ارتفاع في الجوهر

تُعد طريقة ارتفاع اللب ( RIC ) طريقة بديلة لتوصيف قابلية ترطيب الخزان ، وقد وصفها كل من S. Ghedan و CH Canbaz في عام 2014. وتتيح هذه الطريقة تقدير جميع مناطق الترطيب مثل المناطق المبللة بالماء بشدة، والمناطق المبللة بالماء بشكل متوسط، والمناطق المبللة بالزيت، والمناطق المبللة بالزيت بشدة، وذلك من خلال قياسات سريعة ودقيقة نسبيًا من حيث زاوية التلامس بدلاً من مؤشر قابلية الترطيب.

خلال تجارب RIC، خضعت عينات لبية مشبعة بسائل خزان مُختار لعملية امتصاص من سائل خزان آخر. تمت مقارنة قياسات قابلية التبلل بتقنية RIC مع اختبار أموت ^{[ 1 ]} وقياسات مكتب المناجم الأمريكي (USBM) باستخدام أزواج من عينات اللب المأخوذة من ارتفاعات مختلفة لخزان كربونات سميك، مع إجراء تعديلات عليها . أظهرت النتائج توافقًا جيدًا. تُعد طريقة RIC بديلًا لطريقتي أموت وUSBM، وهي طريقة فعالة في توصيف قابلية تبلل الخزان. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

استخدمت إحدى الدراسات زاوية التلامس المتقدمة للماء لتقدير قابلية ترطيب خمسة وخمسين خزانًا نفطيًا. تم اختبار محلول ملحي اصطناعي منزوع الأكسجين ونفط خام لاهوائي ميت على بلورات الكوارتز والكالسيت عند درجة حرارة الخزان. واعتُبرت زوايا التلامس من 0 إلى 75 درجة مبللة بالماء، ومن 75 إلى 105 درجات متوسطة ، ومن 105 إلى 180 درجة مبللة بالزيت. ^{[ 4 ]} على الرغم من تقسيم نطاق قابلية الترطيب إلى ثلاث مناطق، إلا أن هذه التقسيمات كانت اعتباطية. إذ يمكن أن تتفاوت قابلية ترطيب الخزانات المختلفة ضمن هذا الطيف الواسع، من شديدة التبلل بالماء إلى شديدة التبلل بالزيت.

وصفت دراسة أخرى حالتين ابتدائيتين، مرجعية وغير مرجعية، لحساب قيم القطع باستخدام زوايا التلامس المتقدمة والمتراجعة وبيانات الامتصاص التلقائي. ^{[ 5 ]} وُصفت القيمة الحدية بين المناطق المبللة بالماء والمناطق المتوسطة بأنها 62 درجة. وبالمثل، وُصفت قيم القطع لزاوية التلامس المتقدمة بأنها من 0 إلى 62 درجة للمنطقة المبللة بالماء، ومن 62 إلى 133 درجة للمنطقة المتوسطة، ومن 133 إلى 180 درجة للمنطقة المبللة بالزيت. درس تشيلينجار وين ^{[ 6 ]} بحثًا موسعًا على 161 عينة من الحجر الجيري ، والحجر الجيري الدولوميتي، والدولوميت الكلسي، والدولوميت . وصُنفت قيم القطع على النحو التالي: من 160 إلى 180 درجة للمنطقة المبللة بالزيت بشدة، ومن 100 إلى 160 درجة للمنطقة المبللة بالزيت، ومن 80 إلى 100 درجة للمنطقة المتوسطة، ومن 80 إلى 20 درجة للمنطقة المبللة بالماء، ومن 0 إلى 20 درجة للمنطقة المبللة بالماء بشدة.

تعتمد طريقة قياس ارتفاع اللب على مزيج من معايير قطع قابلية التبلل لـ Chilingar et al. و Morrow. تشير زاوية التلامس من 80 إلى 100 درجة إلى تبلل محايد، ومن 100 إلى 133 درجة إلى تبلل طفيف بالزيت، ومن 133 إلى 160 درجة إلى تبلل بالزيت، بينما تشير زاوية التلامس من 160 إلى 180 درجة إلى تبلل قوي بالزيت. أما زاوية التلامس من 62 إلى 80 درجة فتشير إلى تبلل طفيف بالماء، ومن 20 إلى 62 درجة إلى تبلل بالماء، بينما تشير زاوية التلامس من 0 إلى 20 درجة إلى تبلل قوي بالماء.

تعتمد تقنية توصيف قابلية التبلل RIC على صيغة معدلة من معادلة واشبورن (1921). تُمكّن هذه التقنية من إجراء قياسات سريعة ودقيقة نسبيًا لقابلية التبلل من حيث زاوية التلامس، دون الحاجة إلى معدات معقدة. تُطبّق هذه الطريقة على أي مجموعة من سوائل الخزان، على أي نوع من صخور الخزان، وعلى أي مستوى من عدم التجانس . وهي تُصنّف قابلية التبلل بشكل شامل، من ظروف التبلل الشديد بالماء إلى ظروف التبلل الشديد بالزيت. ^{[ 7 ]}

تتضمن خطوة اشتقاق الصيغة المعدلة لمعادلة واشبورن لنظام صخري/سائل/سائل الحصول على معادلة واشبورن لنظام صخري/هواء/سائل. وتُكتب معادلة واشبورن لنظام صخري/هواء/سائل كما يلي:

${\displaystyle t={\mu \over C\rho ^{2}\gamma \cos \theta }{m^{2}}}$(المعادلة 1).

في هذه المعادلة، يُمثل "t" معدل اختراق السائل للعينة المسامية، و"μ" لزوجة السائل، و"ρ" كثافة السائل ، و"γ" التوتر السطحي للسائل ، و"θ" زاوية التلامس للسائل، و"m" كتلة السائل المخترق للعينة المسامية، و"C" ثابت توصيف العينة المسامية. يتم حساب قيمة "γ _os " باستخدام معادلة يونغ لنظام سطح صخري/ماء/هواء (الشكل 2)، وقيمة "γ _ws " باستخدام معادلة يونغ لنظام سائل/سائل/صخر، كما يلي:

${\displaystyle \gamma _{ow}\cos \theta =\gamma _{os}\gamma _{ws}}$(المعادلة 2).

يمثل "γ _ow " التوتر السطحي بين نظام الزيت والماء، ويمثل "γ _os " التوتر السطحي بين نظام الزيت والمادة الصلبة، ويمثل "γ _ws " التوتر السطحي بين الماء والمادة الصلبة. باستخدام معادلة يونغ لنظام سطح صخري/ماء/هواء، وبالتعويض في المعادلة (2) نحصل على المعادلة 3:

${\displaystyle \cos \theta _{wo}={{\gamma _{o}\cos \theta _{o}}\cdot {\gamma _{w}\cos \theta _{w}} \over {\gamma _{wo}}}}$(المعادلة 3).

بإعادة ترتيب المعادلة (1) لاستخراج γ _LV نحصل على المعادلة (4)، حيث γ _LV هو التوتر السطحي بين السائل والبخار:

${\displaystyle \gamma _{LV}={\mu \over C\rho ^{2}\gamma \cos \theta }\cdot {m^{2} \over t}}$(المعادلة 4).

بإدراك أن γ _LV (التوتر السطحي بين السائل والبخار) يكافئ γ _o (التوتر السطحي بين الزيت والهواء)، أو γ _w (التوتر السطحي بين الماء والهواء)، فإن استبدال المعادلة (4) في المعادلة (3) وحذف الحدود المتشابهة ينتج عنه المعادلة (5):

$\displaystyle \cos \theta _{wo}={{({{m^{2}\mu _{o}} \over {C{\rho _{o}}^{2}t}})-({{m^{2}\mu _{w}} \over {C{\rho _{w}}^{2}t}})} \over \mu _{wo}}}$(المعادلة 5).

حيث تمثل γ _LV التوتر السطحي بين السائل والبخار، وγ _o التوتر السطحي بين الزيت والهواء، وγ _w التوتر السطحي بين الماء والهواء، وμ _o لزوجة الزيت، وμ _w لزوجة الماء. أما cosθ _wo فهي زاوية التلامس بين الماء والزيت؛ وتمثل العلاقة بين كتلة الماء الممتصة في العينة الأساسية وكتلة الزيت الممتصة فيها، وذلك وفقًا للمعادلة (6):

${\displaystyle {\rho _{w}gV_{w}}={\rho _{o}gV_{o}}}$(المعادلة 6).

