أرامكو السعودية تعالج الكربون وتستخدمه في استخلاص الزيت الخام

في مشروع يعد الأول من نوعه بالمملكة والشرق الأوسط

أطلقت أرامكو السعودية، بعد سنوات من الأبحاث المستمرة، أول مشروع في المملكة العربية السعودية لفصل الكربون وتخزينه، وكذلك مشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط باستخدام ثاني أكسيد الكربون، وذلك في مرافقها لسوائل الغاز الطبيعي في حقلي العثمانية والحوية. ويُعد مشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط باستخدام ثاني أكسيد الكربون أكبر مشروع لفصل الكربون وتخزينه على مستوى الشرق الأوسط.
ويبرهن هذا المشروع التجريبي، الذي يضم معمل تخزين ثاني أكسيد الكربون في حقل الحوية، ومشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط في حقل العثمانية، التزام الشركة بأن تكون مثالاً يُحتذى به في الإشراف البيئي والمواطنة. وسيعمل مشروع استخلاص ثاني أكسيد الكربون على حقن ثاني أكسيد الكربون المضغوط في مكامن الزيت المغمورة بالماء كآلية لتخزين ثاني أكسيد الكربون، وسيؤدي حقنه تحت ضغط عالٍ إلى تحسين فوري في استخلاص الزيت، الأمر الذي يجعل من احتجاز الكربون وتخزينه حلاً تقنياً مفيداً من جميع النواحي.
خارطة طريق تقنية إدارة الكربون
على الرغم من أن مؤشرات انبعاث ثاني أكسيد الكربون قد انخفضت انخفاضاً كبيراً منذ أن أنشأت أرامكو السعودية شبكة الغاز الرئيسة في سبعينيات القرن الماضي، إلا أن إدارة الكربون تأتي جزءاً مهماً من عمل أرامكو السعودية في الوقت الحالي. وتشتمل خارطة طريق تقنية إدارة الكربون، التي يشرف عليها مركز البحوث المتقدمة في مركز التنقيب وهندسة البترول (الإكسبك)، على العديد من المحاور المهمة مع التركيز على هدف أساس يتمثل في ابتكار التقنيات اللازمة للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
ويقول رئيس أرامكو السعودية، كبير إدارييها التنفيذيين، المهندس أمين حسن الناصر: «إن هذه المبادرة الرائدة تُظهر أننا، كصناعة، نمثل جزءاً من الحل المطلوب للمبادرة في مجابهة التحديات البيئية العالمية. وتعكف أرامكو السعودية، في إطار خارطة الطريق العامة لتقنية إدارة الكربون، على إجراء بحوث مكثفة ليتسنى لها الحد من أثر الكربون الناتج عن أعمالها بينما تواصل تزويد العالم بالطاقة التي يحتاجها».
تأثير إيجابي في البيئة
لطالما كان الإشراف البيئي علامة بارزة في أعمال أرامكو السعودية عند وضع خطة الشركة لحماية البيئة رسمياً عام 1963م. وتُعتبر الإدارة الفعالة للكربون واحدة من بين العديد من الاستراتيجيات التي تلجأ إليها أرامكو السعودية لتحقيق الأهداف المتمثلة في إمداد الطاقة بموثوقية وأمان ومسؤولية. وتشتمل الجهود الأخرى التي تبذلها الشركة في مجال إدارة الكربون على الحد من حرق الغاز المنبعث من الشعلات، واستخدام تقنيات تجنب الانبعاث في مواقع الآبار، وتطبيق خطة شاملة لترشيد استهلاك المياه في جميع المعامل والأحياء السكنية.
ويصف مدير مركز البحوث المتقدمة في مركز الإكسبك، المهندس وليد الملحم، هذه المبادرة بأنها «لحظة فخر عظيم للمركز وللفريق الذي ترأس الجهود المبذولة خلال السنوات الماضية لوضع الأفكار وإعداد البيانات البحثية ومن ثَمَّ تصميم وتطبيق المشروع التجريبي في حقل العثمانية»، مشيراً إلى أن المشروع حظي بمساندة العديد من إدارات التنقيب والإنتاج والتكرير والتسويق. والفضل يعود، بعد توفيق الله، إلى الجهود المتناغمة لفريق العمل في أن يبصر هذا المشروع النور.
