الوقود الأحفوري في الأردن

• أتعرف أنواع الوقود الأحفوري في الأردن.
• أناقش طرائق استخلاص النفط من الصخر الزيتي.
• أقوم فائدة استخدام الصخر الزيتي والفحم الحجري في إنتاج الطاقة.
• أبين أهمية استثمار مصادر الطاقة الأحفورية في الاقتصاد المحلي.

النفط والغاز في الأردن: ماذا اكتشفنا ولماذا لا يكفي؟

توجد العديد من الشواهد على وجود النفط والغاز الطبيعي في الأردن

• البداية: بدأت المملكة بالتنقيب عن النفط والغاز الطبيعي منذ عام 1947.
• الذروة: بلغت ذروته بين عامي (1978م - 1986م) بعد تبني الحكومة الاستراتيجية الوطنية لمشروع التنقيب عن البترول، وبكوادر وطنية.
• الحصيلة: حُفر خلال تلك المدة 85 بئرًا.
• أبرز النتائج:
• اكتشاف النفط في حقل حمزة عام 1984.
• اكتشاف الغاز الطبيعي في حقل الريشة عام 1987.
• الحصول على معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية عن معظم مناطق المملكة، جذبت شركات النفط العالمية للاستثمار.

فلماذا بقيت الكميات المكتشفة متواضعة؟

• الكميات: كانت الكميات المكتشفة سابقًا متواضعة وغير تجارية.
• أسباب ذلك عند الجيولوجيين:
• معظم الترسّبات في الأردن كانت قارية وليست بحرية، ما أدى إلى قلة المواد العضوية فيها.
• المناطق ذات الترسّبات البحرية لم تُدفن بعمق كافٍ، فانخفضت درجة الحرارة اللازمة لإنضاج المادة العضوية في صخور المصدر وتحويل الكيروجين إلى نفط وغاز طبيعي.
• كثرة الأنشطة التكتونية أدت إلى تبخر وتسرب المواد الهيدروكربونية.

• عام 2017: قُسمت المملكة إلى اثنتي عشرة منطقة استكشافية، منها منطقة الأزرق ومنطقة البحر الميت ومنطقة السرحان التطويرية.
• التسويق: تُسوَّق تلك المناطق باستمرار بالتفاوض المباشر مع شركات التنقيب عن النفط.

• خصائصها: المغناطيسية والكهربائية والموجات الزلزالية والجاذبية.
• الطرائق الجيوفيزيائية: هي الطرائق التي تعتمد على هذه الخصائص.
• استخداماتها: تحديد طبقات الأرض الرئيسة (القشرة والستار واللب)، والتنقيب عن الخامات المعدنية ومصائد النفط والغاز الطبيعي والأحواض المائية.

خريطة المناطق الاستكشافية: أين تُحفر الآبار؟

• الشكل (20): قُسمت المملكة إلى مناطق استكشافية للتنقيب فيها عن النفط والغاز الطبيعي، وتُسوَّق للشركات الدولية من أجل الاستثمار فيها.
• الأسماء التي يظهرها الشكل: شرق الصفاوي، والريشة، وغرب الصفاوي، والمرتفعات الشمالية، والبحر الميت، والأزرق، والسرحان، ومنطقة السرحان التطويرية، والجفر، والبترا، ورم، وحقل حمزة التطويري.
• العقبة: منطقة حظر لا يتم العمل بها.
• التفصيل: سيتم الحديث عن منطقتي حقل الريشة وحقل حمزة التطويري بشيء من التفصيل.

أحدّد المناطق الاستكشافية التي اكتُشف فيها نفط أو غاز طبيعي.

أتحقق: أحدد المناطق التي اكتُشف النفط والغاز الطبيعي فيها في الأردن.

أبحث: أستعين بمصادر المعرفة المتوافرة، ومنها شبكة الإنترنت، وأبحث عن الأسباب التي أدت إلى عدّ منطقة العقبة منطقة حظر لا يتم العمل بها، ثم أكتب تقريرًا وأعرض نتائجه.

حقل حمزة: نفط يحتاج إلى تجديد

• الموقع: يقع حقل حمزة شرقي الأردن في صخور خازنة مكونة من الصخر الجيري تعود إلى العصر الكريتاسي الأعلى.
• وتقدر مساحته بحوالي $363\ \text{km}^2$.
• الآبار: حُفرت 19 بئرًا فيه، منها 4 آبار منتجة.
• الإنتاج: بلغ مجموع ما أُنتج منها مليون برميل نفطي تقريبًا.

• التطوير: كُلفت شركة البترول الوطنية بتجديد الحقل وتطويره.
• تنفيذ أعمال تحسين البنية التحتية.
• صيانة مرافق الحقل الإنتاجية كلها، كونها أصبحت مستهلكة.
• إجراء عمليات تزيد من طاقته الإنتاجية.

الريشة: حقل الغاز في أقصى الشمال الشرقي

• الموقع: توجد منطقة الريشة في أقصى شمال شرق الأردن.
• وتقدر مساحتها بحوالي $8367\ \text{km}^2$.
• الامتياز: مُنحت اتفاقية امتياز التنقيب لشركة البترول الوطنية منذ عام 1996 مدة $50$ عامًا.
• الغاز: يقع غاز الريشة في صخور خازنة مكونة من الصخر الرملي تعود إلى العصر الأوردوفيشي.

رمال القار: نفط تسرّب عبر الصدوع

• أماكن التكشف: تتكشف رمال القار على امتداد صدع رئيس يقطع منطقة شمال البحر الميت باتجاه شمال شرق، في الوديان شمال البحر الميت.
• المناطق الثلاث الرئيسة:
• وادي عسال
• وادي أحيمر
• وادي الذراع
• الصخور: ينحصر وجودها في الصخور الرملية التابعة للعصر الكامبري، وصخور رمل الكرنب التابعة للكريتاسي الأسفل.

• السبب: وجود خزان نفطي أسفل البحر الميت.
• الصدوع: ونتيجة تكون حفرة الانهدام تشكلت العديد من الصدوع التي ساعدت على تسرب النفط إلى سطح الأرض وتركيزه على امتداد تلك الصدوع.
• ما حدث للنفط المتسرب: تبخرت المكونات الخفيفة منه أو تحللت بفعل البكتيريا الهوائية، وبقيت المواد الثقيلة مثل الأسفلت شبه الصلب في الصخور الرملية، مشكلةً رمال القار.

أتحقق: أحدد العصور الجيولوجية التي تتكشف رمال القار في الصخور التابعة لها.

كيف تشكلت رمال القار قرب البحر الميت؟

الصخر الزيتي: كنز الأردن غير التقليدي

• لماذا الصخر الزيتي؟ بسبب النقص الكبير في موارد الطاقة التقليدية، اتجهت الأنظار إلى مصادر الطاقة غير التقليدية، ومنها الصخر الزيتي.
• الصخور: يوجد في الصخور الجيرية المارلية الغنية بمادة الكيروجين.
• أصل الكيروجين: بقايا نباتات وعوالق بحرية ضحلة وبحيرية ترسّبت خلال العصر الكريتاسي الأعلى، ثم دُفنت وتحولت المادة العضوية بسبب زيادة درجة الحرارة والضغط إلى كيروجين.

• الاحتياطي: تقدر احتياطات الأردن من الصخر الزيتي بحوالي $70\ \text{B.ton}$، تكفي لسد حاجة الأردن من الطاقة مددًا طويلة من الزمن.
• الانتشار: يقدر الجيولوجيون أن رواسبه موجودة تحت أكثر من 60% من أراضي الأردن، وتتوزع على 16 موقعًا تقريبًا.
• أهم المواقع: في وسط المملكة، منها اللجون، وأم غدران، والسلطاني، ووادي مغار.

أتحقق: أحدد نوع الصخور التي يوجد فيها الصخر الزيتي في الأردن.

يطلب الشكل تحديد ثلاث مناطق يتوزع فيها الصخر الزيتي في المنطقة الجنوبية من الأردن، ولا يسمي النص هذه المناطق الثلاث.

أعمل فيلمًا قصيرًا: باستخدام برنامج صانع الأفلام ⁦(movie maker)⁩ يوضّح كيفية توزّع أنواع الوقود الأحفوريّ في الأردن، وأحرص على أن يشمل الفيلم صورًا توضيحية، ثم أشاركه زملائي/ زميلاتي في الصف.