حيث ρw _هي كثافة الماء وVw _هي حجم الماء الممتص، وρo _هي كثافة الزيت وVo _هي حجم الزيت الممتص. كمية الماء الممتص وكمية الزيت الممتص متساويتان تحت تأثير الجاذبية. ويتصرف الهواء كطور غير مبلل قوي في كل من نظامي الزيت-الهواء-الصلب والماء-الهواء-الصلب، مما يشير إلى أن كلاً من الزيت والماء يتصرفان كطورين مبللين قويين، مما ينتج عنه قوى شعرية متساوية بين الهواء/الزيت والهواء/الماء لنفس الوسط المسامي ولتوزيع معين لحجم المسام. وبالتالي، فإن تغير كتلة عينة اللب نتيجة امتصاص الماء يساوي تغير كتلة عينة اللب نتيجة امتصاص الزيت، لأن اختراق الماء أو الزيت للوسط المسامي في أي وقت هو دالة لتوازن بين قوى الجاذبية والقوى الشعرية . كتلة الماء الممتصة في عينة اللب تساوي تقريبًا كتلة الزيت الممتصة في عينة اللب من نفس نوع الصخور والأبعاد، ولقوى شعرية متساوية.

بحذف g في المعادلة (6) نحصل على المعادلة (7):

${\displaystyle {\rho _{w}V_{w}}={\rho _{o}V_{o}}}$(المعادلة 7)،

وهذا يعني

${\displaystyle {m_{w}}={m_{o}}}$(المعادلة 8).

حيث m _w هي كتلة الماء و m _o هي كتلة الزيت. بتحليل العوامل${\displaystyle C{m^{2} \over t}}$من المعادلة 5 للحصول على المعادلة 9، نحصل على معادلة واشبورن المعدلة:

${\displaystyle {\cos \theta _{12}}={{{{(\mu _{1}{\rho _{2}}^{2})}-{(\mu _{2}{\rho _{1}}^{2})}} \over {{{\rho _{1}}^{2}}{{\rho _{2}}^{2}}C\mu _{L1L2}}}\cdot \left({m^{2} \over t}\right)}}$(المعادلة 9).

حيث θ ₁₂ هي زاوية التلامس لنظام السائل/السائل/الصخر، وμ ₁ هي لزوجة الطور الزيتي، وμ ₂ هي لزوجة الطور المائي، وρ ₁ هي كثافة الطور الزيتي بوحدة جم/سم ³ ، وρ ₂ هي كثافة الطور المائي بوحدة جم/سم ³ ، و m هي كتلة السائل المتغلغل في الصخر المسامي، وt هو الزمن بالدقائق، وγ_ _L1L2 هو التوتر السطحي بين الزيت والماء بوحدة داين/سم، و∁ هو ثابت مميز للصخر المسامي.

يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا وإعدادات تجريبية لطريقة اختبار قابلية التبلل RIC. تُقسّم عينات اللب إلى 3-4 عينات، يبلغ  متوسط ​​قطر كل منها 3.8 سم وطولها 1.5  سم. تُغلّف المساحة الجانبية لكل عينة لب براتنج إيبوكسي لضمان تغلغل السائل في اللب بشكل أحادي البعد عن طريق الامتصاص. يُثبّت خطاف على الجانب العلوي من عينة اللب.

يتضمن جهاز RIC كأسًا زجاجيًا لاحتواء السائل المراد امتصاصه. ويربط حبل رفيع عينة اللب بميزان عالي الدقة (بدقة 0.001 غرام). توضع عينة اللب المعلقة بحيث يلامس الجزء السفلي منها السائل الموجود في الكأس الزجاجي بالكاد. يبدأ كل من التشبع النسبي وكتلة عينات اللب بالتغير أثناء عملية الامتصاص. ويقوم حاسوب متصل بالميزان بمراقبة تغير كتلة عينة اللب باستمرار مع مرور الوقت. ويتم إنشاء رسوم بيانية توضح تغير مربع الكتلة مقابل الزمن. ^{[ 2 ] [ 8 ]}

تحديد الثابت "C"

تُجرى تجربة RIC أولاً باستخدام نظام n- دوديكان – هواء – صخر لتحديد الثابت ∁ لمعادلة واشبورن. يتشرب n-دوديكان في إحدى عينات اللب، ويتم تسجيل منحنى الامتصاص في الشكل 2. الدوديكان هو ألكان ذو طاقة سطحية منخفضة ، يبلل عينة الصخر بقوة شديدة في وجود الهواء، بزاوية تلامس θ تساوي صفرًا. يتم تحديد الثابت ∁ من خلال قيمة زاوية التلامس لنظام دوديكان/هواء/صخر، وتحديد الخصائص الفيزيائية لـ n-دوديكان (ρ، μ، γ) وإعادة ترتيب المعادلة 1؛

