طرق تخزين النفط والغاز

النفط أو الذهب الأسود أو ما يسمى النفط الخام، هو المادة السائلة ذات اللزوجة العالية والكثافة الكبيرة، والتي تأتي بالعديد من الدرجات اللونية المختلفة، تتراوح بين الأخضر والأسود الداكن، ويمكن أن يشتعل بسهولة، ويتم استخراج النفط من الطبقات العليا أو الأولية من القشرة الأرضية، وتختلف خصائص وصفات النفط تبعا للمنطقة التي يتم استخراجها منها.

مما يتكون النفط

يتألف النفط من عدة مكونات أساسية، ويتشكل في النهاية عندما تجتمع معًا بنسب مختلفة .

ومع ذلك، الحقيقة المؤكدة هي أن النفط يتكون من مجموعة معقدة من الهيدروكربونات، وتشمل تركيبتها أيضا موادا تسمى الألكانات الكيميائية، وهي من المواد الثمينة والغنية جدا.

وأظهرت العديد من الإحصائيات والدراسات الخاصة بالطاقة العالمية أن مواد النفط الخام تعد واحدة من أهم تلك المصادر الأولية المعروفة للطاقة بل وأثمنها، وتعد الولايات المتحدة الأمريكية هي الأولى عالمياً والأكبر من حيث استهلاك هذا النوع من الطاقة حيث قدر العلماء أنها تستهلك ما يقرب من 80 مليون برميل يومياً.

تخزين النفط

يشير مصطلح مستودع أو خزان النفط إلى المنشأة التي تستخدم لتخزين المواد الخام من النفط أو المواد البتروكيماوية، ويتم استخدام هذه المواد لأغراض مختلفة مثل التوزيع والتحميل والتصدير، ويمكن أيضًا تسميته بصهريج.

طرق لتخزين النفط

الكثير لا يدرك قيمة تخزين النفط أو الغاز إلا أن الاتجاه العالمي منذ عدة أعوام بدأ يتجه لتخزين الطاقة بأنواعها المختلفة خاصة النفط والغاز. كما بدأ العالم في تخزين هذا النفط والغاز في باطن الأرض، وبدأ يستخرج الكربون من النفط وحده وبدأ في تخزينه ليتمكن من استخدامه في مأرب اخرى.

ومع ذلك، يتطلب تخزينها احتراسا كبيرا لأن الكثيرين لا يدركون خطورة تخزين ومعاملة مواد التشحيم بشكل غير لائق، والمشكلة التي لا بد منها والتي يمكن أن تؤدي إلى تدهور موثوقية المعدات وعمرها الافتراضي. فالتشحيم المناسب لا يتعلق فقط بكمية المواد الملائمة في الوقت المناسب والمكان المناسب، بل يتعلق أيضا بالحفاظ على نظافة وبرودة وتحديد صحيح لمواد التشحيم. وفيما يلي بعض النصائح للمساعدة في تحديد أفضل الممارسات لتخزين ومعالجة التشحيم بشكل صحيح

متطلبات تصميم غرفة التشحيم

يجب أن تكون غرفة التشحيم المصممة بشكل صحيح عاملة وآمنة وقابلة للتوسيع، وتوفر جميع متطلبات التخزين والمناولة اللازمة للمنشأة. يجب أن تتمكن تصميمات غرفة التشحيم من الحفاظ على أقصى سعة تخزين دون السماح بتخزين كمية كبيرة من الزيت والشحوم.

سيسمح تحديد كمية الزيت السائب وتخزين الشحوم باستخدام الزيوت المخزنة في الوقت المناسب. بعض الميزات الرئيسية التي يجب مراعاتها هي باب الوصول المحدود ، والذي سيسمح بتسجيل دخول من ومتى يدخل فني التشحيم الغرفة ويغادرها ؛ منطقة هبوط مرئية لمواد التشحيم الجديدة ؛ تسجيل جميع عمليات تسليم مواد التشحيم الجديدة ؛ تسهيل ترشيح مواد التشحيم المخزنة ؛ توفير أجهزة سلامة مناسبة ؛ تخصيص مساحة أرضية كافية لخزانات تخزين مقاومة للحريق لتخزين حاويات التعبئة ، وبنادق الشحوم .