نشاط: كم يحتوي الأردن من صخر زيتي وأين؟

أقارن بين سماكة الصخر الزيتي في منطقتي اللجون وعطارات أم الغدران.

أقارن بين سماكات طبقة الردم العلوية في مناطق الصخر الزيتي المختلفة.

أستنتج تأثير سماكة طبقة الردم العلوية في استخراج الصخر الزيتي.

أحدد مجموع الاحتياطي الجيولوجي في المناطق الخمس بالمليون طن ⁦(M.ton)⁩.

أستنتج أفضل المناطق لاستخراج الصخر الزيتي.

من الصخر إلى النفط: طريقتان للاستخراج

• الدافع: الطلب الكبير على النفط والغاز الطبيعي والتناقص في احتياطاتهما دفع الدول إلى البحث عن مصادر جديدة، ومنها استثمار الصخر الزيتي.
• الاستخدام اليوم: يُستخدم الصخر الزيتي في إنتاج النفط، أو في إنتاج الكهرباء بالحرق المباشر.

• الكيروجين: تُحوَّل مادة الكيروجين في الصخر الزيتي بالانحلال الحراري ⁦(Pyrolysis)⁩ إلى نفط بشكل مباشر عن طريق تسخين الصخر الزيتي ثم تكريره.
• المعالجة: في بعض الحالات قد يحتاج النفط إلى إضافة بعض العناصر، ومنها الهيدروجين، وإزالة الكبريت والنيتروجين، ليصبح بخصائص النفط التقليدي نفسها.
• الإنتاجية: كل $1\ \text{ton}$ من الصخر الزيتي يمكن أن تنتج $125\ \text{kg}$ من النفط الصخري، بما نسبته 12.5%.

• الطريقتان: المعالجة في الموقع ⁦(In Situ Processing)⁩، والمعالجة خارج الموقع ⁦(Ex Situ Processing)⁩.

• المعالجة في الموقع (في باطن الأرض):
• يُسخَّن الصخر الزيتي في باطن الأرض لتصل درجة حرارته إلى $340\ °\text{C}$ تقريبًا، فيحدث انحلال حراري للكيروجين، ومن ثم ينتج النفط.
• تُحفر آبار عمودية لاستخراج النفط.
• لا تزال هذه التقنية في مرحلة التطوير والتحديث.

• المعالجة خارج الموقع: ثلاث خطوات رئيسة:
• استخراج الصخر الزيتي من موقعه، أو ما يعرف بالتعدين، من خلال عمليات التعدين السطحية، ثم يعالَج في أماكن أخرى.
• إعداد المادة الأولية من خلال تكسير الصخر الزيتي إلى قطع صغيرة.
• المعالجة الحرارية للمادة الأولية في أجهزة تقطير خاصة عمودية أو أفقية.
• يُسخَّن فيها الصخر الزيتي عند درجات حرارة تتراوح بين $480$ و$520\ °\text{C}$، فيحدث انحلال حراري لمادة الكيروجين وينتج النفط الصخري.

أتحقق: أفسر لماذا تعد طريقة المعالجة في الموقع أفضل من تقنيات المعالجة خارج الموقع.

أبحث: يُستخدم اختبار فيشر ⁦(Fischer Assay)⁩، وهو مقياس طوره العالم الألماني فرانز فيشر، لتقويم كفاية عمليات استخراج الصخر الزيتي، وذلك عبر تحديد قدرة الصخر الزيتي على إنتاج النفط. أبحث عن هذا المقياس وأبين كيفية تحديد قدرة الصخر الزيتي على إنتاج النفط.

حرق الصخر الزيتي لتوليد الكهرباء

• الفكرة: يُستخدم الصخر الزيتي في إنتاج الطاقة الكهربائية بالحرق المباشر بشكل يشابه استخدام الفحم الحجري.
• الخطوات:
• يُستخرج الصخر الزيتي بطرائق التعدين السطحية، ثم يُكسَّر إلى قطع صغيرة أو يُطحن.
• يوضع الفتات الناتج في أفران خاصة ويُحرق.
• تُستخدم الحرارة الناتجة في تسخين المياه وإنتاج بخار يعمل على تدوير توربينات خاصة لإنتاج الكهرباء.
• الإنتاجية: كل $1\ \text{ton}$ من الصخر الزيتي يمكن أن تنتج $850\ \text{kWh}$ من الكهرباء.

• الملاحظة: كمية الطاقة التي نحصل عليها من حرق الفحم الحجري أكبر من الصخر الزيتي.
• ومع ذلك: يُعد استخدامه وقودًا بالحرق المباشر من الطرائق المستخدمة في العديد من الدول في العالم، ومنها إستونيا.

أقارن بين كميات الحرارة التي تنتج من الاحتراق المباشر لكل من الصخر الزيتي والفحم الحجري.

أيهما أقل تأثيرًا سلبيًا على البيئة: استخدام الحرق المباشر للصخر الزيتي في توليد الكهرباء، أم استخدام النفط الصخري الناتج من معالجة الصخر الزيتي في توليد الكهرباء؟

ماذا نكسب من استثمار الوقود الأحفوري؟

• الفوائد: يحقق تنفيذ مشاريع استكشاف الوقود الأحفوري واستثماره، خصوصًا الصخر الزيتي، العديد من الفوائد:
• تقليل استيراد الوقود من الخارج.
• توفير آلاف فرص العمل للشباب في مجالات عدة تتعلق باستكشاف الوقود الأحفوري واستثماره وتكريره.
• إقامة صناعات تتعلق بالمنتجات البترولية، أو المواد المصاحبة، ومنها الكبريت والأمونيا.
• إقامة صناعات تتعلق بالتخلص من التأثيرات البيئية المتعلقة بعمليات الاستخراج والاستثمار.

أتحقق: أذكر فائدتين لاستثمار الوقود الأحفوري.

مراجعة الدرس: أختبر نفسي

1. الفكرة الرئيسة: أحدد ثلاث مناطق يوجد فيها الصخر الزيتي في الأردن.

2. السبب والنتيجة: أبين أسباب عدم تشكل النفط بكميات تجارية في صخور الأردن.

3. أوضح كيفية تشكل رمال القار في الأردن.

4. أستنتج أهمية تطوير حقل حمزة النفطي.

5. أذكر طرائق إنتاج النفط الصخري من الصخر الزيتي.

6. أستنتج: لماذا يُكسَّر الصخر الزيتي عند استخدامه لإنتاج النفط الصخري؟

7. أطرح سؤالًا تكون إجابته: «الصخر الزيتي».

8. السبب والنتيجة: لماذا تشكل الصخر الزيتي في صخور الأردن ولم يتشكل النفط بدلًا منه؟

9. أوضح: كيف يمكن للصدوع التي تشكلت في الوادي المتصدع في البحر الميت أن تؤثر في وجود النفط في المنطقة؟

الوقود الأحفوري أكثر من طاقة: الصناعات البتروكيماوية

• الصناعات البتروكيماوية ⁦(The Petrochemical Industries)⁩: لا تقتصر أهمية الوقود الأحفوري على كونه أحد أهم مصادر الطاقة، بل يتعداه إلى الصناعات البتروكيماوية.
• المواد الخام: يُستخدم النفط والغاز الطبيعي وحتى الفحم الحجري مواد خام.
• الغاز المصاحب: أحد أشكال الغاز الطبيعي الموجود في صخور الخزان مصاحبًا للنفط ويُستخرج عند تكريره، وهو من أهم المشتقات النفطية المستخدمة في صناعة البتروكيماويات.

• منتجاتها المهمة: الإثيلين والميثانول والبولي إيثيلين.
• أين تدخل: في صناعة الأدوية والأسمدة والأثاث، والدهانات ومستحضرات التجميل، والأجهزة المنزلية والإلكترونيات وألواح الطاقة الشمسية.

• الخطر: تراكم بعض المواد البتروكيماوية يُعد خطرًا كبيرًا على البيئة، خصوصًا المواد البلاستيكية.
• السبب: من خصائص البلاستيك أنه لا يتحلل بسهولة لذلك يتراكم مع الزمن ويؤدي إلى تلوّث البيئة.

الكتابةُ في الجيولوجيا: أستخدمُ مصادرَ البحث المختلفةَ للحصول على معلومات عن الصناعات البتروكيماوية، ثمّ أختار إحدى المواد وأحدّد أهميتها وكيفية صناعتها، ثمّ أكتب مقالة عن ذلك.