نفوذية الصخور الخازنة

*مفهوم النفوذية **:

&النفوذية هي الخاصية الهامة التي يتصف بها الصخر لتمرير النفط والغاز إلى قاع البئر لدى وجود فارق ضغط AP بين الضغط الطبقي وضغط القاع . إن أغلب الصخور الرسوبية كالصخور الرملية

والرملية المسمنتة والكلسية الدولوميتية وحتى الغضارية لها خاصية النفوذية ، لكن الصخور الغضارية وبالرغم من مساميتها العالية فأن نفوذيتها ضعيفة جدا ، يعلل ذلك بسبب أن القنوات المسامية فيها غير متصلة مع بعضها ، بالإضافة إلى صغر مقاييسها وبالتالي التأثير الكبير للقوى الشعرية عليها وهذا ما يمنع السوائل والغازات بالحركة ضمنها .

توصل الباحثون نتيجة للدراسات والأبحاث النظرية والعملية إلى أن كميات النفط المستثمرة من الحقول النفطية تمر ضمن قنوات مسامية إلى قاع الآبار ذوات المقاييس الأكبر من 1 ميكرون ، بينما هذا لا يعني أن حركة السائل تتوقف في القنوات المسامية والتي مقاييسها أصغر من 1 میکرون ، وبالتالي لا يمكن اعتبارها دون مردود ، حيث وباستخدام الطرق الاصطناعية كعمليات التحميض والتشقيق الهيدروليكي يمكن زيادة مقاييس هذه القنوات ، لكن مردودها سيكون أقل من مردود القنوات المسامية التي مقاييسها أكبر من 1 میکرون ، نجد غالبأ لدى استثمار الحقول النفطية نوعين أو ثلاثة من الموائع التي تمر عبر القنوات المسامية (نفط - ماء ، نفط - غاز، نفط - ماء - غاز) وعلى هذا الأساس ستكون النفوذية لنفس الفراغات المسامية مختلفة لكل مائع أثناء ارتشاحه .&

**أنواع النفوذية** :

&تقسم النفوذية إلى ثلاث أنواع هي النفوذية المطلقة والفعالة والنسبية.

1 -النفوذية المطلقة : هي نفوذية الوسط المسامي التي يتم تعيينها بتمرير مادة ما خلاله ذات صفات كيميائية خاملة غير قابلة للتفاعل مع الصخر، ويستخدم عادة الهواء أو الغاز. أما إذا مرر سائل في الوسط المسامی فعلی نفوذيته ستؤثر الصفات الفيزيائية والكيميائية لهذا السائل .

2 -النفوذية الفعالة : هي نفوذية الصخر لمادة ما لدى وجود عدد من المواد فيه ومقدارها ليس له علاقة فقط بالصفات الفيزيائية للصخر وإنما بدرجة تشبع الفراغات المسامية بالسوائل والغازات وبالصفات الكيميائية والفيزيائية لها.

3 -النفوذية النسبية : هي نسبة النفوذية الفعالة إلى النفوذية المطلقة.&

**تعيين النفوذية المطلقة :

&التعيين نفوذية الصخور الطبقية المطلقة يستخدم القانون الخطي لدارسي والذي يوضح أن سرعة انتشار السائل في الوسط المسامي تتناسب طردا مع فارق الضغط وعكسا مع اللزوجة التحريكية.

حيث أن :

V : سرعة الارتشاح الخطي

Q : الكمية المصروفة من السائل في الوحدة الزمنية

ꞃ : اللزوجة التحريكية

ΔP : فارق الضغط

L : طول الوسط المسامي

ومن المعادلة السابقة نستطيع حساب K معامل النفوذية حسب العلاقة التالية :

وعند قياس النفوذية باستخدام الغاز نجد :

Qg :  الكمية الحجمية الوسطية المصروفة من الغاز والمحسوبة على أساس الضغط الوسطي P في العينة .

استعمل في المعادلة الكمية الحجمية الوسطية المصروفة من الغاز، وذلك بسبب عدم ثبات هذه الكمية أثناء تغير الضغط عن دخول وخروج الغاز من العينة .

يحسب الضغط الوسطي بالشكل التالي:

حيث أن :

P1 : ضغط الغاز عند الدخول في العينة

P2 : ضغط الغاز عند الخروج من العينة

لنفترض أن عملية تمدد الغاز أثناء ارتشاحه خلال العينة الاسطوانية تتم بثبات درجة الحرارة وباستعمال قانون بول – ماريوت :

حيث :

Qg : كمية الغاز المصروفة عند الضغط الجوي P۰ ودرجة الحرارة العادية ، عندئذ تصبح معادلة تعيين نفوذية الصخور باستخدام الغاز بالشكل التالي:

**واحدات النفوذية** :

&للحصول على واحدة النفوذية K في الجملة السغثية نضع جميع واحدات المعادلة كما يلي:

وحيث أن :

وبالتعويض في المعادلة السابقة نجد أن :

من هذا يتبين أن معامل النفوذية له واحدة السطح ، وهذا يعلل من الناحية الفيزيائية أن عملية الارتشاح تتم عبر سطح مقطع قنوات الوسط المسامي . وبما أن النفوذية صغيرة جدا بالنسبة لهذه الواحدة من القياس لذلك استعيض بدلا عنها بالواحدة العملية ووحداتها هي على الشكل التالي:

فإذا عوضنا هذه الواحدات في المعادلة نحصل على:

سميت هذه الواحدة بواحدة دارسي ويمكن تعريفها بالشكل التالي:

هي نفوذية وسط مسامي لعينة طولها 1cm مساحة مقطعها 1cm² يمر من خلالها بزمن قدره ثانية واحدة ²1cm من سائل لزوجته 1CP عند فارق ضغط يساوي 1 atm . تتراوح نفوذية صخور المكامن النفطية والغازية بين عدة ميلي دارسي وإلى 2-3 دارسي ونادرا ما تكون أكثر من ذلك ، مما ذكر أعلاه يتبين أن المعادلة  تمثل قانون دارسي أثناء الجريان الخطي، ولكن من الضروري تعيين نفوذية العينة لدى الجريان الدائري فقط أو بالأحرى وكأننا نمثل الجريان من الطبقة وإلى البئر، انظر الشكل ، عندئذ ستكون النفوذية لدى جريان السائل في مثل هذه الحالة على النحو التالي:

الرسم التخطيطي للجريان الدائري

ولدى جريان الغاز  ستكون :