تنهض مراكز الأبحاث بدور حيوي في استراتيجيات عالم اليوم، وتتعزز أهمية هذا الدور يوماً بعد آخر استناداً إلى ما يقدمه البحث العلمي من حلول تساعد على التحديث المستمر وابتكار حلول لمواجهة التحديات.
في نوفمبر من العام المنصرم أنجزت أرامكو السعودية مشروع توسعة مركز الأبحاث والتطوير؛ ليتوّج خبرة 35 عاماً من العمل البحثي المتواصل في مرافق الشركة.
كان الحدث مهماً على نحو استراتيجي، إذ أنجزته الشركة؛ ليكون واحداً من مرافق صناعة المستقبل في أرامكو السعودية، وهو مستقبل يقوم على ما تقدمه عقول الباحثين والعلماء لأعمال الشركة.
فريق التحرير استطلع المركز، وقابل عدداً من الباحثين فيه، وعاد بهذه الحصيلة..
في جزء من مُختبر صغير لا تتجاوز مساحته حاجز الستين متراً مربعاً، يقود الكيميائي سعيد الزهراني معركة معملية يومية في مواجهة عنصر كيميائي عنيد اسمه «الكبريت»..!
أحداث المعركة تدور في عيّنات قليلة من الزيت الخام.. كلّ عينة أقل من نصف لتر. أما الأسلحة فهي عيّنات من مواد كيماوية أخرى. والهدف، من هذه المواجهات المعملية المستمرة، هو السيطرة على مستويات «الكبريت» في الزيت الخام، وتحجيم محتواهُ إلى أقلّ حد ممكن..!
ما يسعى إليه فريق البحث، في المختبر، هو البحث عن طريقة مبتكرة تقوم بهذه المهمة الضرورية لصناعة الزيت وتكريره. والطريقة المبتكرة المطلوبة يمكن أن تكون مادة من المواد أو مركباً من المركبات؛ لتؤدي دور محفّز جديد للمهمة الكيميائية.
لماذا إزاحة الكبريت..؟
الكبريت هو أحد مكونات الزيت الخام، وتختلف نسبة وجوده من نوع إلى آخر من خامات الزيت. وكلما كانت نسبته عالية في الزيت المستخرج من باطن الأرض؛ تأثرت جودة الزيت، وباتت في حاجة إلى أعمال معالجة أكثر تعقيداً قبل أن يتحوّل إلى وقود، عبر التكرير، في مرحلة لاحقة.
مشكلة الكبريت،
لها وجهان: صناعي وبيئي
الوجه الصناعي يظهر فيما يفعله الكبريت الموجود في الزيت الخام ومشتقاته من تآكل في أنابيب نقل الزيت ومعامل المعالجة، فهذا التآكل يمكن أن يصل، في مرحلة لاحقة، إلى محرك السيارة التي تستخدم البنزين، وإلى أيّ محرك آخر يستخدم وقوداً محتوياً على الكبريت..!
أما الوجه البيئي؛ فيظهر فيما يمكن أن يخلفه احتراق الوقود في المحركات عموماً، إذ يتأكسد الكبريت، ومن ثم يخرج إلى الهواء في شكل غاز له أضراره الصحية والبيئية المتعددة.
لهذه الأسباب وغيرها؛ يستخدم منتجو الزيت ومشتقاته في العالم تقنية تقوم على استخدام غاز الهيدروجين في المعامل لاستخلاص الكبريت، ولكنها تقنية عالية الكلفة إلى حد ما.
سعيد الزهراني يشترك مع مجموعة من زملائه في البحث عن تقنية جديدة، غير التقنية التي تستهلك الهيدروجين، تكون أقل كلفة وأكثر أمناً وسلامة، وأجدى في وضع حلول لهذه المشكلة التي تواجهها مصافي تكرير الزيت في العالم.
واحدٌ من مئات..!
