيعي- gas window» من 120 إلى 225 درجة سليزية. أما في حالة النفط الصخري فهي أعلى بكثير.
وتتم عملية الانحلال الحراري على مرحلتين وهما (ex situ) وهي طريقة معالجة النفط الصخري بعد استخراجه (فوق سطح الأرض)، و(in situ) وهي طريقة لمعالجة النفط الصخري وهو تحت سطح الأرض.
أثناء عملية ex situ يكون النفط الصخري تم استخراجه توًا فوق أو تحت سطح الأرض ثم يتم تحويل الصخر إلى مسحوق ثم يتم تسخينه مع تخفيف الضغط لإنتاج الوقود في عملية تسمى (retorting) ثم يتم تكريره وفصل الشوائب مثل الكبريت.
أما (In Situ) فهي منهج تجريبي جديد لاستخراج النفط الصخري، أثناء هذه العملية لا يتم استخراج النفط الصخري أو تحويله إلى مسحوق ولكن يتم تسخينه حتى يصل لإطار البترول وهو ما يزال تحت سطح الأرض.
وأحد التقنيات المستخدمة في (In Situ) هي تسخين النفط الصخري تحت الأرض بواسطة تيار كهربي وتسمى بـ (volumetric heating) حيث يتم حقن العناصر الحرارية مباشرةً في الآبار الأفقية أو في المناطق الصخرية المتصدعة حتى يتم استخراج النفط الصخري. يمكن أيضًا أن يتم ضخ الزيت مباشرةً من تحت سطح الأرض.
بعض الطرق تم تصميمها لكلٍ من ( in situ , ex sit) وتعرف بــ( التكنولوجيا المجمعة-Combined Technologies). مثل (الاحتراق الداخلي-internal (combustion وهي عملية تجمع بين الغاز والبخار والإنتاج بطريقة
(ex situ). يتم حرق هذه المكونات خلال عملية الانحلال الحراري أما الغار فيتم تدويره باستمرار خلال النفط الصخري حيث يساعد تحلل الصخر عن طريق التسخين لدرجات عالية إلى إنتاج الزيت.
لكن لسوء الحظ بعض المواد في النفط الصخري مثل الكبريتيد تتفاعل مع المياه مكونة مركبات سامة ضارة لنا وللبيئة. حيث يسبب الكبريتيد تهيج واحمرار العين ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى الاختناق. احتواء المياه على مواد سامة يجعلها غير صالحة للاستخدام وعملية تطهيرها مُكلفة، هذه العمليات أيضًا تنتج كميات من الرماد وهي بقايا احتراق المواد. هذا الرماد يمكن أن يلوث مصادر الهواء والماء والأرض.
بعض الوسائل الأخرى هي استخدام السوائل المتفاعلة كيميائيًا. هذه السوائل يتم ضخها مباشرةً داخل منطقة التسخين المعروفة بـ(retort zone). ويعتبر الهيدروجين تحت ضغط عالي واحد من المتفاعلات الكيميائية الشائعة حيث يسخن الصخر ويزيل الكبريت ويزيد من جودة الزيت المستخرج، وكل ذلك في وقتٍ واحد.

ترجمة: Ahmed Hemdan
مراجعة لُغوية: Sherif M.Qamar
تصميم : Amr Ghaleb Hassan
المصدر: http://sc.egyres.com/jIf2x

#الباحثون_المصريون