قابلية تبلل الصخور المكمنية
قابلية تبلل الصخور
يتم تعريف قابلية التبلل على أنها ميل أحد السوائل إلى الانتشار على سطح صلب أو الالتصاق به في وجود سوائل أخرى غير قابلة للامتزاج. تم توضيح مفهوم قابلية التبلل في الشكل ادناة.
 |
| رسم توضيحي للقابلية للبلل |
إذا سُمح لقطرة ماء بالسقوط على طبق زجاجي نظيف، فإن الماء ينتشر. الماء مبلل. وإذا سُمح لقطرة من الزئبق بالسقوط على لوح زجاجي نظيف، فإن الزئبق يبقى في شكل كروي. اما إذا تم وضع قطرة من التفط على لوح زجاجي نظيف، فإن قطرة النفط يكتسب شكل نصف كروي تقريبًا.
عندما تكون الصخرة مبللة بالماء، يكون هناك ميل للماء لاحتلال المسام الصغيرة وملامسة غالبية سطح الصخر. الشكل اعلاه في النظام الرطب بالنفط، يتم عكس موقع السائلين، وسيحتل النفط المسام الصغيرة ويتصل بأغلبية سطح الصخور.
اعتمادًا على التفاعل المحدد بين الصخور والنفط والمحلول الملحي، يمكن أن تتراوح قابلية التبلل للنظام من قابلية التبلل بالماء، إلى قابلية التبلل المتوسطة، أو قابلية التبلل المختلطة، أو قابلية التبلل بالنفط.
تعني القابلية للبلل المتوسطة أن الصخر ليس لديه تفضيل عام للنفط أو الماء.
يشير مصطلح "الرطب المختلط" إلى مناطق من مساحة المسام المترابطة التي تكون مبللة بالماء بينما تكون الأسطح المتبقية مبللة بالنفط.
في المكامن، تشير التقديرات إلى أن سائل الترطيب، في معظم الحالات، هو الماء (أزواج الماء/النفط والماء/الغاز). ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يبلل النفط الحجر الجيري بشكل تفضيلي للمياه، خاصة إذا كان هناك الكثير من الحجر الجيري.
تتوافق هذه الآليات مع التجاذب الجزيئي والتنافر بين السوائل والمواد الصلبة الموجودة. ويبين الشكل أدناه توزيع النفط (سائل غير مبلل) في مسام صخرة مملوءة بالماء (سائل مبلل). حيث انه عندما يكون النظام - (ماء/نفط) - غالبًا ما يكون الماء هو سائل الترطيب. وفي حالة (ماء/غاز) - الماء هو سائل الترطيب، اما عند (نفط/غاز - النفط هو سائل الترطيب.
العوامل المؤثرة على قابلية التبلل
- تكوين النفط.
- تمعدن الصخر.
- الرقم الهيدروجيني للمحلول الملحي للتكوين
- الضغط ودرجة الحرارة.
- سمك طبقة الماء الخلقي.
يمكن تغيير قابلية بلل سطح صخري مبلل بالماء في الأصل عن طريق امتزاز المركبات القطبية و/أو ترسب المواد العضوية التي كانت موجودة في الأصل في النفط الخام.
يُعتقد أن حالة النفط الرطب ترجع إلى وجود شوائب قطبية أو مواد نشطة سطحيًا في النفط، والتي تمتزها الصخور على مر الزمن الجيولوجي، مما يزيد من انجذاب سطحها للنفط ويجعله رطبًا.
حساب قابلية التبلل
يتم استخدام عدد من الطرق لتقييم قابلية التبلل في المختبر. وتشمل:
- قياسات زوايا التلامس على البلورات المعدنية المسطحة المصقولة.
- قياس معدل تشرب الماء والنفط في المقابس الأساسية.
قياس زاوية التلامس على السطح السائل والصلب
حققت زاوية التلامس ϴ أهمية كمقياس لقابلية التبلل. كما هو موضح في الشكل، مع انخفاض زاوية التلامس، تزداد خصائص ترطيب السائل.
- تشير زاوية التلامس البالغة صفر إلى التبلل الكامل بالمرحلة الأكثر كثافة.
