المسامية الفعالة

تُعتبر المسامية الفعالة في أغلب الأحيان مؤشراً على مسامية الصخور أو الرواسب المتاحة للمساهمة في تدفق السوائل عبرها، أو غالباً ما تُقاس بمصطلح "التدفق إلى البئر ". أما المسامية التي لا تُعتبر "مسامية فعالة" فتشمل الماء المرتبط بجزيئات الطين (المعروف بالماء المرتبط ) والمسامية "الفجوات" المعزولة ( الفجوات غير المتصلة بمسام أخرى، أو المسام المسدودة). وتكتسب المسامية الفعالة أهمية بالغة عند دراسة مدى ملاءمة الصخور أو الرواسب كمكامن للنفط أو الغاز ، أو كخزانات مياه جوفية .

يفتقر المصطلح إلى تعريف واحد أو مباشر. حتى بعض المصطلحات المستخدمة في وصفه الرياضي ("${\displaystyle V_{cl}}$" و "${\displaystyle V_{sh}}$") لها تعريفات متعددة.

المسامية الكلية

حجم الصخور الخازنة المملوءة بالسوائل (النفط، الماء، الغاز)، معبراً عنه كنسبة مئوية أو جزء من الحجم الإجمالي (الكتلة) للصخور.

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e1}}$

مجموع جميع مساحات المسام المتصلة. ^{[ 12 ]} في الغالبية العظمى من الحالات، فإن تحليل اللب وتعريف هندسة البترول للمسامية الفعالة يعادل المسامية الكلية.

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e2}}$

المسامية الفعالة التي تم قياسها على عينات اللب التي تم تجفيفها في فرن رطوبة بحيث تحتفظ الطينات بطبقة أو طبقتين جزيئيتين من الماء المرتبط - ومع ذلك، فإن هذا الماء المرتبط يميل إلى الحد الأدنى ومن المحتمل ألا يكون ممثلاً للخزان.

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e3}}$

المسامية الكلية مطروحًا منها الماء المرتبط بالطين (CBW).

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e4}}$

المسامية الفعالة. وهي في جوهرها المسامية الكلية مطروحًا منها ماء الصخر الزيتي، حيث تشكل المعادن الصلبة وحجم الصخر الزيتي (Vsh) المادة الأساسية (المسامية غير الفعالة)، بينما يشكل الحجم المتبقي المسامية الفعالة. ولأغراض عملية، يشمل Vsh الطين الصلب، وجزء المعادن غير الطينية بحجم الطين والطمي، بالإضافة إلى ماء الصخر الزيتي والماء المرتبط بالخاصية الشعرية والمرتبط بالمسام الدقيقة للصخر الزيتي.

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e5}}$

في الخزانات الحاملة للهيدروكربونات فوق منطقة الانتقال، لا تُعتبر سوى تلك المسامات مملوءة بالهيدروكربونات. ومن خلال سجل الرنين المغناطيسي النووي، يُعادل هذا مؤشر السائل الحر (FFI)، أي جميع المسامات فوق حد القطع T2.

يمكن تحديد المسامية الفعالة والمسامية الدقيقة من خلال توزيع زمن الاسترخاء T2 في الرنين المغناطيسي النووي، وكذلك من منحنى الضغط الشعري . تتم مقارنة التوزيع التراكمي للعينة المشبعة تمامًا بالتوزيع التراكمي بعد الطرد المركزي عند ضغط 100 رطل لكل بوصة مربعة. يُعرَّف زمن القطع الذي يفصل توزيع T2 إلى مسامية كبيرة ومسامية دقيقة بأنه زمن الاسترخاء عند النقطة التي تتساوى فيها المسامية التراكمية للعينة المشبعة تمامًا مع تشبع الماء غير القابل للاختزال. ^{[ 13 ]}

المسامية الفعالة${\displaystyle \phi _{e6}}$

حجم الفراغات المسامية التي تحتوي فقط على الهيدروكربونات القابلة للإنتاج.

المياه المرتبطة بالطين (CBW)

يتم تحديد كمية الماء المرتبط بالطين من خلال المعادلة التالية

${\displaystyle {\text{CBW}}=\phi _{t}\cdot {\text{SF}}\cdot {\text{Qv}}}$^{[ 6 ] [ 2 ]}

أين${\displaystyle \phi _{t}}$هي المسامية الكلية،${\displaystyle {\text{SF}}}$عامل الملوحة​

و${\displaystyle {\text{Qv}}}$هي سعة التبادل الكاتيوني ، ملي مكافئ/مل من مساحة المسام

عامل الملوحة (SF)

${\displaystyle 0.6425\cdot S^{-0.5}+0.22}$

حيث S هي نسبة الملوحة بالجرام / لتر ،

يُعدّ التباين بين المسامية الفعّالة المُقاسة في اللب والمسامية الفعّالة المُقاسة في السجل مثالًا صارخًا على التباين بين المسامية الفعّالة في اللب والمسامية الفعّالة المُقاسة في السجل، وذلك في بعض مكامن الرمال الخضراء في غرب أستراليا . تُعرف الرمال الخضراء بلونها الأخضر لاحتوائها على الغلوكونيت الحامل للحديد، والذي يُصنّف عادةً على أنه إيليت / ميكا أو طين إيليت- سميكتيت ذو طبقات مختلطة، وذلك باستخدام حيود الأشعة السينية . يحتوي الغلوكونيت نفسه على الماء المرتبط كيميائيًا كهربائيًا (CBW) نظرًا لأنواع الطين الموجودة فيه. والأهم من ذلك، عند حساب المسامية الفعّالة، هو احتواء حبيبات الغلوكونيت (جزء من Vsh) على مسامات دقيقة داخلية تحتفظ بالماء المرتبط بالخاصية الشعرية. قد يُشكّل الغلوكونيت نسبة كبيرة من صخور المكمن، وبالتالي قد تكون المسامات الداخلية المرتبطة به كبيرة. وقد أظهرت نتائج تحليل اللب أن المسامية الفعّالة المُقاسة في السجل، والتي بلغت 25% في بعض مكامن الرمال الخضراء، تُشير إلى مسامية فعّالة تبلغ 35% عند أعماق مُماثلة. يكمن الاختلاف في المسامية الدقيقة للغلوكونيت، التي تحتوي على الماء في ظروف الخزان، وتُدرج ضمن حجم المسامية غير الفعالة (Vsh) في تحليل السجلات. مع ذلك، تُقاس المسامية الدقيقة للغلوكونيت كجزء من المسامية الفعالة في عينات اللب، حتى لو جُففت بالرطوبة.

قد تُسبب الرمال الخضراء صعوبات متفاوتة في تحليل سجلات المسامية. تؤثر جذور الهيدروكسيل ⁽ OH⁻ ) على سجلات النيوترونات؛ ويُعدّ مُكوّن الحديد مُشكلة، كما يجب مراعاة تفاوت ترطيب الطين عند تفسير سجلات الكثافة. يؤثر مُكوّن الحديد على سجلات الرنين المغناطيسي النووي، ويؤثر الطين على سجل الموجات الصوتية. لذلك، من الضروري الحصول على عينة لبية - أو على الأقل فهم جيد للجيولوجيا - قبل تطبيق علاقات المسامية الكلية مقابل المسامية الفعّالة.

• الكثافة الظاهرية
• المسامية
• مسامية الغاز

• تم التعبير عن Vcl على النحو التالي: طين جاف؛ ^{[ 3 ]} طين جاف بالإضافة إلى CBW. ^{[ 10 ]} تم وصف Vsh على النحو التالي: طين جاف بالإضافة إلى CBW (أحد أنواع "الصخر الزيتي المثالي" ^{[ 8 ]} )؛ طين جاف، CBW بالإضافة إلى طمي (الصخر الزيتي المثالي ثنائي الماء في الرسم البياني أعلاه؛ ^{[ 14 ]} طين جاف، طمي، CBW بالإضافة إلى ماء الصخر الزيتي المسامي الدقيق (الصخر الزيتي العملي ^{[ 8 ]} ).
• لا تتعارض بالضرورة مشتقات المسامية الفعالة المختلفة. علاوة على ذلك، فإن الفكرة الأساسية الموحدة هي ترابط الفراغات المسامية، على الرغم من أن الفراغات المسامية غير المتصلة قد تنتج عن عدد من الآليات المختلفة، مثل المسام المعزولة فيزيائيًا التي تُنشئها الأحافير المتكلسة أو المسامية الدقيقة المعزولة بالتدفق.
• بغض النظر عن تعريف المسامية المستخدم، يجب أن تكون كمية الهيدروكربونات الموجودة في الموقع ثابتة. لهذا السبب، يمكن التعبير عن كمية الهيدروكربونات الموجودة في الموقع كنسبة مئوية من إجمالي حجم الصخور، متجاوزين بذلك مسألة المسامية تمامًا. مع ذلك، ولأن أدوات التسجيل الحالية لا تستطيع استشعار الهيدروكربونات مباشرةً، تظل خطوة حساب المسامية ضرورية.