${\displaystyle C={\mu \over \rho ^{2}\gamma _{LV}\cos \theta }\cdot {m^{2} \over t}}$(المعادلة 10)

• براون، جيفري س. (31 ديسمبر 2013). نموذج محاكاة تركيبي لغمر ثاني أكسيد الكربون مع تحسين احتجاز السوائل، أ . كلية كولورادو للمناجم (أطروحة).
• لو، بنغ؛ لي، شنغ (2017). "تحديد الضغط الشعري وقابلية التبلل في آن واحد لعينات باكن الصلبة باستخدام جهاز طرد مركزي فائق السرعة". مؤتمر موارد النفط والغاز غير التقليدية التابع لجمعية مهندسي البترول . doi : 10.2118/185067-MS .
• كليويا، إسحاق (30 يوليو 2018). امتزاز مكونات الزيت القطبية على الطباشير: تأثير محتوى السيليكا على التبلل الأولي . جامعة ستافانجر (رسالة ماجستير).
• سماجلا ، إيفان (21 سبتمبر 2017). تم استخدام طرق مختلفة لتحليل الموضوعات والأفكار النسبية ومحاولة نشر محتوى مبتكر من أحدث المعلومات في خفض الضغط . مستودع الأطروحات الرقمية الكرواتية (المعلومات:eu-repo/semantics/masterThesis).
• سيد محمدي، م.؛ مقدسي، ج.؛ ناصري، س. (2014). "دراسة تجريبية لتغير قابلية التبلل في مكامن الكربونات باستخدام جسيمات نانوية من γ-Al2O3". المجلة الإيرانية لعلوم وتكنولوجيا النفط والغاز . 3 (2): 18-26 . doi : 10.22050/ijogst.2014.6034 . S2CID 128535266 . 
• بسيوني، غادة؛ طه تقوي، سيد (2015). "دراسات قابلية التبلل باستخدام قياسات جهد زيتا" . مجلة الكيمياء . 2015 : 1-6 . doi : 10.1155/2015/743179 . S2CID 73527516 . 
• سبرونت، إي إس؛ كولينز، إس إتش (1991). "براءة الاختراع الأمريكية رقم 5,069,065" . واشنطن العاصمة: مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي.
• تقوي، سيد طه؛ المنصوري، علي؛ بسيوني، غادة (2016). "فهم دور الأسفلتين في تغيير قابلية التبلل باستخدام قياسات جهد زيتا". مجلة الطاقة والوقود . 30 (3): 1927-1932 . Bibcode : 2016EnFue..30.1927T . doi : 10.1021/acs.energyfuels.5b02127 .
• ج. فيريرا، فلافيو؛ ستوكان، ميخائيل؛ ليانغ، لين؛ سوزا، أندريه؛ فينكاتارامانان، لاليثا؛ بيليتسكايا، آنا؛ دياس، دانيال؛ دانتاس دا سيلفا، ماريانا (2018). "نموذج جديد لتغير قابلية التبلل مع العمق في الكربونات المعقدة ذات التبلل المختلط". معرض ومؤتمر أبوظبي الدولي للبترول . doi : 10.2118/192758-MS . S2CID 140061917 . 
• سيدي، أم البنين؛ زاهد زاده، محمد؛ روائي، عماد؛ أمين ناجي، مرتضى؛ فاضلي، حسين (2020). "دراسة تجريبية ونمذجة لتغير قابلية التبلل من خلال حقن مياه البحر في الحجر الجيري: دراسة حالة" . علوم البترول . 17 (3): 749-758 . Bibcode : 2020PetSc..17..749S . doi : 10.1007/s12182-019-00407-y .
• "ارتفاع في طريقة توصيف قابلية التبلل الأساسية" .
• كانباز، سي إتش؛ غيدان، إس. (2015). "توصيف قابلية التبلل لأنظمة النفط/المحلول الملحي/الصخور المختلفة باستخدام طريقة الارتفاع في اللب" . المؤتمر والمعرض الدولي العشرون للبترول والغاز الطبيعي (IPETGAS) . تركيا. ص 365-370 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )