تعريف الصخر الزيتي وكذلك خصائص الصخر الزيتي. وسنشرح أيضًا احتياطيات الصخر الزيتي في العالم. وسنذكر أيضًا استخدامات الصخر الزيتي. وسنقدم أيضًا التركيب الكيميائي للصخر الزيتي. وسنذكر أيضًا كيفية استخلاص الزيت من الصخر الزيتي. وسنتحدث أيضًا عن طرق استخراج النفط من الصخر الزيتي. وكل هذا من خلال مقالنا، تابعونا.
تعريف الصخر الزيتي
الصخر الزيتي هو نتاج عملية الانحلال الحراري، والتي تتكون من تسخين الصخور الرسوبية التي تحتوي على بعض المواد الصلبة الإسفلتية أو البيتومينية المعروفة باسم الكيروجين، وينتج عن هذه التسخين إطلاق بعض السوائل المشابهة للسوائل البترولية.
خصائص الصخر الزيتي
– يمكن تحويله من خلال طرق المعالجة المتقدمة إلى زيت صخري وهيدرات أخرى.
– يُشتق الزيت الصخري إلى حد كبير من الطحالب، وبعد التسخين والتكرير، يصبح الزيت الصخري مطابقًا كيميائيًا للنفط التقليدي.
– يتم استخراج الزيت الصخري باستخدام العديد من طرق التعدين التقليدية، مثل: الحفرة المفتوحة أو التقطيع أو التعدين، ومن ثم يتم نقل الصخر الزيتي للمعالجة.
ويوجد نحو تريليون برميل من موارد النفط الصخري القابلة للاستخراج اقتصاديا، وفقا لوكالة الطاقة الدولية.
ويعتبر مصدرًا كبيرًا غير مستغل للهيدروكربونات الغنية بالكيروجين. الكيروجين هو مادة عضوية طبيعية صلبة وغير قابلة للذوبان وتنتج الزيت عند تسخينها.
ويقدر المكتب الأمريكي للبترول البحري أن حوالي 1.6 تريليون برميل من النفط موجودة في الصخر الزيتي في جميع أنحاء العالم.
ويعتمد تصنيف النفط الصخري على الرواسب البيئية والمواد العضوية والكائنات الحية الأولية التي تشتق منها المادة العضوية.
– يتم استخراج الزيت الصخري من الصخر الزيتي بطرق الاستخلاص الحراري. عادة ما يكون النفط الصخري الخام خفيفًا وحلوًا ويحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت.
– يتم إنتاج النفط الصخري على السطح من خلال التعدين أو باستخدام الطرق الموقعية التي تستخرج السائل مباشرة من المكمن دون جلب أي صخرة إلى السطح للمعالجة.
– يُعرف الصخر الزيتي بأنه صخرة غنية بالمواد العضوية التي تتفكك عند تسخينها وتطلق الهيدروكربونات، ويمكن اعتبار الصخر الزيتي مقدمة للنفط والغاز الطبيعي.
– يعرف بأنه زيت خام اصطناعي يمكن معالجته وتكريره إلى منتجات بترولية أخرى مثل الديزل والبنزين ووقود الطائرات.
– تم استخدام الصخر الزيتي من قبل الحضارات القديمة مثل بلاد ما بين النهرين (بلاد ما بين النهرين) لرصف الطرق.
استخدمت الدول الأوروبية الصخر الزيتي بعد حرقه، ثم أعادت تكريره لاستخدامه كمصدر للوقود، حيث أحرقته لتوليد الكهرباء.
احتياطيات الصخر الزيتي في العالم
وتشير المعلومات الإحصائية إلى وجود نحو 600 موقع لاحتياطيات الصخر الزيتي في 27 دولة حول العالم. لا توجد أرقام مؤكدة للاحتياطيات، ولكن تتم الإشارة إلى الموارد التي يمكن استخراجها ضمن القيود الاقتصادية والإمكانيات الفنية. من الصعب تحديد الاحتياطيات لأن التركيب الكيميائي للنفط الصخري يختلف باختلاف أنواع الصخر الزيتي، وكذلك محتوى الكيروجين وتقنيات الاستخلاص. (يقدم الجدول 1) تقديرات الاحتياطي العالمي من الصخر الزيتي مع الإشارة إلى الدول التي تتجاوز مواردها من النفط الذي يمكن استخراجه 10 مليارات برميل. وبحسب هذه المعلومات فإن إجمالي الاحتياطي العالمي من النفط الصخري يقدر بحوالي 2800 مليار برميل، أكثر من 75% منها موجود في أمريكا. على سبيل المثال، يحتوي حقل النهر الأخضر في ولاية كولورادو الأميركية على أكبر احتياطي من النفط الصخري في العالم، يصل إلى نحو 1500 مليار برميل.
استخدامات الصخر الزيتي
1- استخدام الوقود:
يتم الاعتماد على الصخر الزيتي في العديد من البلدان كمصدر للوقود. وعندما يتم حرقه، تتولد طاقة كهربائية.
2- الصناعات الكيماوية :
يعد الصخر الزيتي عنصرًا مهمًا في الصناعة الكيميائية ويستخدم أيضًا كمنتج ثانوي في إنتاج الأسمنت.
3- استخدام النفط الصخري في العديد من المجالات:
تم استخدام الصخر الزيتي منذ آلاف السنين. وقد تم استخدامه لرصف الطرق وملء الشقوق في السفن، بالإضافة إلى إشعال السهام أثناء المعارك، ويدخل في تشكيلات الفسيفساء الزخرفية. كما أنه يستخدم في مجموعة متنوعة من المنتجات، بما في ذلك صناعة شمع البارافين. يتم تسخينه أيضًا لاستخراج الزيت.
التركيب الكيميائي للصخر الزيتي
تتكون الصخور الزيتية من مادة عضوية صلبة مغمورة في مادة معدنية غير عضوية كيميائيا. يتكون المحتوى المعدني بشكل رئيسي من السيليكون والكالسيوم والألمنيوم والمغنيسيوم والحديد والصوديوم والبوتاسيوم، والتي توجد في معادن السيليكات والكربونات والأكسيد والكبريتيد. التركيب الكيميائي للمادة العضوية متغير، ويتكون بشكل رئيسي من جزيئات عضوية معقدة. والذي يحتوي على الهيدروجين والكربون، بالإضافة إلى كميات معينة من عناصر الأكسجين، والمتري، والكبريت. وقد تؤثر عناصر أخرى غير المادة على تأثيرات الزيت المستخرج من الصخر، مما يؤثر في كثير من الأحيان على اختيار عمليات التحسين والتكرير.
أحيانًا ما تُعرف الصخور من مناطق مختلفة وأصول جيولوجية مختلفة بمحتوى تلك العناصر الحاسمة. على سبيل المثال، من المعروف أن الصخر الزيتي كوكرسيت في إستونيا غني بالأكسجين، ويميل الصخر الزيتي الذي نشأ في بيئات البحيرات المالحة، مثل صخور GRF في غرب الولايات المتحدة، إلى أن يكون غنيًا بالنيتروجين، في حين أن الصخور النفطية البحرية مثل تلك الموجودة وفي المغرب ومصر وفلسطين والأردن غنية بالكبريت.
كيفية استخراج النفط من الصخر الزيتي
يتعرض الصخر الزيتي للعديد من العمليات الكيميائية حتى نتمكن من استخراج المواد المطلوبة. يتم تسخين الصخر الزيتي إلى درجات حرارة تتجاوز 300 درجة مئوية، وفي غياب الأكسجين يتم إنتاج الصخر الزيتي، وهو نوع من النفط الخام الصناعي.
طرق استخلاص الزيت من الصخر الزيتي
1- المعالجة في الموقع:
هناك طرق مختلفة لمعالجة الصخور في الموقع، لكنها لا تزال في مراحلها التجريبية ولم تحقق بعد مستويات عالية من الإنتاج التجاري. تتم المعالجة في الموقع عن طريق استخراج النفط الصخري عن طريق تسخين الصخر الزيتي مباشرة تحت الأرض على مدى فترات زمنية أطول بكثير وفي درجات حرارة أقل.
2- المعالجة خارج الموقع:
يتم استخراج الزيت من الصخر الزيتي خلال هذه العملية من خلال طرق التعدين التقليدية، مثل: التعدين السطحي، أو التعدين تحت الأرض، ومن ثم يتم نقل الصخر الزيتي إلى وحدات المعالجة التي يتم فيها إعادة تسخين الصخر الزيتي في عملية الانحلال الحراري، وتحت درجات حرارة عالية سوف يتحلل الكيروجين الذي يتكون منه الصخر الزيتي بسرعة.