المهندسة تولين
هناك مسائل هامة تتعّلق بزيادة عامل المردود النفطي، الذي يتعّلق بالخصائص الخزنية للصخور المكمنيةولقد أثبتت الدراسات والأبحاث العلمية أن تحقيق أفضل عامل مردود نفطي يظهر لدى التحديد الدقيق للخصائص الخزنية للصخور، وبالتالي التحديد الدقيق للمؤشرات الخزنية متمّثلة بالنظام الأمثل لاستثمار الحقل النفطي أو الغازي.
ومن هذا المنطلق فإن الهدف من هذه الدراسة تناول أحد أهم هذه الخصائص الخزنية للطبقة ذات الارتباط الوثيق بالمؤشرات الخزنية وهي النفاذية المطلقة باستخدام السائل،من خلال دراسة العوامل المؤثرة في قياسها وخاصًة دراسة تأثير الضغط ودرجة الحرارة فيها، من أجل معرفة مدى تأثير الشروط الطبقية عليها.
1. المسامية : هي عبارة عن نسبة حجم الفراغات المسامية الموجودة بين حبيبات الصخر الصلبة المرتبطة بعضها ببعض بملاط إلى الحجم الكلي للصخر. ونميز النوعين التاليين للمسامية :
– المسامية المطلقة : وتمّثل النسبة المئوية لحجم الفراغات المسامية الموجودة بين حبيبات الصخر إلى الحجم الكلي للصخر.
– المسامية الفعالة : هي النسبة المئوية لحجم الفراغات المسامية المّتصلة فيما بينها ومع الخارج والحاوية على السوائل ، والتي يتم من خلالها الارتشاح إلى الحجم الكلي للصخر ، وتقسم المسامية حسب تشـكلها الى :
أ- مسامية أولية : تتشكل هذه المسامية بين الحبيبات المكونة للصخور أثناء عملية الترسيب.
ب- مسامية ثانوية: تنتج هذه المسامية عن عمليات تفتت الصخور وتشكلّ الشقوق وانحلالها وعن عمليات الدلمتة) استبدال لشوارد الكالسيوم بشوارد المغنزيوم وبسبب كون شوارد المغنزيوم ذات حجم أصغر من حجم شوارد الكالسيوم ينتج عن ذلك فراغات تضاف إلى المسامية الأولية.
أقرأ أيضاً المسامية والنفاذية
العوامل المؤثرة في المسامية :
– أبعاد الحبيبات المكونة للصخر وتوزعها فيه.
– أبعاد القنوات المسامية.
– انضغاطية الصخور المكمنية وتراصها: لدى تعرض الطبقة الصخرية للضغط سوف يقل حجم فراغاتها المسامية وبعد زوال الضغط لايعود الصخر إلى وضعه الأولي، ويبقى مؤثرًا في الحبيبات الصخرية ، ولذلك تتناقص مسامية الصخر بازدياد عمق توضعه.
– درجة تماسك الحبيبات والتصاقها: حيث تقل المسامية بازدياد كمية الملاط اللاصق للحبيبات بعضها ببعض.
– نسبة الغضار بين الحبيبات: تقل المسامية بازدياد نسبة الغضار في الصخر، بسبب حدوث انتفاخ ظاهري لحبيبات الغضار أثناء مرور المياه مما يؤدي إلى إغلاق
المسامات.
– تكسر الحبيبات الذي ينتج عن تعرضها للضغوط العالية خاصة في الأعماق مما يؤدي إلى تهشيمها وتفكك الملاط اللاصق لها ، وتصبح ذات زوايا حادة وتتداخل فيما بينها، فيقلّ حجم الفراغات وتقلّ المسامية.
2. النفاذية :
النفاذية : هي قدرة الصخور على تمرير السوائل والغازات من خلالها، ولا توجد في الطبيعة صخور عديمة النفاذية تماماً ، ويمكن تحت الضغط المناسب دفع السائل أو الغاز عبر أي صخر، إلا أن هناك صخورًا كثيرة ، تبدو عمليًا غير نفوذة للسوائل والغازات لدى تعرضها إلى فرق الضغط الذي يحدث في الطبقات، ويتوّقف هذا على أبعاد المسامات والقنوات المسامية، حيث تقل نفوذية الصخور بالنسبة للسوائل والغازات كلما قّلت أبعاد المسام والقنوات التي تصل بين هذه المسامات في الصخور. تتكون أغطية الطبقات البترولية والغازية عادة، من صخور طينية غير نفوذة أو تحتوي على مسامات وقنوات تحت شعرية غير قادرة على تمرير السوائل والغازات.
يعبر معامل النفاذية عن قدرة الصخر على تمرير النفط والغاز إلى قاع البئر لدى بين الضغط الطبقي عند كونتور (حدود) التغذية وضغط القاع. ΔP وجود فارق ضغط نجد غالبًا أثناء عمليات الاستثمار في الحقول النفطية نوعين أو ثلاثة أنواع من المواد التي تمر ضمن القنوات المسامية (نفط-ماء)، (نفط-غاز)، (نفط-ماء-غاز) وعلى هذا الأساس تكون النفاذية لهذه الفراغات المسامية نفسها مختلفة لكل مادة من هذه المواد في أثناء ارتشاحها، لذا تقسم النفاذية إلى النفاذية المطلقة والفعالة والنسبية.
تصنيف النفاذية :
النفاذية المطلقة : هي نفوذية الوسط المسامي التي يتم تعيينها وذلك بتمرير طور ما خلاله ذي صفات كيميائية خاملة غير قابل للتفاعل مع الصخر، ويستخدم عادًة الهواء أو النتروجين، أما إذا مرر سائل في الوسط المسامي فإن نفوذيته تتأثر بالصفات الفيزيائية والكيميائية لهذا السائل. يستخدم قانون دارسي (قانون الارتشاح الخطي) للتحديد الكمي لنفوذية الصخور، وحسب هذا القانون فإن النفاذية تتناسب عكسًا مع فرق الضغط وطردًا مع لزوجته
K = Q.μ . L\ F .ΔP :
F .(Cm3/Sec.) = ( مساحة سطح الارتشاح (Cm 2
حيث ان :
Q = معدل التدفق الحجمي للسائل عبر الصخور
ΔP= الفرق في الضغط على طول عينة الصخور Kgf /Cm
μ لزوجة السائل الديناميكية (Cp).
L المسافة الخطية بين نقطتي بدء الجريان وانتهائه .(Cm).
تتراوح نفوذية الصخور للمكامن النفطية والغازية بين عدة ميلي دارسي الى 2 -3 دارسي، ونادرًا ما تكون أكثر من ذلك. لدى قياس النفاذية باستخدام الغاز –
النفاذية الفعالة : هي نفوذية الصخر لطور ما لدى ارتشاح عدة أطوار بآن واحد ومقدارها ليس له علاقة فقط بالصفات الفيزيائية للطور، وإنما بدرجة تشبع الفراغات المسامية بالأطوار، وبالصفات الفيزيائية والكيميائية لها.
النفاذية النسبية : هي نسبة النفاذية الفعالة إلى النفاذية المطلقة، والتي تعبر فيزيائيًا عن الجريان النسبي لطور معين لدى ارتشاح عدة أطوار بآن واحد ضمن الوسط المسامي
Kw′ = K w / K
Ko′ = Ko / K