3 فرآیند صنعت نفت و گاز

صنعت نفت و گاز از سه بخش تشکیل شده است. بخش بالادستی منابع نفت و گاز را جستجو و چاه‌ها را حفاری و بهره‌برداری می‌کند. بخش MIDSTREAM با جمع آوری، حمل و نقل، ذخیره و توزیع نفت خام، گاز طبیعی و سایر محصولات انرژی، بالادستی و پایین دستی را به هم متصل می کند. بخش پایین دست نفت خام و گاز طبیعی را پالایش، پردازش و تصفیه می کند. به کمک تیم تحلیلی بازار نفت و گاز به بررسی این 3 بخش می پردازیم.

فرآیند تولید در صنعت نفت

زنجیره تامین صنعت نفت و گاز متنوع و پیچیده است. آنها با منابع داخلی شروع می شوند و به محصولات نهایی برای مصرف کنندگان در سطح جهانی خاتمه می یابند. مراحل تولید اولیه تا استفاده نهایی را می توان به سه جزء اصلی تقسیم کرد: بالادستی، میان دستی و پایین دستی. بالادست به اکتشاف و استخراج گاز طبیعی و نفت خام اشاره دارد.

Midstream شامل تمام خدمات اتصال مانند پردازش، حمل و نقل و ذخیره سازی است و پایین دستی شامل تبدیل نفت خام به محصولات قابل استفاده و همچنین فروش یا توزیع محصولات ساخته شده از نفت خام و گاز طبیعی است.

فرآیند تولید در صنعت نفت

1. بالا دستی (Upstream)

بخش بالا دستی معمولاً به عنوان بخش اکتشاف و تولید (E&P) در صنعت نفت شناخته می شود. این بخش شامل استخراج نفت خام و گاز طبیعی است و با استفاده از فرآیندهای فنی، حفاری ایمن چاه ها و نصب تجهیزات تولید در زمین که مواد با ارزش را به سطح می آورد، این مرحله صورت می گیرد. پس از رسیدن به سطح، تجهیزاتی برای جداسازی گاز طبیعی، نفت خام، آب شور و سایر ناخالصی ها نصب می شود. 

این بخش به هر چیزی که مربوط به اکتشاف و تولید نفت و گاز طبیعی اشاره دارد. بررسی‌های زمین‌شناسی و هرگونه جمع‌آوری اطلاعاتی که برای مکان‌یابی مناطق خاصی که احتمال یافتن مواد معدنی وجود دارد، معمولاً «اکتشاف» نامیده می‌شود. اصطلاح «بالا دستی» همچنین شامل مراحل حفاری و آوردن منابع نفت و گاز طبیعی به سطح می‌شود که به عنوان “تولید” شناخته می شود.

اکتشاف شامل فعالیت های متعددی از جمله انجام بررسی های زمین شناسی، و حفر چاه های اکتشافی برای جستجوی ذخایر نفت و گاز است. این یک فعالیت پرخطر برای سازمان ها است، زیرا بسیار گران است و این هزینه ها تنها در صورت موفقیت آمیز بودن اکتشاف به طور واقعی جبران می شود.

بالادست (Upstream)

تولید شامل استخراج منابع طبیعی از زمین است که شامل حفاری چاه ها چه در خشکی و چه دریا می شود. مراحل بالادستی، به شدت به فناوری متکی هستند. اکتشافات مدرن متکی به بررسی‌هایی است که با استفاده از تجهیزات الکترونیکی پیچیده انجام شده است، که احتمالاً قبل از حفر چاه‌های اکتشافی،از هوش مصنوعی و مدل‌های مبتنی بر رایانه استفاده می شود.

تولید نیز به طور فزاینده‌ای خودکار و رایانه‌ای شده است، زیرا تجهیزات حفاری مکانیکی پیشرفته‌تر، مستقل‌تر و کارآمدتر شده‌اند. البته اهمیت این وسایل الکترونیکی به این معنی است که برای حفظ کارکرد مراحل بالادستی، اتکای زیادی به کابل کشی وجود دارد.

فعالیت های مهم در بخش بالادستی

• نقشه برداری زمین شناسی و ژئوفیزیک
• جستجو برای ذخایر نفت خام و گاز طبیعی زیرزمینی یا دریایی
• اخذ اجاره نامه و مجوز از مالکان زمین برای حفاری
• حفاری و تکمیل چاه
• ذخیره سازی کوتاه مدت نفت در مناطق تولید
• آب بندی دائمی چاه ها پس از اتمام ذخایر معدنی
• جداسازی نفت، آب شور و گاز در دهانه چاه ها

2. میان دستی (Midstream) 

بخش میان دستی طیفی از خدمات را پوشش می دهد که گاز طبیعی و نفت خام را از مناطق تولید به جایی که این مواد به محصولات عرضه شده در بازار تبدیل می شوند، منتقل می کند. خطوط لوله، تولید گاز طبیعی و نفت خام را از هزاران حلقه چاه به مکان های مرکزی برای رسیدگی بیشتر منتقل می کند.