الزهراني واحدٌ من بين 340 عالماً وباحثاً ومساعداً، متفرّغين، طيلة الوقت، لأعمال البحث عن تقنيات جديدة لتعزيز موارد الزيت والغاز. هذا التعزيز من شأنه أن ينعكس، بالضرورة، على اقتصاديات المملكة، بالمحافظة على موارد المواد الهيدروكربونية، وتطوير أعمال هذه الصناعة الحيوية.
وفي مركز الأبحاث والتطوير في أرامكو السعودية تتزاحم الأبحاث والدراسات المتواصلة في تشكيل صفٍّ خلفي لعمليات التنقيب، والحفر، واستخراج الزيت، والتوسع في تشييد الآبار، ونقل الزيت، وفصله، وعزل الرواسب المتعلقة بها.. ناهيك عن أعمال التكرير، والنقل والتشغيل، والتسويق.. إلى آخر العمليات الحيوية والمساندة التي تنجزها أرامكو السعودية على مدار الساعة في قارات العالم كافة.
البترول ليس مدللاً..!
يبدو الأمر، في مركز الأبحاث والتطوير، كما لو كان انشغالاً خالصاً بتعزيز فرص الأبحاث التجارية. وحين تجنّد كُبرى شركات الزيت في العالم، طاقات المئات من موظفيها، وتفرّغهم لأعمال البحث المستمر؛ فإن ذلك يشير، على نحو واضح، إلى التوجه الاستراتيجي في أهداف صناعة الزيت.
بالتأكيد تلك حقيقة، إلا أنها ليست الحقيقة الوحيدة التي تسعى إليها 128 وحدة مختبر في مركز الأبحاث والتطوير. فهناك الأبحاث البيئية التي تُجرى من قبل خبراء إقليميين بارزين. وهؤلاء الباحثون والخُبراء يقومون بأبحاث لدراسة أوضاع ومشكلات المياه الجوفية ومياه البحر، فضلاً عن الحياة البحرية والتربة.
ووجود مثل هذه الدراسات في اهتمام شركة نفطية، بحجم أرامكو السعودية، يعني ـ فيما يعني ـ أن استراتيجيات العمل لا تنحصر في «السلعة» بل تتجاوزها إلى محيط بيئة إنتاج السلعة، ومصير الإنسان على مدىً بعيد.
نباتاتنا تحمينا
في المركز قسم له اشتغال بالقضايا البيئية، وفيه يعكف فريق من الباحثين على دراسة أنواع من النباتات المحلية، لتقوم بأعمال تنقية التربة عبر امتصاص المواد الكربوهيدروكربونية والمعادن التي يخلفها الزيت..
هذه التقنية سجّلت نجاحات واضحة في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية، لكنّ هذا النجاح لا يمكن استيراده، لأن النباتات التي استفيد منها في تلك الدول لا يمكن أن ينجح نموها في مناخ منطقتنا. ولهذا انصب البحث، لدى فريق أرامكو السعودية، على إيجاد نباتات من البيئة لها صفات امتصاص المواد الهيدروكربونية والمعادن.
فريق البحث نجح، فعلياً، في اكتشاف ثلاثة أنواع من النباتات المحلية التي تؤدي هذه الوظيفة البيئية. وحسب الكيميائي صالح الشريدي فإن البحث «وصل إلى مرحلته النهائية، وبات على مقربة من البدء في اتخاذ إجراءات براءة الاختراع».
بيئة بحث علمية
«أعمال الأبحاث والتطوير ليست جديدة على أرامكو السعودية» هذا ما قاله عبدالله جمعة، رئيس الشركة، في تعليق له على مشروع توسعة المركز في شهر نوفمبر من العام الماضي. وبوصفه واحداً من الشهود على تاريخ العمل البحثي فإن ما رآه جديداً هو أن المشروع «يوفّر لعلماء الشركة بيئة عمل أفضل تطلق العنان لابتكاراتهم وإبداعاتهم». وبما أن لكل عمل تحدياته؛ فإن أرامكو السعودية على بيّنة من التحديات الراهنة والمستقبلية التي يمكن أن تواجهها. والتحديات ـ والحديث للأستاذ جمعة ـ تتطلب «حلولاً لا يمكن استيرادها من أي مكان آخر في العالم».
