الفرق بين الصخر الزيتي والزيت الصخري وكذلك كيفية استخراج النفط من الصخر الزيتي، كما سنوضح استخدامات النفط الصخري، وكذلك سنتحدث عن ما هي الصخور النفطية، كما سنقدم التركيب الكيميائي للصخر الزيتي، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعونا.
الفرق بين الصخر الزيتي والزيت الصخري
– الصخر الزيتي:
يُعدّ الصخر الزيتي (بالإنجليزية: Oil shale) نتاجاً لعملية التحلل الحراري، والتي تتمثّل بتسخين الصخور الرسوبية المُحتوية على بعض المواد الأسفلتية أو البيتومينية الصلبة المعروفة باسم الكيروجين (بالانجليزية: Kerogen)، وينتج عن هذا التسخين إطلاق بعض السوائل الشبيهة بالسوائل النفطية.
– الزيت الصخري:
الزيت الصخري هو زيت غير تقليدي ينتج من شظايا الصخر الزيتي بواسطة الانحلال الحراري أو الهدرجة أو التذويب الحراري وتعمل هذه العمليات على تحويل المادة العضوية داخل الصخر (الكيروجين) إلى نفط وغاز اصطناعي، يمكن استخدام الزيت الناتج على الفور كوقود أو ترقيته لتلبية مواصفات المواد الأولية للمصفاة عن طريق إضافة الهيدروجين وإزالة الشوائب مثل الكبريت والنيتروجين ويمكن استخدام المنتجات المكررة لنفس الأغراض مثل تلك المشتقة من النفط الخام.
ويستخدم مصطلح «الزيت الصخري» أيضًا للنفط الخام المنتج من الصخر الزيتي من التكوينات الأخرى منخفضة النفاذية ومع ذلك، للحد من خطر الخلط بين النفط الصخري المنتج من الصخر الزيتي والنفط الخام في الصخر الحامل للزيت، يفضل استخدام مصطلح «زيت محكم» بالنسبة للأخير، توصي وكالة الطاقة الدولية باستخدام مصطلح «النفط الخفيف المحكم» وتقرير موارد الطاقة العالمية لعام 2013 الصادر عن مجلس الطاقة العالمي يستخدم مصطلح «النفط المحكم» للنفط الخام في الصخر الحامل للنفط.
كيفية استخراج النفط من الصخر الزيتي
كانت تتمثل في تكسير الصخور إلى حبيبات بحجم بضع مليمترات وتعريضها للحرارة بمعزل عن الأوكسجين لتعطي مركبات هيدروكربونية تشبه النفط الخام.
وبعد استخراج هذه المواد السائلة من الصخور تؤخذ لوحدة المعالجة بالهيدروجين وهنا تحتاج العملية إلى كميات كبيرة من الماء.
استخدامات النفط الصخري
استخدم البشر النفط الصخري منذ آلاف السنين، وقد استخدم سكان بلاد ما بين النهرين القدماء النفط الصخري، لتعبيد الطرق، وسد الشقوق في السفن، وقد غمس المنغوليون القدماء أطراف سهامهم في النفط الصخري أثناء المعارك، وأرسلوا سهامًا مشتعلة على أعدائهم في الشرق الأوسط، وقد كان النفط الصخري اللزج أحد مكونات الفسيفساء المزخرفة.
وحاليًا يُستخدَم معظم الزيت الصخري كوقود في محطات توليد الطاقة، فعلى سبيل المثال، يُستخدَم 90% من الزيت الصخري المنتج في إستونيا لتوليد الطاقة، كما تَستخدِم دول مثل رومانيا وروسيا النفط الصخري لتوليد الطاقة، ويُمكن استخدامه أيضًا لإنتاج العديد من المنتجات بما في ذلك: ألياف الكربون، والمواد الماصة، وأسود الكربون (بالإنجليزية: Carbon Black)، والفينولات، والراتنجات، والمواد اللاصقة، ومواد الدباغة، وبيتومين الطرق، والأسمنت، والطوب، وكتل البناء والزخرفة، والأسمدة، وعزل الصوف الصخري، والزجاج، والمنتجات الصيدلانية.
ما هي الصخور النفطية
طبقات صخرية قريبة من سطح الأرض، لا تحتوي على النفط، لكن تحتوي على مادّة عضوية تسمّى “كيروجين”، إذا جرى تسخينها إلى درجات حرارة عالية تتحوّل إلى نفط عالي الجودة.
ويمكن النظر إلى هذه الصخور -التي تسمّى بالعربية “صخور السجّيل”- على أنها ستتحوّل إلى نفط يومًا ما، إذا تعرّضت لمزيد من الحرارة، لذلك فإن عملية استخراج النفط منها ما هي إلّا عملية تسريع لما قد يحدث في الطبيعة.
يوجد هذا النوع من الصخور في أماكن مختلفة من العالم، خاصّةً جبال الروكي في ولاية كولورادو الأميركية، وأستراليا والصين والبرازيل.
كما توجد بعض الاحتياطيات في الأردن وفلسطين، ويمكن حرقها مباشرةً للحصول على الطاقة في محطات الكهرباء وبعض المصانع، وتبلغ احتياطيات النفط فيها نحو ثلاثة أضعاف الاحتياطي العالمي من النفط التقليدي.
سبق استخراج النفط من هذه الصخور عمليةَ اكتشاف النفط التقليدي بعدّة سنوات، حيث حصل ذلك في فرنسا، عام 1837، بينما اكتُشِف النفط التقليدي في الولايات المتحدة، عام 1859.
ولم تنجح عملية استخلاص النفط من الصخور النفطية بشكل تجاري حتّى يومنا هذا، بسبب ارتفاع تكاليف استخراج النفط من الصخور، وأضراره البيئية الكبيرة مقارنةً بالطرق التقليدية لاستخراج النفط، إلّا إن المحاولات في الأردن مستمرّة حتّى الآن.
تكاليف إنتاج هذا النفط مرتفعة جدًّا، وتبلغ أضعاف تكاليف إنتاج النفط التقليدي أو النفط الصخري.
التركيب الكيميائي للصخر الزيتي
تتكون الصخور الزيتية من مادة عضوية صلبة مغمورة في مصفوفة معدنية غير عضوية كيميائيًا، ويتكون المحتوى المعدني أساسًا من السيليكون والكالسيوم والألمنيوم و المغنيسيوم والحديد، والصوديوم والبوتاسيوم الموجود في معادن سيليكات وكربونات وأكسيد وكبريتيد، والتركيب الكيميائي للمواد العضوية هو متغير، وتتكون أساسا من الجزيئات العضوية المعقدة التي تحتوي على الهيدروجين والكربون وكذلك كميات معينة من العناصر الأكسجين والميتريك والكبريت، وقد تؤثر العناصر المغايرة للمادة على آثار الزيت المستخرج من الصخر، مما يؤثر في كثير من الأحيان على اختيار عمليات التحسين والتكرير.
وتعرف أحيانا الصخور من مناطق مختلفة وأصول جيولوجية مختلفة عن محتوى تلك العناصر الحاسمة، فعلى سبيل المثال، من المعروف أن الصخر الزيتي Kukersite في استونيا هو غني بالأكسجين، وإن الصخر الزيتي الذي نشأ في بيئات البحيرة المالحة، مثل صخور GRF في غرب الولايات المتحدة، يميل إلى أن يكون غنيًا بـ النيتروجين، في حين أن الصخور الزيتية البحرية كتلك الموجودة في المغرب ومصر وفلسطين والأردن غنية بالكبريت.