گاز طبیعی به کارخانه های تصفیه که در آن ناخالصی های ناخواسته حذف می شوند و همچنین کارخانه های فرآوری که در آن گاز هایی مانند اتان، پروپان، بوتان ها و غیره استخراج می شوند، تحویل داده می شود. گاز طبیعی باقی مانده پس از تصفیه و فرآوری اغلب به عنوان “گاز طبیعی با کیفیت خط لوله” نامیده می شود که از طریق خطوط لوله انتقال گاز درون دولتی و بین ایالتی به بخش پایین دستی منتقل می شود که سوخت خانه ها و مشاغل و همچنین انرژی الکتریکی ژنراتورها را تامین می کند. 

خطوط لوله جمع‌ آوری نفت خام در مرحله میان‌ دستی جدا از خطوط لوله جمع‌آوری گاز طبیعی عمل می‌کنند تا نفت را به خطوط لوله انتقال بزرگ‌تری برسانند که محصولات خود را به پالایشگاه‌ها و تأسیسات صادراتی منتقل می‌کنند.

خطوط لوله انتقال LNG، مایعات گاز طبیعی را از کارخانه های فرآوری جمع آوری می کند و مخلوطی از محصولات را به “مراکز تقسیم بندی” تحویل می دهد. سپس مواد مخلوط شده به مواد اولیه قابل استفاده در بخش پایین دستی جدا می شوند، جایی که کارخانه های پتروشیمی آنها را به محصولات مصرفی مانند پلاستیک و دارو تبدیل می کنند.

میان دست (Midstream)

علاوه بر این، پالایشگاه ها مواد را به بنزین، گازوئیل و سوخت جت تبدیل می کنند. شرکت‌های میانی ناوگانی از بارج‌ها، واگن‌های ریلی و کامیون‌ها را برای تحویل نفت خام به مکان‌های ذخیره‌سازی منطقه و همچنین انتقال LNG و محصولات پالایش شده نفت خام به بازارهای مصرف اداره می‌کنند. 

فعالیت های مهم در بخش میانی 

• فرآوری گاز طبیعی برای بازیابی محصولات با ارزش مانند اتان، پروپان و بوتان
• تصفیه برای حذف ناخالصی ها و تولید گاز طبیعی با کیفیت
• ذخیره سازی نفت خام، LNG و گاز طبیعی با کیفیت
• حمل و نقل (خط لوله، راه آهن، کامیون، بارج)

مراحل عملیات گاز طبیعی در بخش میانی

یکی از مواد اولیه صنعت نفت و گاز، گاز طبیعی، سوخت فسیلی و یکی از پاک ترین منابع انرژی در جهان است. بخش میانی دارای پنج جزء اصلی در حرکت گاز طبیعی از محل تولید تا استفاده نهایی آن است: جمع آوری، پردازش، ذخیره سازی، حمل و نقل و بازاریابی.

1. جمع آوری (Gathering)

گاز طبیعی از هیدروکربن هایی مانند متان، پروپان، بوتان، پنتان و بسیاری دیگر تشکیل شده است. فرآیند جمع‌آوری گاز طبیعی شروع به دریافت گاز طبیعی خام از چاه‌های حفر شده در سازندهای سنگی گازدار می‌کند. قبل از تحویل گاز طبیعی به خطوط لوله جمع آوری، اپراتورهای چاه آب نمک، نفت خام و میعانات نفتی را که گاز طبیعی را همراهی می کنند، جدا می کنند.

سپس گاز طبیعی از طریق یک سیستم جمع آوری به عنوان شبکه ای از خطوط لوله با قطر کم و فشار کم منتقل می شود. سیستم‌های جمع‌آوری معمولاً نیازمند بهره‌برداری از تجهیزاتی به نام «کمپرسور» هستند تا فشار گاز طبیعی تولید شده در محل‌های سر چاه را به مکان‌های مرکزی که در آن گاز طبیعی خام تصفیه و پردازش می‌شود، افزایش دهد. 

2. پردازش (Processing)

گاز طبیعی خامی که از زمین به دهانه چاه آورده می شود با گاز طبیعی که مصرف کنندگان روزانه استفاده می کنند بسیار متفاوت است. تقریباً تمام گاز طبیعی خام باید به گونه‌ای تصفیه یا «فرآوری» شود تا استانداردها و مقررات کیفیت را رعایت کنند. مایعات هیدروکربنی از گاز، که محصولات جانبی با ارزش فرآوری گاز هستند که به عنوان مایعات گاز طبیعی شناخته می شوند که شامل بنزین طبیعی، بوتان، ایزو بوتان، پروپان و اتان هستند. 

3. ذخیره سازی (Storing)

گاز طبیعی دریافت شده توسط خطوط لوله انتقال گاز طبیعی پس از مراحل جمع آوری و پردازش ممکن است فوراً مورد استفاده نباشد، بنابراین برای استفاده بعدی به انبارهای زیرزمینی تزریق می شود. معمولاً گاز طبیعی در طول بهار، تابستان و پاییز ذخیره می‌شود و زمانی که تقاضا در زمستان به اوج خود می‌رسد، از ذخیره‌سازی بلندمدت خارج می‌شود. ذخیره‌سازی گاز طبیعی همچنین منابع گاز اضافی را در زمان‌های پر تقاضا در تابستان و زمستان برای پاسخگویی به تغییرات کوتاه‌ مدت در تولید برق یا نیازهای گرمایشی فراهم می‌کند. تأسیسات زیرزمینی شامل غارهای گنبد نمکی، غارهای نمکی بستر و مخازن تخلیه شده است. 

4. حمل و نقل (Transporting)

گاز طبیعی تولید شده در یک چاه خاص ممکن است مجبور باشد مسافت زیادی را طی کند تا به مقصد برسد و خطوط لوله ایمن ترین روش حمل و نقل را فراهم می کند. سه نوع خط لوله برای گاز طبیعی استفاده می شود: سیستم های جمع آوری، خطوط لوله انتقال و سیستم های خط لوله توزیع.

• سیستم های جمع آوری عموماً توسط شرکت های میانی اداره می شوند و شبکه ای از خطوط لوله با قطر کم و فشار کم هستند که گاز طبیعی خام را از سر چاه به کارخانه فرآوری می آورند.

• خطوط لوله انتقال، خطوط لوله با قطر وسیع و مسافت طولانی هستند که گاز طبیعی قابل فروش را از مناطق تولیدی به مناطق بازار، گاهی اوقات هزاران مایل در بسیاری از مناطق ایالات متحده منتقل می کنند.

• شرکت های توزیع محلی به طور کلی سیستم های خط لوله توزیع را اداره می کنند. گاز طبیعی را در خانه ها، کارخانه ها و مشاغل توزیع می کند.

5. بازاریابی (Marketing)

شرکت‌هایی که در صنعت میانی ​​فعالیت می‌کنند. جزئیات بسیار زیادی در بازاریابی گاز طبیعی دخیل است. برای ساده کردن، بازاریابان خریدارانی را برای گاز طبیعی و مایعات گاز طبیعی پیدا می کنند، مانند فروشندگان، سایر بازاریابان و شرکت های توزیع، یا کاربران نهایی.

بازاریابی گاز طبیعی می تواند شامل تمام مراحل میانی باشد که هر خریدی به آن نیاز دارد: ترتیب حمل و نقل، ذخیره سازی، حسابداری و هر مرحله ضروری دیگر برای تسهیل فروش گاز طبیعی. 

مراحل عملیات گاز طبیعی میانی

اهمیت Midstream

بخش میانی، ستون فقرات اقتصاد انرژی ما است. با کمک به حمل و نقل و تبدیل هیدروکربن های خام تولید شده توسط چاه به مواد قابل استفاده، نقش حیاتی در صنعت نفت و گاز ایفا می کند. بدون اقدامات جمع آوری و پردازش، تحویل گاز طبیعی به خانه یا بنزین برای ماشین شما امکان پذیر نخواهد بود. علاوه بر این، محصولات آشنا مانند لاستیک، پلاستیک یا مواد مصنوعی را بدون هیدروکربن در بازار نخواهید دید.

نمودار قیمت لحظه ای نفت و فرآورده های نفتی

تاثیر Midstream بر محیط زیست

اپراتورهای میانی با زمین‌داران، همسایگان، تنظیم‌کننده‌ها و دولت‌های محلی برای برنامه‌ریزی مسیرهای خط لوله و ایجاد تسهیلات برای به حداقل رساندن تأثیر بر محیط‌ زیست و گونه‌های در معرض خطر همکاری می‌کنند. صرف نظر از مکان، شرکت های میانی تابع مقررات و قوانین متعددی هستند که برای اطمینان از ایمنی عملیاتی وضع شده اند و ملاحظات زیست محیطی در اولویت هستند.

پس از پایان ساخت و ساز، مقرراتی وضع می شود که شرکت ها را ملزم می کند تا به طور مداوم اثرات زیست محیطی عملیات میانی را برای برآورده کردن استانداردهای زیست محیطی، نظارت و اندازه گیری کنند. این مقررات انگیزه های قوی برای اعمال و استفاده از بهترین شیوه ها برای به حداقل رساندن اثرات بر محیط زیست فراهم می کند. علاوه بر این، کارمندان شرکت میانی می‌خواهند از تأثیرات زیست‌ محیطی فعالیت‌های خود بر جوامعی که در آن زندگی می‌کنند جلوگیری کنند و یا آنها را کاهش دهند.

2. پایین دستی (Downstream)

پایین دستی به مرحله پایانی زنجیره تامین نفت و گاز اشاره دارد. اینجاست که مواد اولیه به محصولات نهایی تبدیل می‌شوند و در نهایت به بازارهای مصرف تحویل داده می‌شوند. اینها شامل پالایش نفت خام، توزیع و بازاریابی فرآورده های نفتی مانند روان کننده ها، آسفالت، سوخت جت، روغن دیزل، روغن گرمایشی، نفت سفید و بنزین و همچنین تولید مواد پتروشیمی است که برای تولید پلاستیک، دارو، تجهیزات پزشکی استفاده می شود.

گاز طبیعی به خانه ها و مشاغل برای گرمایش، صنایعی مانند فولادسازان و تولید کود برای تولید مواد غذایی و کالاهای مصرفی، و ژنراتورهای الکتریکی برای تامین برق برای روشن کردن فضاهای زندگی و بهره برداری از فناوری اطلاعات زندگی مدرن استفاده می شود. 

بخش نهایی صنعت نفت و گاز طبیعی به عنوان «پایین دست» شناخته می‌شود. این بخش شامل همه چیزهایی است که در تبدیل نفت خام و گاز طبیعی به هزاران محصول نهایی که هر روز به آن وابسته هستیم، درگیر است.

اما هیدروکربن‌های با زنجیره بلند که هم در نفت و هم در گاز طبیعی یافت می‌شوند برای تولید محصولات بسیار کمی مانند لاستیک‌های مصنوعی، کودها، مواد نگهدارنده، ظروف و پلاستیک‌ها برای قطعات محصولات بی‌شماری استفاده می‌شوند. فرآورده های نفت و گاز طبیعی حتی برای ساخت اندام های مصنوعی، سمعک و لباس های ضد آتش برای محافظت از آتش نشان ها استفاده می شود. در واقع، رنگ ها،  الیاف و تقریباً هر چیزی که تولید می شود تا حدودی با نفت و گاز طبیعی ارتباط دارد.

این فرآیندها آخرین گام در مسیری است که نفت و گاز از قرار گرفتن در زمین به دست مصرف کنندگان طی می کند. قبل از آنها کارهای بالادستی و میان دستی انجام می شود که استخراج و انتقال نفت خام و گاز طبیعی به پالایشگاه ها را پوشش می دهد.

بنابراین اولین قدم در کارهای پایین دستی، پالایش است. نفت خام با استفاده از تقطیر جزئی به محصولات مختلفی از جمله بنزین، نفتا، نفت سفید و نفت دیزل تصفیه می شود. این محصولات مختلف همه نقاط جوش متفاوتی دارند. نفت خام در کف محفظه تقطیر حرارت داده می شود تا زمانی که تمام اجزای آن به گاز تبدیل شوند و این گاز در محفظه بالا می رود. همانطور که آنها از محفظه بالا می روند، سرد می شوند و درون دستگاهی قرار می گیرد تا محصولات مختلف را هنگام متراکم شدن از بخار به مایع جذب کند.

پایین دست (Downstream)

فرآوری گاز طبیعی فرآیند بسیار پیچیده‌تری است که شامل واکنش‌های شیمیایی متعدد برای ایجاد محصولات نهایی مختلف از جمله اتان، پروپان و بوتان است. هنگامی که هر دو محصول به ترتیب پالایش و پردازش شدند، سپس به روش های مختلف به مصرف کنندگان تحویل داده می شوند. این ممکن است نفتی باشد که به پمپ بنزین ها منتقل می شود، جایی که مصرف کنندگان ماشین های خود را پر می کنند، یا بوتان برای استفاده در اجاق های کمپینگ بطری می شود.

فعالیت های مهم در بخش پایین دستی

• پالایش
• حمل و نقل به مراکز خرده فروشی
• بازاریابی محصولات تصفیه شده
• تولید برق قابل اعتماد
• حمایت از تولید انرژی های تجدیدپذیر 

نتیجه گیری

“Upstream” درباره استخراج نفت و گاز طبیعی از زمین است. “midstream” در مورد جابجایی ایمن آنها از هزاران مایل است. و “Downstream” تبدیل این منابع به سوخت و محصولات نهایی است که همه ما به آنها وابسته هستیم. این سه بخش از صنعت نفت و گاز طبیعی با هم جریان ثابت سوخت و مواد را حفظ می کنند که زندگی را برای همه ما بهتر و ایمن تر می کند.