شواذ الضغط و انعكاساته البترولية

^ مقدمة ^ :

&يعبر التدرج الهيدروستاتيكي عن الزيادة في قيمة الضغط في واحدة العمق لعمود من السائل على تماس مع السطح. إن هذه القيمة هي حوالي  9.8 باسكال /م

( KPa / m ) بالنسبة للماء العذب، وهي تزداد بمقدار 0.098 ك. باسكال /م كلما ازدادت قيمة الملوحة بمقدار 0.01 غ/سم، كما أنها تزداد طردا مع العمق؛ وإذا ما حفر بئر في طبقة رملية عالية النفوذية تمتد اعتبارا من السطح، فإن الضغط في كل الأعماق سيكون هیدروستاتيكيا( A في الشكل)، وهو في الحقيقة التدرج الذي يصادف في معظم الخزانات النفطية. يشكل أي انزياح عن قيمة الضغط الهيدروستاتيكي المفترضة في مكان ما في الأعماق شاذ ضغط طبقي، يعد موجبا أو (مرتفعا ) إذا كانت قيمة التدرج أكبر من 12ك. باسكال / م، وسالبا أو (منخفضة ) إذا ما كان أقل من 9.8باسكال /م.&

**أسباب وجود شاذ الضغط الموجب**:

&يحصل شاذ الضغط الموجب عندما لا تتمكن الموائع المسامية من الهجرة، عند تعرضها للإجهاد خلال فترة زمنية جيولوجية هامة، مما يؤدي إلى ازدياد ضغط هذه الموائع.

توجد أنواع مختلفة من الإجهاد، التي يمكن أن تؤدي إلى زيادة ضغط الموائع. من أهم هذه الأنواع:

1. التحميل السريع، الذي يمكن أن يؤدي إلى تراص غیر متوازن .
2. التمدد الحراري للموائع.
3.  التراص الناجم عن القوى التكتونية.
4.  تولد النفط والغاز من المواد العضوية المحفوظة في الصخور .

لوحظ في بعض الأماكن ( وليس في جميعها ) ترافق شاذ الضغط الطبقي المرتفع مع تزايد قيم التدرج الحراري، وهو ما لوحظ بشكل خاص في طبقات الشيل( مما يؤدي إلى تعزيز النضج وتولد المواد الهيدروكربونية ). يعزى هذا الازدياد في التدرج الحراري في الشيل المعرض لشاذ ضغط مرتفع، إلى الناقلية الحرارية المنخفضة لهذا الشيل، الذي يعمل كعازل حراري مسببة لوجود شاذ تدرج حراري عبره .&

**نموذجي شاذ الضغط المرتفع**:

&يمكن لشاذ الضغط المرتفع أن يتطور ضمن مجموعتين من الظروف، هما:

 1-تراص غير متوازن يحصل فيه جریان جانبي غير مقيد، وإعاقة للجريان الرأسي.

 2- مقصورات غرف ) مغلقة، يحصل فيها إعاقة لكل من الجريان الجاني والرأسي.

الشكل يبين ازدیاد ضغط المائع مع العمق. حيث تمثل كل من الخطوط B، A ، و C على التالي كل من : التدرج الهيدروستاتيكي لمعظم الأحواض البترولية، التدرج الليتوستاتیکي، ضغط المائع في تعاقب طبقات رمل - شیل. كما يمثل المخطط الصغير في أعلى يمين الشكل تغير ضغط المائع عند تطبيق الضغط على تعاقب طبقات من الطين والرمل، حيث يؤدي مرکز طبقة الشيل الواقعة بين الطبقتين الرمليتين دور الحاجز الضغطي لحركة الموائع، و تتحرك الموائع باتجاه الأعلى والأسفل نحو الطبقات الرملية المتصلة مع السطح

يظهر الشكل  مثالا توضيحية لشاذ الضغط المرتفع الناجم عن التراص غير المتوازن، حيث نرى من خلال الشكل وجود طبقة شيل بين طبقتين من الرمال، وإذا ما طبق الضغط على أعلى تلك الطبقات، وسمح للمائع بأن يتحرر من طبقتي الرمال، فإن تراصه تفاضلية سيحصل للطبقة الطينية، حيث يتراص الطين في حواف الطبقة الطينية بالقرب من طبقتي الرمال بشكل أسرع من تراصه في الأجزاء المركزية من هذه الطبقة، مما يؤدي إلى وجود ضغط مائع مرتفع جدا في هذه الأجزاء، يمكن أن يكون أعظم بكثير من الضغط الهيدروستاتيكي المفترض، كما هو واضح في الشكل . يستنتج من الشكل تنوع الضغط في العامود الرسوبي ؛ فعلى افتراض أن معدل التراص منتظم، وكذلك استمرارية نفاذية الرمال حتى السطح؛ فإن الطبقات الرملية سوف تتميز بضغوط عادية، بينما سيتعرض الشيل إلى شاذ ضغط طبقي مرتفع بدرجات مختلفة .

لا بد من الإشارة هنا أيضا إلى دور الزمن، فإذا ما كان تزايد الضغط بطيئة جدا عبر ملايين السنين، فإن الموائع ستجد زمنا كافيا لتتمكن من الهرب البطيء، وبالتالي سوف تكون قيم الشاذ الضغطي أعلى بقليل جدا من قيم الضغط الطبيعي، أي لن يكون الفارق بينهما كبيرا . يعود التراص غير المتوازن( الذي ينتج عنه ضغط شاذ مرتفع، وسماكات من الشيل غير متراصة بشكل کامل ) من دون شك إلى التحميل السريع، لكنه بما أن هناك جریان جانبي غير مقيد، فإن الشيل تحت المتراص، سيخسر في النهاية مياهه، ليصل أخيرة إلى التراص النظامي، ويتعلق معدل خسارة المياه بمدى تحول الجريان الجانبي غير المقيد، إلى جريان مقيد، مع ازدياد عمق الطمر. يمكن لعملية التراص الميكانيكي أن تستمر في بعض المناطق حتى العمق الذي يقابل الحرارة حوالي 93م، لكن هذه العملية تنتهي غالبا قبل الوصول إلى مرحلة التولد الأعظمي للمواد الهيدروكربونية.