Table of Contents
عالم هرش القطب الشمالي
إن التنقيب عن النفط والغاز في المنطقة القطبية الشمالية هو أحد أكثر المشاريع التي تتطلبها التقنية وتعقدها السوقيات في صناعة الطاقة، وتملك المنطقة ما يقدر بـ 13 في المائة من النفط غير المكتشف في العالم و30 في المائة من الغاز الطبيعي غير المكتشف، وفقاً لـ U.S. Geological Survey، ومع ذلك فإن استخراج هذه الموارد يتطلب وجود حلول بيئية متطرفة.
التحديات الرئيسية في القطب الشمالي
وتُحدث بيئة القطب الشمالي تقارباً في المخاطر التي تختبر كل جانب من جوانب تكنولوجيا الحفر والتحمل البشري، وتندرج هذه التحديات في عدة فئات متمايزة، كل منها يتطلب تخطيطاً هندسياً وتشغيلياً متخصصاً.
درجة الحرارة الباردة القصوى
كما أن درجات الحرارة المحيطة في المنطقة القطبية الشمالية يمكن أن تنخفض إلى أقل من 50 درجة مئوية (58 درجة مئوية)، وعندما تُعامل درجة الحرارة في الرياح، تصبح الظروف أشد حدة، وفي هذه درجات الحرارة، يصبح الفولاذ أكثر رشا وسوائل الهيدروليكية، وتفقد الختم المطاطي المرونة، وتعاني معدات التكديس التي تعمل بشكل موثوق في المناخات المعتدلة من زيادة معدلات الفشل في المنطقة القطبية الشمالية.
ظروف الجليد والبحر
إن نقل الجليد البحري هو أكبر تهديد بدني واحد لعمليات الحفر في القطب الشمالي، ويمكن أن تنجرف بسرعة عدة كيلومترات في الساعة، مما يؤدي إلى حدوث قوى هائلة في أي هيكل في مسارها، كما أن الحواف الجليدية، التي تمتد إلى عشرات مترات تحت سطح الأرض، قد تؤدي إلى تضييق نطاق سطح البحر، وتتسبب في حدوث أضرار في الهياكل الأساسية لشبه البحر.
Permafrost and Ground Instability
فالحفر في المنطقة القطبية الشمالية يتطلب معالجة البصمات الأرضية التي ظلت مجمدة لمدة سنتين أو أكثر من السنوات المتتالية، ويمكن أن يمتد الفشل في بناء المسافات المائية إلى المئات من المترات العميقة، ولكن طبقة التمرين، والثباتات، كل صيف، وعندما يتم حفر الآبار، فإن الحرارة من سوائل الحفر والهيدروكربونات المنتجة يمكن أن تؤدي إلى فقدان المسافات السطحية.
الصعوبات اللوجستية والتوريدية
إن نائية مواقع الحفر في القطب الشمالي تخلق قيودا شديدة على سلسلة الإمدادات، ويجب نقل معظم المعدات والوقود والغذاء والموظفين على مسافات طويلة عن طريق الطرق البرية أو الطرق الجليدية الموسمية، كما أن الطرق الجليدية، التي تبنى على تيندرا متجمدة أو جليد البحر، لا يمكن استخدامها إلا لبضعة أشهر كل سنة، وأن تكون لها حدود وزن صارمة، وإذا فشل جزء حرج خلال الشتاء، فإنه يمكن أن يستغرق أسابيعا للحصول على بديل، كما أن تكون تكلفة النقل الجوي في حالات الطوارئ.
Environmental Sensitivity and Regulatory Scrutiny
وتأتي المنطقة القطبية الشمالية في مناطق نائية فريدة وهشة، بما في ذلك مجموعات الدببة القطبية والفول الصاعد والحيتان والأختام والطيور المهاجرة، حيث يصعب بشكل استثنائي احتواء وتطهير مسارات المياه المغطى بالثلج، كما أن المفرقعات أقل فعالية في المياه الباردة، كما أن معدات الاستعادة الآلية تواجه عقبات في هذا الصدد، مما يؤدي إلى حدوث أضرار طويلة الأجل في سلسلة الأغذية والمجتمعات المحلية.
القوى العاملة والمصانع البشرية
فالعزلة الشديدة والطقس القاسي والظلام المطولة تلحق أضرارا نفسية بالعمال، كما أن عمليات الإجلاء الطبي التي تتراوح بين أسبوعين وأربعة أسابيع في الموقع شائعة، حيث أن العمال الذين يعيشون في أماكن قريبة ويتصلون على نحو محدود بالأسرة، كما أن الاضطرابات الجوية الموسمية والاضطرابات النفسية يمكن أن تزيد من خطر وقوع خطأ بشري، وهو سبب رئيسي للحوادث الصناعية، كما أن رصد الصحة البدنية والعقلية للعمال هو جزء حاسم من عمليات النقل في المنطقة القطبية الشمالية.