كما تتضمن مكتبًا وجهاز كمبيوتر لتتبع المخزون وأخذ العينات والترشيح والاستلام وما إلى ذلك. إنها أيضًا فكرة ذكية أن يكون لديك منطقة تخزين منفصلة لتخزين الحقائب بالجملة والطبول والدلاء وتخزين النفط السائب المنطقة الأولى من نظام تخزين ومعالجة زيوت التشحيم التي تتطلب الانتباه هي التخزين السائب.

سواء كان تخزين مواد التشحيم في خزان سعة 10000 جالون أو براميل سعة 55 جالونًا ، من المهم جدًا ضمان عدم تلوث جودة مواد التشحيم بالتلوث أو الترسيب الإضافي، للمساعدة في ضمان بقاء مواد التشحيم في حالة مثالية ، يجب على المرء تحديد مقدار مواد التشحيم التي يجب تخزينها في وقت واحد.

أما بالنسبة للمساعدة في هذه العملية، يمكن استخدام خطوات معينة، مثل تحديد معدل استهلاك مواد التشحيم. سوف يختلف الاستهلاك بشكل كبير حسب نوع الصناعة والمعدات. لضمان تخزين الكميات الصحيحة من مواد التشحيم في المنشأة ، يجب تحديد معدل الاستهلاك. هناك العديد من العوامل التي تساهم في الاستهلاك ، والتي تتراوح من التسريبات إلى التصريف المفرط والتعبئة.

تحديد سعة تخزين مواد النفط أو التشحيم

• تختلف سعة تخزين مواد التشحيم المطلوبة حسب معدل الاستهلاك، ولكن في كثير من الأحيان يكون هناك كمية قليلة جدًا أو كبيرة جدًا من مواد التشحيم المخزنة في نفس الوقت.
• يجب زيادة سعة التخزين المناسبة لتحقيق أقصى فترة صلاحية، ولكن يمكن تخزين نسبة مئوية إضافية من مواد التشحيم الحرجة في حالات الطوارئ.
• يضمن تخزين الغاز الطبيعي تحت الأرض توصيلًا موثوقًا وسريع الاستجابة، ويعتبر الغاز الطبيعي الوقود الأكثر تنوعًا في الولايات المتحدة.
• يتم استخدام هذا الوقود المحلي لطهي الطعام وتشغيل المركبات وتوليد الكهرباء، وكمادة خام لمنتجات مثل الأسمدة والبلاستيك، ومن بين أهم استخدامات الغاز الطبيعي تسخين المباني والمنازل
• يتم استخدام الغاز الطبيعي في حوالي نصف المنازل الأمريكية كمصدر رئيسي للتدفئة، ونتيجة لذلك، يوجد اختلاف كبير في استهلاك الغاز الطبيعي على مدار الفصول، حيث يكون الاستهلاك أعلى خلال فصل الشتاء وأقل خلال فصول الطقس المعتدلة.

أهمية تخزين الغاز الطبيعي

بالنسبة للغاز الطبيعي، يمكن تخزينه تحت العرض والطلب في أي يوم على مدار العام، من خلال التكيف مع التقلبات اليومية والموسمية في الطلب، بينما يظل إنتاج الغاز الطبيعي نسبياً ثابتاً على مدار السنة.

الفوائد البيئية للغاز الطبيعي

• ساعد النمو في استخدام الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة على جعلها رائدة على مستوى العالم في الحد من انبعاثات الهواء، بدءًا من الملوثات المعيارية مثل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، وصولًا إلى الغازات الدفيئة.
• في عام 2014، اكتشف الباحثون في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أن زيادة استخدام الغاز الطبيعي في توليد الطاقة أدت إلى تقليل انبعاثات أكسيد النيتروجين بنسبة 40٪ وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت بنسبة 44٪ منذ عام 1997
• في عام 2015، قررت إدارة معلومات الطاقة أن زيادة استخدام الغاز الطبيعي ساعد على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالكهرباء في الولايات المتحدة بنسبة 9٪ عام 2014 مقارنةً بمستويات عام 2005.

آلية التخزين تحت الأرض

• ببساطة، عندما يكون إنتاج الغاز الطبيعي أعلى من استهلاكه (عادة من أبريل إلى أكتوبر)، يتم تخزين الزائد. وعندما يكون إنتاج الغاز الطبيعي أقل من الاستهلاك (من نوفمبر إلى مارس)، يتم سحب الغاز من التخزين لتلبية الطلب. في الواقع، حوالي 20 في المائة من استهلاك الغاز الطبيعي في كل فصل شتاء يأتي من التخزين تحت الأرض.
• يمكن أيضًا استخدامالتخزين للحفاظ على تدفق الغاز الطبيعي للعملاء في حالة حدوث اضطرابات مؤقتة في الإنتاج، ويساعد أيضًا شركات خطوط الأنابيب بين الولايات على توزيع إمدادات النظام على خطوط النقل لمسافات طويلة.
• المرونة والقابلية للتعديل المتاحة في وسائل التخزين هي المفتاح للحفاظ على تدفق الغاز الطبيعي بشكل موثوق وسريع الاستجابة.

تخزين الغاز الطبيعي

يمكن تخزين الغاز الطبيعي، الذي هو هيدروكربون عديم اللون والرائحة، بعدة طرق مختلفة، ويتم الحفاظ عليه في المخازن تحت الأرض تحت ضغط في ثلاثة أنواع من المرافق.

تتألف هذه المرافق التحتية من خزانات تستخدم في حقول النفط والغاز الطبيعي، وفي طبقات المياه الجوفية وتشكيلات المغارات الملحية. يتم أيضا تخزين الغاز الطبيعي على شكل سائل أو غاز في خزانات فوق الأرض

لكل نوع من وسائل التخزين خصائصه الفيزيائية مثل المسامية والنفاذية والقدرة على الاحتفاظ، وكذلك الاقتصاديات مثل تكاليف الإعداد والصيانة ومعدلات التسليم وإمكانية التدوير، وتلك الخصائص تحدد مدى مناسبتها لتطبيقات معينة. هناك صفتان مهمتان للتخزين تحت الأرض، وهما القدرة على الاحتفاظ بالغاز الطبيعي للاستخدام المستقبلي ومعدل سحب المخزون من الغاز، ويشار إليه بمعدل التسليم الخاص به.

يتم تخزين معظم الغاز الطبيعي الحالي في الولايات المتحدة في حقول الغاز الطبيعي أو النفط المستنفدة القريبة من مراكز الاستهلاك، ويتم استخدام أنظمة التجميع وخطوط الأنابيب لتحويل الإنتاج من الحقول إلى واجب التخزين في الآبار الموجودة.

يُعَدُّ استخدام خزانات النفط والغاز الطبيعي المستنفدة أكثر أماكن التخزين الجوفية شيوعًا، نظرًا لتوافرها الواسع. في بعض المناطق، وخاصة في وسط غرب الولايات المتحدة، تم تحويل طبقات المياه الجوفية الطبيعية إلى خزانات تخزين الغاز الطبيعي.

ما هو الخزان الجوفي

• يمكن استخدام الخزان الجوفي لتخزين الغاز إذا كان التكوين الصخري الرسوبي الحامل للماء متداخلاً مع صخرة غطاء لا يمكن اختراقها.
• على الرغم من تشابه جيولوجيا طبقات المياه الجوفية مع حقول الإنتاج المستنفدة، إلا أن استخدامها في تخزين الغاز الطبيعي يتطلب عادة المزيد من غاز القاعدة (الوسادة) ويسمح بمرونة أقل في الحقن والسحب.
• يمكن تحسين معدلات التسليم من خلال وجود محرك مائي نشط، والذي يعزز ضغط الخزان من خلال دورات الحقن والإنتاج. توفر الكهوف الملحية معدلات سحب وحقن عالية جداً مقارنة بسعة الغاز العاملة. كما أن متطلبات الغاز الأساسية منخفضة نسبياً.
• تم تطوير معظم مرافق تخزين كهوف الملح في تكوينات قبة الملح الموجودة في دول ساحل الخليج، كما تم صنع كهوف الملح (من خلال عملية تسمى الترشيح) في تكوينات الملح في الفراش في ولايات الشمال الشرقية والوسط الغربي والجنوب الغربي.
• يعتبر بناء الكهف أكثر تكلفة من التحويلات الميدانية المستنفدة عند حساب التكلفة بالدولار لكل 1000 قدم مكعب من سعة الغاز العاملة، ومع ذلك، فإن القدرة على إجراء العديد من دورات السحب والحقن كل عام تخفض من تكلفة الوحدة لكل 1000 قدم مكعب من الغاز المحقون والمستخرج