كيف تستخدم الحرارة لزيادة إنتاج النفط؟
هناك أربعة أنواع رئيسة من الاستخلاص المعزز للنفط المبني على الحرارة التي تجعل النفط الثخين واللزج أكثر حركة وبالتالي يسهل استخراجه.
1. الاحتراق الموضعي:
تشتمل هذه الطريقة على إشعال النار في بعض النفط الموجود في المكمن مما ينتج عنه بخار ساخن وغاز. ومن نافلة القول أن يكون هذا الأسلوب هو أكثر الأساليب الحرارية الأربعة حاجة للحذق لتنفيذه كما ينبغي. وعموماً يستخدم هذا الأسلوب فقط في مكمن ذي نفاذية أكبر (بحيث يتسنى للنفط أن ينساب بسهولة عبر شقوق صخرة المكمن) وحتى عند ذلك ينبغي اللجوء إليه كآخر حل). ولتنفيذ هذه الطريقة يتم إنزال مشعل في البئر ويحقن الأوكسجين للمساعدة في إشعال النفط. ومع أن بعض النفط يفقد أثناء عملية الحرق إلا أن الفائدة تتمثل في أن كمية كبيرة من النفط المتبقي يمكن استخلاصها ذلك أن الحرارة تكون قد خففت اللزوجة. ومن جانب آخر يساعد البخار المنتج على دفع النفط عبر المكمن وصولاً إلى الآبار فيما تعمل الغازات التي أفرزها الاحتراق بطريقة مماثلة كأسلوب قياسي لإنتاج النفط بواسطة الدفع باستخدام الغاز (الطاقة المنتجة من تمدد الغاز تدفع النفط من المكمن إلى بئر الإنتاج في الخارج).
2. البخار الحلقي:
يعرف هذا الأسلوب الحراري من أساليب الاستخلاص المعزز للنفط أيضاً باسم آخر أكثر قرباً للنفس وهو “النفخ”. وما يميز هذا الأسلوب عن الأساليب الأخرى هو عدم وجود بئرين منفصلتين إحداهما للحقن والأخرى للإنتاج. وبدلاً من ذلك يتم حقن البخار وإنتاج سوائل البئر من نفس البئر. فأولاً يتم حقن البخار في المكمن لتسخين الجزء المتاخم لعمود البئر. وهذا من شأنه أن يجعل النفط ينساب بسهولة أكثر إلا أن البخار يحتاج لوقت لكي يقوم بعمله. لذلك ما أن تكتمل عملية الحقن حتى يتم إغلاق البئر بصفة مؤقتة (وهو ما يعرف في صناعة النفط بعملية الإغلاق). وعندما يلامس البخار الساخن صخرة المكمن الباردة نوعاً يتكثف ويصبح ماء ساخناً مما ينتج المزيد من الحرارة التي تقوم بدروها هي أيضاً في تحسين تدفق النفط أكثر. وبعد بضعة أيام تفتح البئر مرة أخرى ويتم ضخ خليط النفط والماء الموجود حول البئر إلى السطح إلى أن ينزل مستوى النفط في هذا الخليط إلى مستوى متدنِ للغاية. وفي هذه النقطة يمكن إعادة العملية برمتها مرة أخرى. وبمجرد أن يتم الربط بين الآبار بخط تدفق يصبح من الممكن تحويل مشروع الحقن بالبخار الحلقي إلى مشروع كامل للغمر بالبخار.
3. الغمر بالبخار ( أو دفع النفط بواسطة البخار):
ويشتمل هذا الأسلوب على حقن البخار باستمرار داخل المكمن ويؤدي دوره كما ينبغي عندما يكون المكمن ذو نفاذية جيدة وكانت صخرة المكمن غير متشققة. فإذا كانت صخرة المكمن متشققة فسوف يتجه البخار مباشرة عبر هذه الشقوق إلى آبار الإنتاج بدلاً من شق طريقه عبر صخرة المكمن. وفور حقنه يكوِّن البخار تراكماً في المكمن ومع انزياح هذا البخار المتراكم بعيداً عن البئر الحاقنة يبدأ البخار في التكثف ليصبح ماءَ ساخناً. إن عملية التكثف تطلق حرارة كامنة مما يساعد النفط على التدفق بسهولة أكثر. وبالتالي يندفع النفط المتراكم أمام الماء الساخن في اتجاه الآبار المنتجة. وهناك فائدة مضافة تتمثل في أن الهيدروكربونات الخفيفة تتبخر بفعل الحرارة ومع تحركها قبل البخار المتراكم وتختلط مع النفط الذي يكون أثقل نسبياً ليجعله يتدفق بسهولة أكثر-هذا ويستفيد أسلوب الغمر بالبخار من طريقة الاستخلاص المعزز للنفط باستخدام الغاز الخلوط.
4. أسلوب تصريف النفط والغاز بفعل الجاذبية باستخدام الحرارة:
هذا أسلوب معقد كما يبدو من اسمه ولم يتم تجريبه بعد بشكل كامل في أي مكان في العالم.
ويعتبر أسلوب تصريف النفط والغاز بفعل الجاذبية باستخدام الحرارة مثالياً في المكامن التي تسودها شقوق كثيرة ذلك أن البخار يتم حقنه مباشرة في هذه الشقوق لكي يقوم بتسخين صخور المكمن ويخفض بالتالي من لزوجة النفط الذي تحتويه بين ثناياها. وخلافاً لما هو الحال بالنسبة لعملية الغمر بالبخار لا تظهر هنا الحاجة للبخار ليقوم بدفع النفط إلى آبار الإنتاج وإنما المطلوب منه فقط هو جعل النفط يتدفق بسهولة أكثر. وهذا الإجراء يسمح للجاذبية بإعطاء النتيجة المطلوبة مما يجعل النفط ينزل في الشقوق ومن هناك إلى آبار إنتاج أفقية تكون موجودة في أسفل المكمن تقريباً. ويتمثل أحد التحديات الكبيرة التي تواجه الشركة في حاجة الشركة لمعرفة الكيفية التي يرتبط بها كل شق مع الشق الآخر. ومن المعروف أن هذه العملية تنتج كميات هائلة من المياه الملوثة التي ينبغي التخلص منها بطريقة لا تلحق ضرراً بالبيئة.