وحين يتحدث رأس الهرم الإداري في الشركة عن «حلول لا يمكن استيرادها»؛ فإن ذلك يعني، على نحو ما، أن الشركة أمام تحديات مستقبلية، ولا خيار أمامها إلا توطين التكنولوجيا عبر صناعة «عقول» سعودية قادرة على البحث والتفكير، والتعاطي مع المشكلات التقنية تعاطياً علمياً وعملياً.
وهذا ما يُفسّر التنامي الكمي والنوعي للكوادر البشرية السعودية في المركز من علماءَ وباحثين ومساعدين وإداريين يشغلون ثلاثة أرباع الوظائف، ويتبادلون الخبرات والمهارات البحثية والعلمية، ويوظفونها في مواجهة مشكلات العمل في مرافق الشركة.
السعوديون يتكاثرون..!
من الممكن جداً قياس هذا التنامي البشري، في المركز، بالتنامي البشري المتحقق في الشركة على نحو عام. ومثلما بدأت السعودة بقاعدة العاملين في الشركة، في الثلاثينيات من القرن الماضي، وأخذت في التنامي حتى وصلت إلى رئاسة الشركة ووظائف الإدارة العليا عبر الأجيال؛ فإن السعودة تحققت على النهج الإداري المتوازن ذاته، في مركز الأبحاث والتطوير. وقد تطلب ذلك، بطبيعة الحال، أعمال بناء متواصلة في قطاع الموارد البشرية، بتعليم العاملين وتدريبهم ورفع مهاراتهم العلمية والبحثية. يقول عبدالله المالكي: «حالياً يستعد تسعة من حملة البكالوريوس والماجستير في المركز للابتعاث لتحضير الماجستير والدكتوراه». وهناك «26 موظفاً متفرغاً للدراسات العليا، نصفهم بمستوى الدكتوراه».
وهذا العدد يُضاف إلى: «41 موظفاً من حملة الدكتوراه»، وخمسين من حملة الماجستير. أما «خريجو البكالوريوس فعددهم 125، ويعمل معهم 120 موظفاً من حملة الدبلومات والثانوية العامة».
عبدالله المالكي يرأس وحدة تقويم الزيت ومشتقاته. وقد تجوّل بفريق «القافلة» في عدد من أقسام المركز، وكانت أطروحة تخرجه، في الماجستير، تبحث في تقنية إزالة الكبريت من الديزل والجازولين من دون استخدام الهيدروجين الذي لا تزال قدرته «محدودة في خفض مستويات الكبريت إلى مستويات قليلة، وهذا يرجع إلى وجود مركبات كبريتية مقاومة لهذه المعالجة».
والحاجة إلى وقود نظيف، وبمحتوىً منخفضٍ من الكبريت أصبحت تحدياً لمعظم مصافي تكرير الزيت في العالم. وقد فرضت المتطلبات البيئية على مشغلي المصافي السعي إلى خفض مستوى الكبريت إلى 10 أجزاء من مليون بحلول عام 2010م، في بعض دول العالم.
ومثلما قدم المالكي نتائج واعدة بتحقيق مستوى نزع للكبريت وصل إلى 92 في المئة؛ فإن فريق عمل آخر، في المركز، نجح، عام 2002م، في ابتكار جهاز لقياس مستوى الكبريت في أنابيب الغاز. وقد أدخلت الشركة ابتكار الدكتور إحسان الطائي والمهندس عبدالعزيز المتحمي والتقني هلال المطيري في ثلاثة معامل لها في شدقم وبقيق، فأدى دوره المطلوب بشكل قياسي.
تراث أرامكو البحثي
حين نبحث في تاريخ العمل البحثي، في أرامكو السعودية، فإننا نجد جذور هذا التاريخ ممتدّة إلى بدايات نشأة الشركة. لقد تطلبت أعمال التنقيب الأولى وجود أبحاث جيولوجية في مواقع الحفر والاختبار، إذ لا يمكن أن يكون البحث عن الزيت في صحارى المنطقة الشرقية مبنياً على توقع الصدف.
وبعد تدفق الزيت بكميات تجارية، وتطوير أعمال الإنتاج، تطوّرت الحاجة إلى المشروعات البحثية، سواء تلك المعنية بتقنيات الحفر، أو المعنية بالاختبارات الكيماوية للنفط المستخرج من مكامن الزيت في مواقع الشركة التي راحت تتزايد يوماً بعد آخر.
وتسجل الصور الأرشيفية جزءاً مهماً من تراث الشركة البحثي. ففيها يظهر السعوديون إلى جانب غيرهم في مختبرات يجرون أبحاثاً على منتجات نفطية، ويدرسون عينات، ويطبّقون ما درسوه نظرياً على واقع العمل الزيتي في الحقول والمرافق.
يقول عبدالله المالكي: «كان العاملون في الحقول والمعامل يتعاملون مع مشكلات التشغيل ويضعون الحلول وهم على رأس العمل. وفي مُختبرات بدائية (قياساً بالحاضر) كانوا يجرون التحاليل البسيطة المطلوبة. أما الأعمال الاختبارية المعقدة فقد كانت تُرسل إلى الخارج وتُستخلص نتائجها في مختبرات أخرى».
ولا يُمكن لاحتياجات شركة، بحجم أرامكو السعودية، أن تعتمد على حلول مؤقتة من مُختبرات متواضعة الإمكانات تقنياً وفنياً، كما لا يمكن لها أن تراهن على الوقت في انتظار حلول تأتي عبر المحيطات. فاتجهت إلى مشروع استراتيجي بتأسيس قطاع بحثي وتطويره، واعتباره واحداً من مرافقها الحيوية.
وحسبما يذكر الدكتور حسين السنيدي، رئيس المركز، فإن نهاية ستينيات القرن الماضي، شهدت تطوّراً ملحوظاً في الأعمال البحثية، مشيراً إلى أن المركز. «يعتمد على 35 سنة من الخبرات المتراكمة لدعم احتياجات الشركة التشغيلية».
الشركات الدولية.. شُركاء
وفي إحدى مراحل العمل، تشاركت أرامكو السعودية وعدداً من شركات الزيت الدولية في مشروعات أبحاث لدعم احتياجاتها. كما استفادت من الأبحاث والدراسات الأكاديمية المتصلة بصناعة الزيت والغاز، من خلال جامعات ومراكز أبحاث دولية. وانطوت هذه المشروعات على تطوير كوادر بشرية سعودية أيضاً، الأمر الذي انتهى إلى تشكيل مجموعات عمل بحثي في الشركة، وسرعان ما هيأت هذه المجموعات الظروف لتأسيس مشروع مركز أبحاث عام 1994م، وهو العام الذي برزت فيه فكرة المشروع على سطح اهتمامات أرامكو السعودية، وما إن أطلت الألفية الثالثة حتى كانت المرحلة الأولى منه قد أنجزت فعلاً. وفي شهر نوفمبر 2004م أنجزت الشركة مشروع التوسعة الذي شمل المرحلة الثانية من مركز الأبحاث والتطوير القائم حالياً في مدينة الظهران.
لسنوات طويلة قادمة
محسن العجمي ممثل إدارة مركز الأبحاث والتطوير يعتبر المشروع ذا مواصفات عالمية و«يتلاءم مع الاحتياجات التقنية المتزايدة لعلماء الشركة» حيث «سيلبي هذه الاحتياجات لسنوات طويلة قادمة».
وبتوسعة المرحلة الثانية من المشروع فإن المركز الآن مجهز ليفي بشكل أفضل بما هو مطلوب منه، ألا وهو المساعدة في الحفاظ على صدارة أرامكو السعودية في صناعة المواد الهيدروكربونية باستخدام الأبحاث التطبيقية الابتكارية لتطوير تقنيات وإجراءات عمل على أحدث مستوى. الأمر الذي رفع من مستوى العمل البحثي، وأظهر ابتكارات علمية تدلّ عليها براءات الاختراع التي حصل عليها الباحثون في المركز، حيث إن ما يقارب ثلث البراءات التي حصلت عليها الشركة يقف علماء مركز الأبحاث والتطوير وراءها.
التزام طموح
ويعكس اهتمام أرامكو السعودية الكبير بالأبحاث والتطوير التزام الشركة المستمر والطَموح بتلبية الطلب العالمي على الطاقة في المستقبل، وإنشاء مشروعات تجارية تعتمد على التقنية الحديثة وإيجاد مصادر دخل جديدة تسهم في تطوير الاقتصاد المحلي.
ويعمل علماء مركز الأبحاث والتطوير، المتخصصون في مجالات متعددة والذين يتعاونون عادة مع شركاء خارجيين، بشكل حثيث من أجل اقتناص فرص التنمية في الصناعة الهيدروكربونية، وحماية الأسواق المستقبلية للزيت الخام وإيجاد أعمال جديدة.
وينشغل علماء الشركة بمحاولة إيجاد حلول لأسئلة كثيرة ومهمة في الصناعة، منها: كيف يمكن حرق وقود البترول بشكل أكثر كفاءة ونظافة؟ وكيف يمكن الحصول على منتجات خفيفة من الزيت الخام الثقيل؟ وما هي أفضل الطرق لمحاربة التآكل؟ وكيف يمكن استخراج كميات أكبر من الزيت والغاز من المكامن؟
حلول مختبرية
ودعماً لأعمال الشركة في التنقيب والإنتاج؛ يقوم علماء المركز بتطوير حلول مختبرية وتكييف تقنيات التحويل وتوافر خدمات تقنية متقدمة في مجال البتروفيزياء، والسلوك المرحلي للمواد الهيدركربونية، وسوائل حفر آبار الزيت والغاز، والكيمياء الأرضية، وعمليات تنشيط وتحفيز إنتاج النفط والغاز، وغير ذلك من المجالات. ويدرس الباحثون أيضاً سلوك المكامن الهيدروكربونية ويقومون بإعداد التقويمات الجيوكيميائية للصخور، ويبحثون سبل رفع إنتاجية الآبار.
ضمان الموثوقية
ضمان الموثوقية والأداء الأفضل لموجودات الشركة يُعتبر هدفاً أساساً، ويمثل برنامج التآكل التابع للمركز ركناً أساساً في هذا الإطار؛ حيث يتضمن دراسة أساليب التحكم ومراقبة الأوضاع وأداء المواد. كما تشتمل الأبحاث على تطوير مواد التغليف، ومبلمرات سوائل الحفر، والمواد غير المعدنية والمركبة لاستخدامها في مناطق الأعمال.
وسيواصل المركز في السنوات القادمة ما ابتدأ به من أبحاث ريادية تتطلع لإيجاد تقنيات جديدة من شأنها تعزيز موارد الزيت والغاز وزيادة ربحية الشركة وتنمية اقتصاد المملكة.
أهداف أربعة
يسعى المركز إلى إدخال تطويرات تنسجم مع أربعة أهداف بعيدة المدى هي:
– المحافظة على استخدام الزيت في وسائل المواصلات.
– زيادة استخدام الزيت كلقيم في الصناعات الكيميائية.
–
الاستفادة من تطبيقات توليد الكهرباء في تشجيع استهلاك الزيت في هذا المجال.
–
إيجاد أسواق جديدة للزيت.
وللوصول إلى هذه الأهداف، تشمل مواضيع الأبحاث تحسين استخلاص الزيت وتقييم المكامن، والتوصل إلى تركيبات مستقبلية للوقود النظيف، وإيجاد استخدامات جديدة للزيت.
دراسات للمستقبل
وقد حقّقت أرامكو السعودية منجزات بحثية وعلمية لافتة، ومنذ عقد مضى كانت إحدى شركات الزيت السباقة في استخدام التصوير الشعاعي الطبقي بالكمبيوتر. هذه التقنية، في الأصل، تقنية تُستخدم في التصوير الطبي، لكن الشركة استخدمتها في تقييم الصخور المنتجة للبترول، ومن تحليل آلاف الأقدام من عينات الصخور المأخوذة من باطن الأرض يحصل الباحثون على تشخيص أفضل للمكامن ورسم صور لعملية تدفق السوائل.
ومن ضمن القدرات التحليلية المتقدمة الأخرى في المركز يأتي كل من: مسحوق انعطاف الأشعة السينية لاختبار التركيب الفيزيائي والكيميائي للمواد الصلبة غير المعروفة، والتحليل الطيفي عن طريق الاستشعاع السيني المشتت للطاقة (EDXRF) في دراسات الحد من التقشر/التآكل والدراسات الأخرى، والتحليل الطيفي للانبعاث البصري للبلازما للتحليل المتعدد العناصر، والتحليل الكروماتوغرافي/التحليل الطيفي للكتلة للغاز لدراسة الجزيئات، والفحص المجهري عن طريق مسح الإلكترونات في العينات الدقيقة في بيئة تشبه بيئتها الطبيعية لأغراض التصوير التكبيري الشديد، والمقياس الطيفي للرنين المغناطيسي النووي لدراسة المركبات العضوية.
وخلال عام 2004م أكمل المركز دراسات تتعلق بمعالجة المياه وتقليل تكلفة التآكل توصلت إلى إمكانية تحقيق وفر كبير عن طريق استخدام تقنيات جديدة كأغشية الترشيح الدقيقة، والمواد المركبة المشتقة من الزيت ومواد التغليف الجديدة عالية الكفاءة. كما تجرى أيضاً دراسات على تركيبات وقود بترولي جديدة، ودراسات رائدة في مجال التركيب الكيميائي لأنواع الوقود التي تناسب أنظمة محركات الدفع الجديدة، ودراسات بعيدة المدى حول الطرق الاقتصادية لاستخدام الزيت في إنتاج الهيدروجين لاستخدامه في وسائل المواصلات، ومعامل إنتاج الحرارة والكهرباء.
مواجهة الكربون
واستمرت الشركة في عام 2004م في العمل في مجال التقنية البيولوجية من أجل البحث عن طرق لاستخدام الكائنات العضوية الدقيقة في معالجة الزيت الخام وتوافر حلول معالجة بيئية منخفضة التكاليف، حيث توافرت أدوات جديدة لدراسة تسلسل الحمض النووي والتعرف بصورة أسرع على الكائنات العضوية الدقيقة، مما أتاح إمكانية دراسة هذه الكائنات بتفصيل أكبر.
وتسعى مشروعات الأبحاث الحالية إلى استغلال تقنية فرز جديدة للتقليل من انبعاثات الكربون في الصناعة وتطوير حلول تكنولوجية تقلل من الانبعاثات الصادرة من المركبات، ومن ضمن ذلك إزالة الكربون من الوقود البترولي، وإزالة واستخلاص الكربون قبل الاحتراق، بالإضافة إلى معالجة الغازات المنبعثة من الاحتراق بالنسبة للمحركات ذات الاحتراق الداخلي.
لنا.. وللعالم
من جهة أخرى يقوم إداريون متخصصون بإدارة الأصول الفكرية والخبرات التي تفرزها أعمال الأبحاث والتطوير في الشركة، ودراسة سبل الاستغلال التجاري للأبحاث والتقنيات التي تطورها الشركة عن طريق بيع الابتكارات وحقوق الاستخدام المملوكة لها أو تأسيس شركات تقنية مستقلة وشراكات مع أطراف أخرى. ويتم الآن البحث عن فرص أعمال قائمة على التكنولوجيا في صناعة مواد التغليف والطلاء بالراتين الزيتي، ومضافات تحسين أداء حقول الزيت كمضادات التآكل والمواد غير المعدنية عالية الكفاءة.