وفي إشارة إلى أن خروج المشروع التجريبي إلى حيز الوجود هو إنجاز ذو رتبة عالية من الأهمية، يقول رئيس تقنيي هندسة المكامن في مركز البحوث المتقدمة في الإكسبك، ومنسق فريق إدارة الكربون، المهندس علي المشاري: «سيكون للمشروع أثر ملموس في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل عام، حيث سيجري حقن 800 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون كل عام، وسيُنشأ نظام رصد لقياس كمية ثاني أكسيد الكربون التي ستبقى محتجزة تحت الأرض».
10 آبار للحقن والإنتاج والمراقبة
ويقول مسؤولون في فريق مشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط باستخدام ثاني أكسيد الكربون، إن المشروع «يضم أربع آبار حقن، وأربع آبار إنتاج، وبئرين أخريين للرصد والمراقبة». وسيُخزَّن نحو 40 % من ثاني أكسيد الكربون المحقون بشكل دائم في المكمن. ويهدف المشروع أيضاً إلى تحسين استخلاص الزيت بما يفوق الطريقة الأكثر شيوعاً والمعتمدة على حقن الماء. وتسعى الأهداف الرئيسة للمشروع التجريبي إلى تحديد كمية ثاني أكسيد الكربون التي تظل محتجزة أو مخزنة في المكمن، وكذلك تقدير الزيادة في استخلاص الزيت - خلافاً لحقن الماء، وبحث المخاطر والجوانب المحتملة بما فيها إمكانية ترحيل ثاني أكسيد الكربون في المكمن.
وسيستخدم المشروع 40 مليون قدم مكعبة قياسية في اليوم من ثاني أكسيد الكربون والتي ستُستَخلص وتُعالَج في معمل استخلاص سوائل الغاز الطبيعي في الحوية، وتنقل عبر 85 كيلومتراً من خطوط الأنابيب إلى حقل العثمانية لحقنها هناك. كما سيُحقن ثاني أكسيد الكربون في أربع آبار حقن بطريقة تناوبية للماء والغاز، وسيُحقن كلٌ من ثاني أكسيد الكربون والماء بضغط يعادل 2800 رطل للبوصة المربعة في حواقن بالتناوب، ثم تتبدل كل شهر.
الرصد والمراقبة
أعدَّ فريق العمل برنامجاً مفصلاً لرصد ومراقبة المشروع التجريبي من أجل الحصول على البيانات وكذلك تقييم أدائه. وتشتمل الأهداف الرئيسة لبرنامج الرصد والمراقبة على انتقال ثاني أكسيد الكربون في المكمن، وتقييم الجوانب الأساسية والأخرى المحتملة للمخاطر، وأيضاً فهم آليات الاستخلاص، ومعرفة المسائل التشغيلية، وبناء الثقة العامة في أول مشروع لتخزين ثاني أكسيد الكربون ليس في المملكة فحسب، وإنما في منطقة دول مجلس التعاون الخليجي ككل. وسيجري الرصد والمراقبة من خلال مجموعة من الطرق بما في ذلك الرصد السيزمي، والمسوحات الكهرومغناطيسية، وجاذبية السطح، وفوهة البئر، واختبارات الكشف داخل البئر.
11 مليون ساعة عمل في الإنشاء دون إصابات
يُضغط ثاني أكسيد الكربون في نهاية عملية الضغط بقوة 3500 رطل للبوصة المربعة ليصبح في مستويات ضغط وحرارة فائقة الارتفاع كسائل كثيف. وفي هذه الحالة بالتحديد يُنقل الغاز عبر خط أنابيب إلى منطقة شمال العثمانية من حقل الغوار للحقن بمقدار 2800 رطل للبوصة المربعة. وتُعالَج سوائل الاستخلاص المحسَّن للنفط في معمل فرز الغاز من الزيت في حقل العثمانية رقم (7).
ويقول كبير مهندسي التشغيل المبدئي في معمل العثمانية، المهندس عبداللطيف المفتي: «تجري عملية الضغط في ضاغط مجهز بتروس داخلية يعمل على 7 مراحل، وهو أكبر ضاغط يستخدم في الشركة». ويظل ثاني أكسيد الكربون رطباً بعد مرحلة الضغط الخامسة، ولذلك يوجَّه إلى وحدة لنزع الرطوبة لمعالجته قبل أن يعود إلى الضاغط لاستكمال مرحلتي الضغط السادسة والسابعة.
وبحسب المهندس الأول للمشروع، المهندس محمد السويل، فإن اللجوء إلى مقاولين جدد وتقنيات جديدة جاء من بين الصعوبات التي برزت عند انطلاق المشروع التجريبي، ودخوله مرحلة التشغيل، مشيراً إلى أن مفتاح النجاح وتجاوز الصعوبات تمثَّل في التعاون بين جميع الإدارات في المشروع، حيث أنجز المشاركون في المشروع 11 مليون ساعة عمل في الإنشاء دون إصابات.
ومنذ التشغيل المبدئي لوحدة استخلاص ثاني أكسيد الكربون في معمل سوائل الغاز الطبيعي في الحوية، الشهر الماضي، بدأ نقل ثاني أكسيد الكربون المسال إلى حقل العثمانية لحقنه. كما أُنشئ خزان جديد ومستقل للإنتاج عالي الضغط بالقرب من معمل فرز الغاز عن الزيت رقم (7) في العثمانية، وكذلك إنشاء ضاغط جديد، ومرافق تابعة للتعامل مع كميات إنتاج ثاني أكسيد الكربون عالية التركيز، حيث تتم في هذه المرافق مراقبة السوائل المنتَجة. وستتخذ أرامكو السعودية أي خطوات إضافية لضمان أن تظل أكبر كمية ممكنة من ثاني أكسيد الكربون مختزنة تحت الأرض.
وفيما يتعلق بموقع الحقن، فقد شكّل حقل العثمانية عنصراً أساساً للمشروع، إذ نسّقت الإدارة المعنية في أرامكو السعودية أعمال إنشاء المرافق على طرفي المشروع للتأكد من حقن ثاني أكسيد الكربون بأمان. وتعكف إدارات عديدة على الإسهام في الإنتاج المستمر حيث تشمل أنشطتها في هذا المضمار تسجيل البيانات والاختبار والتقييم.
وسيراقب المهندسون في معمل فرز الغاز من الزيت رقم (7) في العثمانية المشروع لضمان بقاء ثاني أكسيد الكربون محتجَزاً تحت الأرض، ولهذا السبب أُعيد تجهيز المعمل ليشمل المرافق الجديدة، مثل جهاز الفصل الذي يعمل على ثلاث مراحل، وسلسلة ضواغط ثاني أكسيد الكربون، ونظام الشعلة للتعامل مع السوائل المستخلصة لتخضع لمزيد من المعالجة.
وفي حقل العثمانية أيضاً، جُهِّزت 10 آبار - حُفِرت على وجه الخصوص لمشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط- بمجسات رصد أسفل الآبار للتمكن من إجراء رصد تام لمؤشرات المكمن خلال فترة المشروع. وقد تم ربط وتجهيز جميع الآبار العشر بأجهزة قياس تدفق مباشرة، وصمامات ضبط تدفق آلية يسهل التحكم بها عن بعد لضمان الوصول والتحكم التامين بمنطقة المشروع.
وسيعمل مهندسون في الموقع وفي مركز البحوث المتقدمة في أرامكو السعودية على دراسة المشروع التجريبي خلال السنوات الثلاث أو الخمس المقبلة. وستُطبَّق الدروس المستفادة من هذا المشروع في مرافق وحقول الزيت الأخرى في شتى أنحاء المملكة، بما يكفل لأرامكو السعودية المحافظة على موقع الصدارة الذي تتمتع به كأكثر موردي الطاقة إنتاجاً وموثوقية في العالم.
خالد الملحم يفحص بعض الأنابيب بالقرب من لوحة أجهزة قياس ضاغط ثاني أكسيد الكربون في حقل الحوية. والملحم هو أحد العاملين الذين أسهموا في إنجاح مشروع الاستخلاص المحسَّن للنفط باستخدام ثاني أكسيد الكربون
مشغلا التحكم حسين الصالح (يمين) وعامر الحداد يراقبان عملية الضغط في معمل الحوية
أحمد اليوسف، مشرف تشغيل في معمل فرز الغاز عن الزيت رقم (7) في العثمانية