أجهزة القياس وتحليل الغاز في صناعة النفط والغاز

يتطلب تعقيد عمليات التنقيب عن النفط والغاز واستخراجهما تركيبأدوات قياس وتحليل موثوقة (تحليل الغاز، وقياس التدفق، وقياس الضغط، وقياس درجة الحرارة، وقياس المستوى). يضمن التحكم الأمثل في المعدات، حتى في البيئات القاسية، موثوقية العمليات وطول عمر المنشآت البحرية أو الساحلية.

يمكن أن يساعد اختيار الأجهزة المناسبة في حماية البيئة من خلال اكتشاف التسريبات أو إيقافها وجعل عمليات نقل النفط والغاز وتخزينهما أكثر موثوقية.

تعدصناعة النفط قطاعاً رئيسياً في الاقتصاد العالمي، حيث توفر الكثير من الطاقة اللازمة لتشغيل وسائل النقل والصناعة والمنازل. ويتطلب النفط، وهو مورد غير متجدد، استخراجه وتكريره ومعالجته بعناية لتحويله إلى منتجات قابلة للاستخدام.

دعونا نستكشف المراحل المختلفة في تكوين النفط وتكوينه، وكذلك عمليات التكرير والمعالجة. وسننظر أيضًا في قضايا السلامة والقضايا التنظيمية، وكذلك طرق قياس العمليات والتحكم فيها. هذه الجوانب ضرورية لضمان كفاءة وسلامة العمليات في صناعة النفط.

تكوين النفط وتكوينه

النفط هو خليط معقد من الهيدروكربونات التي تتكون من تحلل المواد العضوية الموجودة في صخور المصدر. هذه الصخور المصدرية هي البقايا المتحجرة للنباتات المائية أو الأرضية والبكتيريا والحيوانات المجهرية التي تراكمت في قاع المحيطات أو البحيرات أو الدلتا. وتحت تأثير درجات الحرارة والضغوطات العالية، تتحول هذه المواد العضوية إلى نفط وغاز سائلين. ويتكون النفط من آلاف الجزيئات المختلفة التي يجب تفكيكها وتحويلها كيميائياً لإنتاج منتجات قابلة للاستخدام.
وهذا التحول ضروري لإنتاج الوقود والمنتجات الثانوية الأخرى التي نستخدمها كل يوم.

استخراج النفط

النفط التقليدي

حقل نفط بري

يُستخرج النفط الخام من مكامن النفط عن طريق الحفر، أو عن طريق الضخ إذا كان النفط لا يتدفق بشكل طبيعي.

حقل نفط بحري

في عرض البحر، تدعم المنصة المعدات اللازمة لمختلف مراحل الحفر واستخراج النفط.

إذا لم يكن ضغط الخزان مرتفعاً بما يكفي للسماح للنفط بالتدفق بشكل طبيعي، يتم إدخال الماء المضغوط لدفع الهيدروكربونات إلى أعلى. ولضمان سلامة المنشآت، من الضروري استخدام أدوات قياس موثوقة.

النفط غير التقليدي

زيت الصخر الزيتي

يُستخرج النفط والغاز الصخريين من الصخر الزيتي عن طريق العمليات الحرارية أو الكيميائية أو الهيدروجينية. تبلغ موارد الصخر الزيتي في العالم 6.7 تريليون برميل، أي أربعة أضعاف النفط التقليدي (تقديرات عام 2013). وتوجد أكبر الرواسب في الولايات المتحدة.

محطات النفط SANDS

ونظراً لأن النفط الخام في الرمال النفطية شديد اللزوجة ولا يمكن استخراجه باستخدام عملية تقليدية، يتم حقن بخار عالي الحرارة لخفض لزوجة النفط بحيث يمكن استخراجه بدون الرمال.

إنتاج الغاز

يتم إنشاء بئر غاز عن طريق حفر حفرة بعمق 3,000 إلى 5,000 متر. ثم تُستخدم مرافق المعالجة بعد ذلك لتنقية الغاز عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون أو المخلفات السائلة (فاصل شجرة إكسمس). وتتطلب هذه العمليات تركيب أدوات قياس مناسبة.

الغاز الطبيعي غير التقليدي

الغاز الصخري

الغاز الصخري هو الغاز الطبيعي الموجود في التكوينات الصخرية.
ونظراً لانخفاض نفاذيته، لا يمكن استخراجه باستخدام طرق الحفر التقليدية. في السنوات الأخيرة، اعتمدت صناعة الغاز الطبيعي الحفر الأفقي والتكسير الهيدروليكي لاستخراج الغاز الصخري. وقد أصبح الغاز الصخري مصدرًا رئيسيًا للغاز الطبيعي، خاصة في الولايات المتحدة وكندا.

الوقود الغازي

الغاز الطبيعي المسال (LNG) وغاز البترول المسال (LPG)

التكرير والمعالجة

تكرير النفط عملية معقدة تتضمن فصل المكونات المختلفة للنفط الخام وفقاً لدرجة غليانها وكثافتها. وتتمثل المنتجات الرئيسية للتكرير في الوقود (البنزين والديزل والبارافين) وزيوت التشحيم والبيتومين والبتروكيماويات. وتشمل معالجة النفط أيضاً إزالة الشوائب والملوثات، مثل الكبريت والنيتروجين والمعادن الثقيلة.

تضمن هذه المراحل جودة المنتجات النهائية وتفي بالمعايير البيئيةالصارمة. يتطلب تكرير النفط ومعالجته تقنيات متقدمة وعمليات صارمة لزيادة الكفاءة إلى أقصى حد وتقليل الأثر البيئي.

السلامة واللوائح التنظيمية

تخضعصناعة النفط للوائح صارمة للسلامة وحماية البيئة. يجب على شركات النفط الامتثال لمعايير الصحة والسلامة المهنية، وكذلك اللوائح البيئية لتقليل تأثير أنشطتها على البيئة.

يمكن أن يكون للحوادث وتسريبات النفط عواقب وخيمة على البيئة وصحة الإنسان، لذلك من الضروري اتخاذ تدابير وقائية ورقابية لتجنب هذه المخاطر. تحتاج الشركات إلى وضع بروتوكولات سلامة صارمة واستخدام أحدث التقنيات لمراقبة عملياتها والتحكم فيها.

قياس العمليات والتحكم فيها

قياس العمليات والتحكم فيها ضروريان لضمان السلامة والكفاءة فيصناعة النفط. تُستخدم أدوات القياس والتحكم لرصد البارامترات الحرجة مثل الضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق وتكوين السوائل.

تُستخدم أنظمة التحكم الآلي لتنظيم العمليات واتخاذ الإجراءات التصحيحية في حالة حدوث انحرافات. تتطور تقنيات القياس والتحكم باستمرار لتلبية احتياجات صناعة النفط وتحسين سلامة العمليات وكفاءتها.

يعد استخدام أدوات قياس دقيقة وموثوقة أمرًا ضروريًا لضمان التشغيل السلس للمنشآت وجودة المنتجات النهائية.