حلول مبتكرة للتدفئة في القطب الشمالي
وعلى الرغم من هذه التحديات الهائلة، وضعت الصناعة مجموعة من الحلول التي تسمح بالحفر من أجل المضي قدما بمستويات مقبولة من السلامة والمخاطر البيئية، ويشمل العديد من هذه الابتكارات تكييف التكنولوجيات القائمة مع الظروف القصوى، بينما توجد أساليب أخرى جديدة تماما توضع خصيصا للمنطقة القطبية الشمالية.
المعدات والمواد المتخصصة
وتحتاج أجهزة الحفر ذات الصبغة الدرقية إلى معدات مجهزة بأجهزة مشغلة ذات درجة حرارة منخفضة.
إدارة الجليد والمحطة
(ب) فيما يتعلق بالحفر البحري، فإن إدارة الجليد هي قدرة حرجة، وتشمل الكشف عن الجليد البحري وتتبعه والتخفيف من آثاره على عمليات الحفر، ويشمل برنامج نموذجي لإدارة الجليد صورا ساتلية، ورادارات متحركة، ورادارات قائمة على الشاطئ، ومراقبين عن الجليد يقدمون معلومات عن أحوال الجليد في الوقت الحقيقي، وعندما يتم نشر نُهج الجليد لتفكك القاعد، وإعادة توجيه الجليد من الخرسانة، وعند الاقتضاء
الإدارة الحرارية للمصفوف
"لمنع "الثبات الحاد حول البيوت المُشغلة تستخدم عدة تقنيات "وطريقة واحدة مشتركة هي حرق الرؤوس المغلقة" "وأنها تُحدث "الطوارئ المُثبتة"
توسيع نطاق التنقيب عن المعارف والتكنولوجيا المباشرة
استراتيجية واحدة للحد من البصمات البيئية لحفر القطب الشمالي هي استخدام تقنيات الحفر الممتدة المدى، وإتاحة الآبار المتعددة التي يتم حفرها من موقع سطح واحد، وتضييق عدد المثقفين في المناطق البحرية، وطرق الوصول، وممرات الأنابيب، وتقنية الحفر في الاتجاه الحديث يمكن أن تحقق التشريد الأفقي لأكثر من 10 كيلومترات من موقع واحد من البئر.
التنقية البحرية والتخطيط التشغيلي
نظراً لقصر موسم المياه المفتوحة، فإن التخطيط الدقيق ضروري لتعظيم وقت الحفر المنتج، ويستخدم المشغلون تنبؤات جوية مفصلة، ونماذج أوقيانية، ورصد الجليد لتخطيط الأنشطة اليومية، كما أن العمليات الحرجة مثل وضع الأنابيب، وربط المظلات، والتشهير هي من المقرر أن تكون مجهزة بالنوافذ الجوية الصالحة، ويستخدم بعض المشغلين استراتيجية " الارتقاء " ، حيث تنقل سفينة حفرية أو شبه متجهيز إلى مكان آمن
الرصد البيئي والتأهب للطيور
(أ) إن عمليات الحفر الحديثة في القطب الشمالي تتضمن برامج رصد بيئية شاملة، وتستخدم كاميرات عن بعد، ورصد الصوت، وأخذ عينات المياه لكشف أي آثار ضارة على الحياة البرية أو نوعية المياه، وتُنقل البيانات في الوقت الحقيقي إلى أفرقة بيئية قائمة على الشواطئ يمكنها أن تقدم تحليلا سريعاً وتوصى بتدابير التخفيف، ويحتاج معظم الولايات القضائية إلى مشغلين لإثبات أن لديهم معدات وأفرادا في شكل إطار متنقل
العمليات المتعلقة بالتشغيل الآلي والبعثة
وتُحدث أوجه التقدم في مجال التشغيل الآلي والرصد عن بعد تحولا في الحفر في المنطقة القطبية الشمالية، حيث إن مراكز العمليات عن بعد التي توجد في مدن مثل هيوستن أو أبردين تتيح لموظفي الخبراء رصد عمليات الحفر وتقديم المشورة بشأنها دون أن يكونوا حاضرين فعليا في الحفر، مما يقلل من عدد الأشخاص المطلوبين في الموقع عن بعد ويتيح إمكانية الوصول إلى مجموعة أوسع من الخبرات، ويمكن أن تتولى نظم الحفر الآلية مهام مثل مناولة الأنابيب والالتقاء والتحكم فيها جيدا.
دراسات حالة في القطب الشمالي
خليج الفاندو
إن حقل خليج برودهوي في منحدر شمال ألاسكا كان في الإنتاج منذ عام 1977 وكان بمثابة معيار للحفر على الشاطئ في القطب الشمالي، وقد تم تطوير الحقل باستخدام مواصف الحصى، والمباني المزروعة، وشبكة من الأنابيب التي ظهرت على الدعم الذي تم إنتاجه من طراز فالموسيفون، وحفرها من الرواسب، مما سمح بتطوير المجال ببراميل أرضي صغير نسبياً.
(سنوفيت) و(يوهان كاستبرغ)
"مجال "نوفد" في "بحر بارنتز يستخدم نماذج إنتاج تحت البحر مربوطة بمصنع الغاز الطبيعي المسيل على الشاطئ في "ميلكويا" هذا النهج الفرعي من البحر إلى الشاطئ يزيل الحاجة إلى منصة سطحية، ويقلل من التعرض للعواصف الجليدية والعواصف
جزيرة ساخلين، روسيا
وقد واجهت مشاريع ساخالين الواقعة في المناطق الواقعة خارج ساحل المحيط الهادئ في روسيا بعض أشد الظروف الجليدية في أي عملية حفر بحرية، ويستخدم ساخلين-1 جهاز حفر في ياستريب، الذي هو جهاز حفر أرضي يصل إلى أكثر من 11 كيلومتراً لسحب الاحتياطيات البحرية، وقد ساهمت شركة ساخلين-2 في استخدام منابر مقاومة الجليد وأنابيب تحت البحر لجلب النفط والغاز إلى محطة حفر على الشاطئ.
مستقبل الحفر القطبي
إن مستقبل الحفر في القطب الشمالي يتشكل من التقدم التكنولوجي والضغوط الاقتصادية والتحول العالمي نحو الطاقة الأنظف، وعلى جبهة التكنولوجيا، فإن التقدم في علوم المواد، والتشغيل الآلي، والرصد في الوقت الحقيقي، سيستمر في تحسين السلامة والكفاءة، وهناك اهتمام متزايد باستخدام أجهزة الحفر الشاملة، التي تزيل خطر تسرب السوائل الهيدروليكية وتخفض الانبعاثات، ويمكن أن يؤدي تطوير نظم البحث عن المواد المشتعلة والكهرباء إلى تحسين كفاءة استخدام النفط.
غير أن الحالة الاقتصادية لحفر القطب الشمالي تتعرض للضغط، فالتكاليف المرتفعة لعمليات القطب الشمالي، مقترنة بارتفاع أسعار النفط ونمو الطاقة المتجددة، تعني أنه من المرجح أن يتم تطوير أكبر وأبشر، وأن العديد من شركات النفط قد تراجعت عن برامج استكشاف المنطقة القطبية الشمالية في السنوات الأخيرة، وأن شركة شل قد تخلت بشكل مشهور عن برنامجها للحفر في بحر تشوكتشي في عام 2015 بعد أن أن أنفقت أكثر من 7 بلايين دولار، وتواجه انتكاسات تقنية وتنظيمية عالية.
كما أن تغير المناخ يغير بيئة القطب الشمالي بطرق تساعد على الحفر وتعرقله، إذ أن خفض درجة الجليد البحري الصيفي يجعل بعض المناطق أكثر سهولة لفترات أطول، ولكنه يثير أيضاً القلق إزاء الآثار البيئية للنشاط الصناعي في المناطق التي لم تُمس سابقاً، كما أن ضخ المياه في الأرض يخلق تحديات هندسية بالنسبة للبنية التحتية القائمة ويزيد من خطر التآكل الساحلي، كما أن مخاطر السمعة المرتبطة بتنمية الوقود الأحفوري في منطقة يدفأ بسرعة أكبر من متوسطها.
وسيكون التعاون الدولي مهماً لوضع المعايير وتبادل أفضل الممارسات، وقد وضع مجلس القطب الشمالي وحكومات القطب الشمالي ورابطات الصناعة مثل الرابطة الدولية لمنتجي النفط والغاز ] مبادئ توجيهية للحفر والاستجابة الانسكابات في القطب الشمالي، ومن الضروري مواصلة الحوار بين الجهات التنظيمية والمشغلين والمجتمعات المحلية للشعوب الأصلية والمنظمات البيئية لضمان أن تمضي أي معايير أمان إنمائية ممكنة.
وفي نهاية المطاف، فإن المنطقة القطبية الشمالية ليست منطقة للاستكشاف العرضي، بل تتطلب أفضل ما يمكن أن تقدمه الهندسة والتخطيط وإدارة المخاطر، إذ أن المشغلين الراغبين في الاستثمار في التكنولوجيا والخبرة اللازمتين، يمكن أن يولدوا موارد قيمة، ولكن فقط إذا عملوا مع الانضباط والاحترام الذي تتطلبه هذه البيئة المتطرفة، وبما أن صناعة الطاقة ما زالت تتطور، فإن الدروس المستفادة من حفر القطب الشمالي ستسترشد بها في اتباع نهج إزاء الحدود الأخرى الصعبة، بدءا من المياه العميقة إلى الصحراء الكبرى، بما يكفل عدم قبولها.