- تشير زاوية 90 درجة إلى أن أيًا من الطورين لا يبلل المادة الصلبة بشكل تفضيلي (قابلية بلل محايدة).
- تشير الزاوية 180 إلى ترطيب كامل بالمرحلة الأقل كثافة.
 |
| زوايا الاتصال البينية |
 |
| قياسات زوايا التلامس خلال المرحلة المائية |
نسبة الهبوط الساكنة
مؤشر مناسب آخر لقابلية البلل هو نسبة القطرة اللاطئة، والتي يتم تعريفها على أنها نسبة ارتفاع القطرة على السطح إلى عرض القطرة.
- تشير نسبة الانخفاض اللاطئة البالغة 1 إلى عدم التبلل الكامل.
- نسبة الصفر تشير إلى التبلل الكامل.
 |
| رسم توضيحي لنسبة الانخفاض لاطئة |
القياس الغير مباشر:
يُقترح حساب زاوية التلامس ودرجة معينة من قابلية التبلل للنظام المسامي من ضغط العتبة (الضغط الذي يتسبب فقط في دخول السوائل غير المبللة). في الشكل اللاحق، يظهر الارتفاع الشعري للماء في الأنبوب والانخفاض الشعري للزئبق. يميل السائل المبلل إلى الدخول إلى المسام أو الأنبوب تلقائيًا، بينما يقاوم السائل غير المبلل الدخول.
 |
| رسم توضيحي للعلاقة بين قابلية البلل والضغط الشعري |
قام Slabod بتوسيع مفهوم استخدام ضغط العتبة كوسيلة لتحديد خصائص التبلل لحساب رقم قابلية التبلل وزاوية الاتصال الظاهرة. يتم تحديد رقم قابلية البلل بالمعادلة:
نظام توزيع السوائل متعدد المراحل
تعتبر قابلية بلل الصخور المكمنية للسوائل مهمة حيث أن توزيع السوائل في الاوساط المسامية هو وظيفة قابلية البلل.
يتم تصنيف انتشار مراحل الترطيب وعدم الترطيب عادة على النحو التالي:
• بندولاري
• فنكلاري
• معزول
اعتمادًا على مستويات التشبع في المنطقة A، الشكل ادناه، يوجد الطور المائي بشكل رئيسي كحلقات بنسية حول الوصلات الحبيبية، والتي قد تتصل ببعضها البعض فقط عبر طبقة ممتصة رقيقة للغاية على سطح الصخور. في المنطقة ب، توجد كلا المرحلتين في مسارات تدفق مستمرة من خلال شبكات المسام الخاصة بهما، ويقال أن كلاهما في حالة تشبع فنكلاري. مع استمرار زيادة تشبع الماء، ينخفض تشبع النفط أخيرًا إلى النقطة التي تنكسر فيها خيوط التوصيل ويصبح النفط متقطعًا عند القيمة Sor. وهكذا، يوجد النفط في المنطقة C في مجموعات صغيرة ومعزولة من المسام (الجزر) أو في حالة التشبع المعزول.
مرة أخرى، اعتبرت هذه المناقشة الماء كمرحلة ترطيب والنفط كمرحلة عدم ترطيب؛ ومع ذلك، تنطبق المفاهيم العامة على أي نظام من السوائل المبللة وغير المبللة. ولذلك باختصار:
|
Region |
Wetting phase saturation |
Non-wetting phase saturation |
|
A
|
Pendular
|
Funicular
|
|
B
|
Funicular
|
Funicular
|
|
C |
funicular
|
Insular
|
 |
| سلوك التدفق النموذجي على مرحلتين |
 |
| منحنى النفاذية النسبية |
ما هي الأهمية العملية لهذا السلوك؟
- إن وجود النفط في الصخر ليس دليلاً على أنه سيتم إنتاج النفط.
- تعتمد التنبؤات بسلوك الإنتاج المستقبلي لحقول بأكملها على حساب معدلات الإنتاج المستقبلية عند تشبع النفط المتناقص بشكل مطرد، وتتطلب هذه التنبؤات معرفة هذا المنحنى.
كلمات مفتاحية/ البلل، التبلل، قابلية البلل، الترطيب.
تعليقات
إرسال تعليق