Գետ-Գիտութեան. Քարիւղը (Մաս Բ.) Քարիւղը Հանածոյ Վառելանիւթ Է Եւ Ուժանիւթի Ոչ Վերականգնուող Աղբիւր

Պատրաստեց` ՔՐԻՍՏ ԽՐՈՅԵԱՆ

Քարիւղի ամբարներ

Քարիւղը կը գտնուի ստորգետնեայ բաժիններու մէջ, որոնք կը կոչուին ամբարներ: Ընդերքի մէջ ճնշումը չափազանց բարձր է: Ուստի քարիւղը դանդաղօրէն դուրս կու գայ դէպի մակերես, ուր ճնշումը աւելի ցած է: Այս շարժումը կը կատարուի բարձրէն դէպի ցած ճնշում` մինչեւ քարիւղը հանդիպի ժայռի շերտի մը, որ անթափանց է: Այնուհետեւ քարիւղը կը հաւաքուի ամբարներու մէջ, որոնք կրնան Երկրի մակերեւոյթէն քանի մը հարիւր մեթր խորութեան վրայ ըլլալ:

Քարիւղը կրնայ հաւաքուիլ «կառուցուածքային թակարդներու» մէջ, որոնք կը ձեւաւորուին, երբ ժայռերու զանգուածային շերտերը կը ծռին կամ կը կոտրուին Երկրի ցամաքամասերու շարժումներուն պատճառով: Քարիւղը կրնայ հաւաքուիլ նաեւ «շերտագրական թակարդներու» մէջ: Ժայռերու տարբեր շերտեր կրնան ունենալ տարբեր ծակոտկէնութիւն (porosity): Օրինակ, հում քարիւղը դիւրութեամբ կ՛անցնի աւազաքարի (sandstone) շերտի ընդմէջէն, բայց թակարդուած կը մնայ թերթաքարի (shale) շերտերու տակ:

Երկրաբանները, քիմիագէտները եւ ճարտարագէտները կը փնտռեն երկրաբանական կառոյցներ, որոնց մէջ քարիւղը թակարդուած կը մնայ: Անոնք կ՛օգտագործեն գործընթաց մը, որ կը կոչուի «ցնցումային արտացոլում» (1)` գտնելու համար ստորգետնեայ ժայռային այն կառոյցները, որոնք կրնան թակարդած ըլլալ հում քարիւղը: Այս գործընթացով փոքր պայթում մը կը կատարեն, այնուհետեւ ձայնային ալիքները կը շարժին գետնի տակ, կը ցայտին տարբեր տեսակի քարերէ եւ կը վերադառնան մակերես: Գետնի վրայ գտնուող զգայակները կը մեկնաբանեն վերադարձած ձայնային ալիքները` ճշդորոշելու համար ստորգետնեայ երկրաբանական վիճակը եւ քարիւղային ամբարի գոյութեան հնարաւորութիւնը:

Ամբարի քարիւղի քանակը կը չափուի տակառներով (barrel) կամ թոներով: Քարիւղի մէկ տակառը մօտ 42 կալոն է: Այս չափանիշը սովորաբար կ՛օգտագործուի ԱՄՆ-ի մէջ քարիւղ արտադրողներու կողմէ: Եւրոպայի եւ Ասիոյ մէջ քարիւղի արդիւնահանողները հակուած են չափելու թոներով: Մէկ թոնին մէջ կայ մօտ վեցէն ութը տակառ քարիւղ: Փոխակերպումը ճշգրիտ չէ, որովհետեւ քարիւղի տարբեր տեսակներ կը կշռեն տարբեր քանակութիւններ (այդ մէկը կախում ունի աղտոտուածութիւններու քանակէն):

Հում քարիւղին յաճախ կը հանդիպինք ամբարներուն մէջ` բնական կազի հետ մէկտեղ: Անցեալին բնական կազը կա՛մ կ՛այրուէր, կա՛մ կը ձգէին, որ դուրս գար դէպի մթնոլորտ: Այժմ մշակուած է թեքնաբանութիւն մը` բնական կազը որսալու եւ զայն կրկին անգամ ամբարին մէջ ներառելու կամ հեղուկ բնական կազի (LNG: Liquified Natural Gas) մէջ սեղմելու համար: LNG-ն դիւրութեամբ կը տեղափոխուի եւ ունի բազմակողմանի օգտագործում:

Քարիւղի արդիւնահանում

Որոշ տեղեր քարիւղի պղպջակները կը հասնին Երկրի մակերես: Սէուտական Արաբիոյ եւ Իրաքի որոշ շրջաններու մէջ, օրինակ, ծակոտկէն ժայռերը թոյլ կու տան քարիւղին թափանցել մակերես` փոքր լճակներ կազմելով: Այնուամենայնիւ, քարիւղին մեծ մասը թակարդուած կը մնայ ստորգետնեայ քարիւղային ամբարներու մէջ:

Ամբարի մէջ քարիւղի ընդհանուր քանակութիւնը կը կոչուի «տեղակայուած քարիւղ»: Շատ մը քարիւղային հեղուկներ, որոնք «տեղակայուած քարիւղ» կը կազմեն ամբարներու մէջ, կարելի չէ արդիւնահանել: Այս քարիւղային հեղուկները կրնան չափազանց դժուար, վտանգաւոր կամ սուղ ըլլալ հորատման պարագային:

Ամբարի քարիւղի այն մասը, որ կարելի է արդիւնահանել եւ զտել կը կոչուի «քարիւղի պահեստներ» (oil reserves): Հորատման բարդ աշխատանքներու ներդրումներ կատարելու որոշումը յաճախ կը տրուի տեղամասի քարիւղի ապացուցուած պահեստներու հիման վրայ:

Հորատումը կրնայ ըլլալ կա՛մ զարգացման, կա՛մ հետախուզական եւ կա՛մ ուղղեցուցական:

Հորատումը տարածքի մը մէջ, ուր արդէն յայտնաբերուած են քարիւղի պաշարներ, կը կոչուի զարգացման հորատում: Prudhoe Bay-ը, Ալասքա, Միացեալ Նահանգներու մէջ, ունի ԱՄՆ-ի քարիւղի ամենամեծ պահեստները: Prudhoe Bay-ի զարգացման հորատումը կը ներառէ նոր հորեր յայտնաբերելը եւ արդիւնահանման ընդլայնուող թեքնաբանութիւն կիրարկելը:

Այն հորատումը, ուր յայտնի պահեստներ չկան, կը կոչուի հետախուզական հորատում: Հետախուզական հորատումը, որ նաեւ կը կոչուի «վայրի կատու»-ի հորատում, վտանգաւոր գործարք մըն է ձախողման շատ բարձր մակարդակով: Այնուամենայնիւ, թիրախաւորուած քարիւղի հնարաւոր հասոյթը կը գայթակղեցնէ շատ մը «վայրի կատուներ»` փորձելու համար հետախուզական հորատումը շրջաններու մէջ: Կլեն Մաքքարթի, օրինակ, ծանօթ է որպէս «Վայրի կատուներու արքայ»` ԱՄՆ Թեքսաս նահանգի Հիւսթընի մօտ քարիւղի հսկայական պահեստները յայտնաբերելու իր յաջողութեան պատճառով: Մաքքարթի 1930-ականներուն քարիւղի 38 յաջող փորձեր կատարած է` վաստակելով միլիոնաւոր տոլարներ:

Ուղղեցուցական հորատումը կը ներառէ ուղղահայեաց հորատում կատարել դէպի քարիւղի յայտնի աղբիւրը, այնուհետեւ հորատման փորիչը քիչ մը դարձնելով որոշ անկիւնով մը` յաւելեալ ամբարներ յայտնաբերելու համար: Ուղղեցուցական հորատման համար կատարուած ամբաստանութիւնները 1991 թուականին յանգեցուցին Պարսից ծոցի առաջին պատերազմին: Իրաք մեղադրեց Քուէյթը` իր սահմանին մօտ իրաքեան քարիւղային ամբարներէ քարիւղ արդիւնահանելու պատճառով` ուղղեցուցական հորատման արհեստագիտութիւնը կիրարկելով: Այնուհետեւ Իրաք ներխուժեց Քուէյթ, եւ այդ մէկը գրաւեց միջազգային ուշադրութիւնը եւ միջամտութիւն տեղի ունեցաւ: Պատերազմէն ետք Իրաքի եւ Քուէյթի սահմանը վերագծուեցաւ, իսկ ամբարները այժմ կը պատկանին Քուէյթին:

Քարիւղային ցամաքային սարքաւորումներ

Ցամաքի վրայ քարիւղը կարելի է հորատել յատուկ սարքաւորումով մը, որ կը կոչուի Oil rig: Ծովու մէջ քարիւղը կը հորատուի քարիւղային հարթակի միջոցով (Oil platform):

Սկզբնական (նախնական) արտադրութիւն

Ժամանակակից հորերուն մեծ մասը կ՛օգտագործէ հորատման օդային դարձող սարք, որ կրնայ աշխատիլ օրական 24 ժամ: Այս գործընթացի ժամանակ կ՛օգտագործուի դարձող ու կոտրող փորիչ մը, որ շրջանաձեւ անցք կը ստեղծէ: Այս փորիչներու պարագային օգտագործուած գայլիկոնները(2) պողպատէ են, տունքսթոնի ձողերով, որոնք կ՛օգտագործուին ժայռեր կոտրելու համար: Քարիւղային հորատանցքերու տրամագիծը կրնայ ըլլալ 36 սանթիմեթր:

Երբ գայլիկոնը կը դառնայ եւ կը կոտրէ գետինը, ժայռի փոքր կտորները կը կոտրտուին: Օդի ուժեղ հոսք մը կ՛անցնի փորուած խոռոչին մէջ եւ դուրս կու գայ գայլիկոնի յատակէն: Այնուհետեւ օդը ուժգնօրէն կ՛անցնի մակերես` իրեն հետ տանելով ժայռի փոքրիկ կտորներ: Տեղւոյն վրայ գտնուող երկրաբանները կրնան ուսումնասիրել փոշիացուած ժայռերու այս կտորները` որոշելու համար անոնց տարբեր շերտերը, որոնց կրնան հանդիպիլ հորատման ընթացքին:

Երբ հորատումը կը հասնի քարիւղին, քարիւղին մէկ մասը բնականաբար կը բարձրանայ գետնէն` բարձր ճնշման տարածքէն անցնելով դէպի ցած ճնշում: Քարիւղի այս անյապաղ արտազատումը կրնայ ուժգնօրէն ժայթքիլ տասնեակ մեթրերով. այս մէկը արդիւնահանման ամենատրամաթիք գործողութիւններէն է, բայց նաեւ` ամէնէն վտանգաւորներէն մէկը, ուստի հնարուած են այդ ժայթքումը կանխարգիլող սարքեր, որոնք կը վերաբաշխեն ճնշումը` այդ երեւոյթը զանց առնելու համար:

Հեղահանները կ՛օգտագործուին քարիւղի արդիւնահանման համար: Ցամաքային քարիւղի սարքաւորումներուն մեծամասնութիւնն ունի հեղահաններու երկու խումբ` ցեխի հեղահաններ եւ արդիւնահանման հեղահաններ: «Ցեխը» (Mud) հորատման հեղուկն է, որ կ՛օգտագործուի քարիւղի եւ բնական կազի արդիւնահանման համար հորատանցքեր ստեղծելու նպատակով: Ցեխի հեղահանները հորատման հեղուկը շրջանառութեան մէջ կը դնեն:

Քարիւղային արդիւնաբերութիւնը կ՛օգտագործէ արդիւնահանման հեղահաններու լայն տեսականի: Հեղահանի տեսակի ընտրութիւնը կախում ունի քարիւղի ամբարի աշխարհագրութենէն, որակէն եւ դիրքէն: Սուզուող հեղահանները, օրինակ, կը սուզուին անմիջապէս հեղուկին մէջ, մինչդեռ կազի հեղահանը, որ նաեւ կը կոչուի պղպջակային հեղահան, կ՛օգտագործէ սեղմուած օդը, որպէսզի մղէ քարիւղը դէպի մակերես:

Արդիւնահանման հեղահաններու ամէնէն նշանաւոր տեսակներէն մէկը pumpjack-ն է: Pumpjack-ները նաեւ կը կոչուին «ծարաւ թռչուններ» կամ «գլխաւոր էշեր»` իրենց յարակրկնուող, կանոնաւոր թաթախումի շարժման պատճառով: Մանիճը (crank) վեր ու վար կը շարժէ մեծ, մրճաձեւ pumpjack-ը: Մակերեսէն շատ աւելի խոր, pumpjack-ի այս շարժումը սարքի սնամէջ մխոցը (piston) կը շարժէ վեր ու վար` անընդհատ քարիւղը տեղափոխելով դէպի մակերես:

Հորատման յաջող վայրերը կրնան քարիւղ արտադրել մօտ 30 տարի, եւ ոմանք երբեմն կ՛արտադրեն աւելի շատ տասնամեակներ:

Երկրորդական վերականգնում

Նոյնիսկ արտահանելէ ետք քարիւղի ճնշող մեծամասնութիւնը (մինչեւ 90 տոկոսը) կրնայ ամրօրէն փակուած մնալ ստորգետնեայ ամբարներու մէջ: Այս քարիւղը արդիւնահանելու համար անհրաժեշտ է այլ մեթոտ մը. գործընթաց մը, որ կը կոչուի երկրորդական վերականգնում:

Լրացուցիչ քարիւղը օդատութեամբ արդիւնահանելը մեթոտ մըն էր, որ կ՛օգտագործուէր 1800-ականներուն եւ 20-րդ դարու սկիզբին, բայց այդ մէկը կ՛արտահանէր միայն քարիւղի աւելի թեթեւ ու բարակ բաղադրիչները եւ չէր կրնար արտահանել ծանր քարիւղի մեծ պաշարները:

Ջուրով յորդելու մեթոտը պատահաբար յայտնաբերուած է: 1870-ականներուն Փենսիլվենիայի քարիւղ արտադրողները նկատեցին, որ լքուած քարիւղահորերը կը կուտակէին անձրեւի եւ ստորերկրեայ ջուրեր: Հորատանցքերու ջուրի ծանրութիւնը կը ստիպէր, որ քարիւղը դուրս գայ ամբարներէ եւ մտնէ մօտակայ հորեր` աւելցնելով անոնց արդիւնաբերութիւնն ու արտադրութիւնը: Շուտով քարիւղ արդիւնահանողները սկսան միտումնաւոր կերպով հեղեղել հորերը` որպէս աւելի շատ քարիւղ արդիւնահանելու միջոց:

Առաւել տարածուած երկրորդական վերականգնման մեթոտը այսօր կազի շարժիչ ուժի օգտագործումն է: Այս գործընթացի ժամանակ ամբարները միտումնաւոր կերպով կը հորատուին աւելի խոր, քան` քարիւղի ամբարի մակարդակը: Աւելի խոր երթալով` կը հարուածեն բնական կազի ամբարը, եւ բարձր ճնշում ունեցող կազը կը բարձրանայ դէպի վեր` ստիպելով քարիւղին դուրս գալ իր ամբարէն:

Քարիւղի հարթակներ (Oil platforms)

Ծովու մէջ հորատելը շատ աւելի սուղ է, քան` ցամաքի վրայ: Անիկա սովորաբար կ՛օգտագործէ հորատման նոյն թեքնիքը, բայց կը պահանջէ հսկայական կառուցուածք, որպէսզի կարենայ պահպանել ովկիանոսի ալիքներու հսկայական ուժը փոթորկոտ ծովերուն մէջ:

Ծովու մէջ հորատման հարթակները մարդու կողմէ շինուած աշխարհի ամենամեծ կառոյցներէն կը նկատուին: Անոնք յաճախ կը ներառեն կացարաններ` հարթակին վրայ աշխատող մարդոց համար, ինչպէս նաեւ նաւահանգիստներ եւ ուղղաթիռի վայրէջքի հարթակ` աշխատողները տեղափոխելու համար:

Հարթակը կրնայ կա՛մ կապուած ըլլալ ովկիանոսի յատակին եւ ծփալ, կա՛մ կրնայ ըլլալ մեծկեկ ու վիթխարի կառոյց մը, որ ամրացուած կ՛ըլլայ ովկիանոսի, ծովու կամ լիճի յատակին` աղիւսէ կամ պողպատէ ոտքերով:

Հայպըրնիա հարթակը, որ կը գտնուի Քանատայի արեւելեան ափէն 315 քիլոմեթր (196 մղոն) հեռաւորութեան վրայ, հիւսիսային Ատլանտեան ովկիանոսին մէջ, աշխարհի ամենամեծ քարիւղային հարթակներէն մէկն է: Հարթակին վրայ կ՛աշխատի աւելի քան 70 մարդ` երեքշաբաթեայ հերթափոխութեամբ: Հարթակը 111 մեթր բարձրութիւն ունի եւ խարսխուած է ովկիանոսի յատակին: Մօտ 450.000 թոն պինդ խճաւազ (ballast) աւլեցուած է` անոր յաւելեալ կայունութիւն հաղորդելու համար: Հարթակը կրնայ պահել մինչեւ 1,3 միլիոն տակառ քարիւղ: Ընդհանուր առմամբ, Հայպըրնիան կը կշռէ 1,2 միլիոն թոն:

Այնուամենայնիւ, հարթակը դեռ խոցելի է սառցալեռներու ջախջախիչ ծանրութեան եւ ուժին նկատմամբ: Անոր եզրերը ատամնաւոր եւ սուր են դիմակայելու համար ծովային սառոյցի կամ սառցալեռներու ազդեցութիւնը:

Քարիւղային հարթակները կրնան բնապահպանական հսկայական աղէտներ յառաջացնել: Հորատման սարքաւորումներու հետ կապուած խնդիրները կրնան յանգիլ հորի  քարիւղի դէպի ովկիանոս ժայթքումի: Ովկիանոսէն հարիւրաւոր մեթր խորութեան վրայ գտնուող հորի վերանորոգումը չափազանց դժուար է, սուղ եւ դանդաղ: Միլիոնաւոր տակառ  քարիւղ կրնայ թափիլ ովկիանոս` նախքան հորի վերականգնումը:

Երբ  քարիւղը թափի ովկիանոսի մէջ, ան կը ծփայ ջուրին վրայ եւ աւերներ կը յառաջացնէ կենդանական աշխարհի վրայ: Անոր ամենակործանարար ազդեցութիւններէն մէկը թռչուններու վրայ է: Քարիւղը կ՛ոչնչացնէ փետուրներու ջրադիմացկուն (waterproof) ունակութիւնը, իսկ թռչունները խոցելի կը դառնան ովկիանոսի պաղ ջուրին նկատմամբ: Անոնցմէ հազարաւորներ կրնան մահանալ մարմնի ջերմաստիճանի անկումէն (հիփոթերմիայէն):

Քարիւղի արտահոսքը կը սպառնայ նաեւ ձուկերուն եւ ծովային կաթնասուններուն: Անոր պատճառով յառաջացած մուգ ստուերները կրնան ուտելիքի տեսք ունենալ: Քարիւղը կրնայ վնասել կենդանիներու ներքին օրկանները եւ նոյնիսկ աւելի թունաւոր ըլլալ սնունդի շղթային մէջ գտնուող կենդանիներուն համար. երեւոյթ մը, որ կը կոչուի կենսակուտակում(3) (bioaccumulation):

Մեքսիքական ծոցին մէջ վիթխարի  քարիւղային հարթակը` Տիփուոթըր Հորիզոնը, պայթեցաւ 2010 թուականին: Սա պատմութեան մէջ ծովային  քարիւղի ամենամեծ պատահական արտահոսքն էր: Հարթակի տասնմէկ աշխատակիցներ մահացան, եւ աւելի քան չորս միլիոն տակառ  քարիւղ թափեցաւ Մեքսիքական ծոցին մէջ: Ամէն օր ովկիանոսին մէջ աւելի քան 40 հազար տակառ կը հոսէր: Վտանգուած էին ութ ազգային-հանրային պարտէզներ, վտանգուած էր ծոցի ափի երկայնքին գտնուող համայնքներու տնտեսութիւնը, որովհետեւ զբօսաշրջութիւնը եւ ձկնորսական արդիւնաբերութիւնը անկում ապրեցան, եւ աւելի քան 6000 կենդանիներ սատկեցան:

Հարթակներն ու խութերը(4) (reef)

Ծովու  քարիւղային հարթակները կրնան հանդէս գալ նաեւ որպէս արհեստական խութեր: Անոնք կը ծառայեն որպէս ապաստարան` ենթաշերտ ջրիմուռներու, բուստերու (coral) եւ ոստրէներու: Այս արհեստական խութը կրնայ գրաւել ձուկերը եւ ծովային կաթնասունները եւ ստեղծել ծաղկուն էքոհամակարգ:

Մինչեւ 1980-ական թուականներ քարիւղային հարթակները կ՛ապակառուցուէին եւ կը վերնային ովկիանոսներէն, իսկ մետաղը կը վաճառուէր որպէս ջարդօն: 1986 թուականին Ծովային ձկնորսութեան ազգային միութիւնը մշակեց Rigs-to-Reefs ծրագիրը: Այժմ  քարիւղային հարթակները կա՛մ կը տապալին (ստորջրեայ պայթումի միջոցով), կը վերնան եւ կը տարուին նոր վայրեր, կա՛մ մասամբ կ՛ապակառուցուին: Ասիկա թոյլ կու տայ ծովային կեանքին` շարունակել ծաղկիլ արհեստական խութի վրայ, որ տասնամեակներ շարունակ բնակավայրեր կ՛ապահովէր:

Rigs-to-Reefs ծրագիրի շրջակայ միջավայրի վրայ ազդեցութիւնը դեռ կ՛ուսումնասիրուի: Ջուրի տակ մնացած  քարիւղային հարթակները կրնան վտանգներ ներկայացնել նաւերու եւ սուզորդներու համար: Ձկնորսական նաւակներու ուռկանները կը կախուին  քարիւղի հարթակներուն վրայ, եւ կան մտահոգութիւններ` լքուած կառոյցներու ապահովութեան կանոնակարգերու վերաբերեալ:

Բնապահպանները կը պնդեն, որ  քարիւղային ընկերութիւնները պէտք է պատասխանատուութեան ենթարկուին այն պարտաւորութիւններուն համար, որոնք ի սկզբանէ պայմանաւորուած էին երկուստեք, այն է` վերականգնել ծովու յատակը եւ վերադարձնել իր սկզբնական վիճակին: Հարթակները ովկիանոսին մէջ ձգելով`  քարիւղային ընկերութիւնները արդարացուած են այս համաձայնագիրի կատարումէն, եւ կայ մտավախութիւն, որ այդ կրնայ նախադէպ դառնալ այլ ընկերութիւններու համար, որոնք կը ցանկան ովկիանոսներու մէջ տնօրինել իրենց մետաղը կամ մեքենաները:

(Շարունակելի)

(1) Ստորգետնեայ ժայռերու կազմաւորումներու տեսակի եւ որակի որոշման գործընթաց մը, որ կը վերլուծէ արտացոլուած ձայնային ալիքները, երբ անոնք ժայռերէն ցայտին:

(2)  Մետաղեայ գործիք, սուր պտուտակաւոր ծայրով, զոր պտուտակելով ծակ կը բանան փայտի կամ մետաղի մէջ:

(3)  Գործընթաց մը, որուն միջոցով քիմիական նիւթերը կը ներծծուին օրկանիզմի կողմէ` կա՛մ քիմիական նիւթի հետ շփման պատճառով, կա՛մ քիմիական այդ նիւթը պարունակող սննդամթերքի սպառումով:

(4)    Ծովու մէջ ցցուած ժայռ, խարակ:րիւղային հորատանցքերու տրամագիծը կրնայ ըլլալ 36 սանթիմեթր: