Təbii neft-qaz kollektorları

Dağ süxurlarının məsaməliyi

Dağ süxurlarının dənəcikləri arasında olan bütün boşluqlara məsaməliklər deyilir. Dağ süxurlarının dənəcikləri arasındakı boşluqlar iki cür olur: əlaqəli (açıq) və əlaqəsiz (bağlı) boşluqlar. Süxur dənəciklərinin ölçü və formaları müxtəlif olduğundan onların yaratdığı məsamələrin də (boşluqların da) ölçü və forması müxtəlif olur. Süxurların məsaməliyini laboratoriya şəraitində öyrənmək üçün süxur nümunəsinə xüsusi həndəsi forma verilir: məs., silindr, konus, prizma. Quyudan qaldırılmış süxur nümunəsi əvvəlcə xüsusi maye ilə yuyulur, qurudulur, sonra isə ona həndəsi forma verilir

Şək.1
1- süxur dənəciyi, 2- sement, 3- gil, 4- məsamə (boşluq)

Süxurların məsaməliyi məsaməlik əmsalı ilə xarakterizə olunur. Məsaməlik əmsalı müxtəlif olur.

Süxur hissəciklərinin arasındakı boşluqlara məsaməlik deyilir. Məsaməlik əmsalı ilə ifadə olunur.

Bütün məsamələr eləcədə izolə edilmiş, mütləq (tam) məsaməliyə daxildir.

_Burada - dənələrin həcmi; - nümunə həcmi; - boşluqların həcmi.
Nəzərə alsaq ki, nümunənin kütləsi onu təşkil edən süxur dənəciklərinin kütlələrinin cəmidir:

burada - süxur nümunənin sıxlığı; - dənəciklərin sıxlığı.
Məsaməlik əmsalının təyini üçün uyğun həcmləri və ya sıxlıqları bilmək lazımdır.
Neft yataqlarını xarakterizə etmək üçün bu əmsalların böyük praktiki əhəmiyyəti vardır. Neftin mütləq ehtiyatını qiymətləndirərkən mütləq məsaməliyi bilmək lazımdır.
Effektiv məsaməlik - yalnız bir-biri ilə birləşmiş məsamələri nəzərə alır. Süxurlarda, təbii şəraitə uyğun təzyiqlər düşküsündə, mayenin hərəkəti mümkün olan məsamələrə effektiv məsaməlik deyilir.

Effektiv məsaməlilik əmsalı mütləq məsaməlilik əmsalından, məsamələrdəki hərəkət edə bilməyən mayenin həcmi qədər kiçikdir.
Mütləq və effektiv məsaməliklə birlikdə dinamik məsaməlik anlayışı da vardır. Dinamik məsaməlikdə effektiv məsaməlikdən fərqli olaraq məsamələrdə kapillyar qüvvələrlə bağlı olan mayeni və süxurun hissəcikləri üzərində hərəkətsiz maye qatının həcmi nəzərə alınmır. Buna görə də dinamik məsaməlik süxurun eləcədə onda hərəkət edən mayenin xüsusiyyətindən asılıdır. Ona görə də məsamələrdə hərəkət edə bilən maye һəcminin (V_d) süxurun zaһiri həndəsi həcminə olan nisbətinə dinamik mәsamәlik əmsalı (m_d) deyilir.

Deyilənlərdən məlum olur ki, həqiqətdə olmalıdır.

Forma və ölçülərinin müxtəlif olmaları, süxurun fiziki xüsusiyyətini olduğu kimi öyrənərkən həddindən artıq çətinlik törədir. Ona görə də süxurun fiziki xüsusiyyətlərini və onların aralarındakı asılılıqları öyrənmək üçün süzülmənin hidrodinamik öyrənilməsində, layın daha da sadələşmiş formasından, yəni ideal və fiktiv quruluşlu süxur modellərindən istifadə edilir (neftli layları bütün xüsusiyyətləri ilə birlikdə yer üzərində öyrənmək çətinlik törətdiyindən, laboratoriyada lay şəraitinə uyğun xüsusiyyətli süxurlardan istifadə olunur; buna, layın modeli deyilir.



Şək.2 Süxur nümunəsinin ideal modeli Şək.3 Süxur nümunəsinin fiktiv modeli

İdeal süxur dedikdə (şək.2) kanalları silindrik borulardan ibarət olan məsaməli mühit nəzərdə tutulur. Bu boruların oxları düzxətli və paralel olur. Fiktiv süxurlarda (şək.3) isə hissəciklərin eyni diametrli kürəciklərdən ibarətdir.

Fiktiv süxur riyazi hesablamalar üçün əlverişli olmaqla, təbii süxurun ən sadə modelidir. Qəbul edildiyinə görə fiktiv süxur dənəcikləri iki cür yığıla bilər: 1) dənəciklərin kip yerləşməsi (4-cü a şək.) və ya kip romboedrik düzülüş; 2) dənəciklərin sərbəst yerləşməsi (5-ci b şək.) və ya sadə romboedrik düzülüş.

Şək.4 Dənəciklərin sərbəst quruluşu Şək.5 Dənəciklərin kip quruluşu

Məsaməlilik, dənəciklərin düzülüş növünə görə romboedrik bucağının qiymətindən asılı olaraq Slixterin düsturundan tapılır:

Məsamələrik, dənəciklərin düzülüş formalarına görə romboedrin θ bucağının qiymətindən asılı olaraq 60-90° intervalında dəyişə bilir. Məsələn, < θ = 90° olanda məsaməlilik 47,7%-ə, < θ = 60° olanda isə 26%-ə bərabər olur. Deməli, fiktiv süxurların dənəciklərinin düzülüş formasından, daһa doğrusu θ bucağının qiymətindən asılı olaraq məsaməlilik 26-47,7% intervalında dəyişə bilir.

Məsaməli mühitin xüsusiyyəti məsamələrin ölçülərindən asılıdır, öz ölçülərinə görə kanallar 3 qrupa bölünür:
1) böyük kapillyarlı, ölçüsü 0,5 mm-dən yuxarı olan kanallar;
2) kapillyarlar, ölçüsü 0,5 -0,0002 mm olan kanallar;
3) subkapillyarlar, ölçüsü 0,0002 mm-dən kiçik olan kanallar.
Kapillyar kanallarda maye çox böyük kapillyar qüvvələrin iştirakı ilə hərəkət edir. Bəzən bu kanallarda hərəkət ona əks olan kapillyar qüvvələri dəf etməklə əldə edilir. Subkapillyarda isə, təbii şəraitdə, maye hərəkət edə bilmir.


; ;
burada məsamələrin ümumi həcmini göstərir (mütləq məsaməlik), effektiv məsaməlik (o mütləq məsaməlikdən izolə edilmiş və subkapillyar məsamələrin hesabına 3% azdır), dinamik məsaməlikdir (süxurun hissəcikləri üzərində adsorbsiya olunmuş maye qatının hesabına mütləq məsaməlikdən 10% azdır). Neftvermə əmsalı dinamik məsaməliklə əlaqədardır.
Süxur hissəciklərinin kiçilməsi ilə məsaməlik böyüyür. Qum öz hissəciklərinin ölçülərinə görə nə qədər çox müxtəlif cinsli olarsa, o qədər də məsaməlik kiçik olacaqdır, çünki xırda hissəciklər belə halda iri hissəciklərlə əmələ gəlmiş məsamələrin içərisinə dolmuş olur.
Neft və qaz yataqlarının süxurları qumlar, qumdaşılar, əhəngdaşılar və dolomitlərdən ibarətdir. Bütün bu süxurlar çökmə süxurlara daxildir. Neft bərk hissəciklərin aralarındakı boşluqlarda yerləşir.
Gillər və mergellər çökmə süxurları olduğu halda və onların məsamələri 85% çatdıqda neft və qaz süxurları hesab olunmur, çünki onların məsamələrinin ölçüləri çox kiçik olduğundan orada maye və qazın hərəkəti praktiki olaraq olmur və iqtisadi cəhətdən əhəmiyyətli deyildir. Sementlənməmiş süxurlarda məsaməlik əmsalı bir qədər böyük, sementlənmiş süxurlarda isə kiçik qiymətə malik olur.
İlkin və ikinci məsaməlik əmsalı da məlumdur. İlkin məsamələrə süxurların çökmə zamanı əmələ gələn dənələr arasındakı boşluqlar daxildir. İkinci məsamələr sonrakı proseslər nəticəsində süxurların sınma və xırdalanması, çatların əmələ gəlməsi nəticəsində yaranan boşluqlardır. Məsaməliyin təyini dedikdə onun anlayışından məlum olduğu kimi:



burada və - dənəciklərin və nümunənin həcmləridir. Nümunənin həcmini təyin etmək üçün İ.A.Preobrajenskinin üsulundan istifadə olunur. Bunun üçün kerosində doydurulmuş süxur nümunəsini kerosində və havada çəkilir (bu zaman nümunənin həcminin hesablanması üçün Arximed qanunundan istifadə olunur). Süxurun həcmi maye ilə doydurulmuş süxuru həmin mayeyə saldıqda, sıxışdırılmış mayenin həcminə görə təyin olunur.
Süxura düzgün həndəsi forma verilərsə onun həcmi asanlıqla təyin edilir.
Boşluqların həcmi isə çəki üsulu ilə təyin edilə bilər. Bu zaman quru və vakuum altında islanmış nümunənin kütlələri təyin edilir.

burada -kütlələr fərqi, - mayenin sıxlığıdır.
Bu qayda ilə çox zaman açıq məsaməlik təyin olunur, çünki bu zaman bağlı məsamələr maye ilə dolmur. Buna görə də məsamələrin həcmi çox hallarda maye və qaz porozimetrləri vasitəsi ilə təyin edilir. Qaz porozimetri Boyl-Mariott qanununa əsaslanır.
Neft verən süxurların məsaməliyi aşağıdakı qiymətlərdə olur: qumlar-20-25, qumdaşılarda-10-30, karbonatlı süxurlarda 10-25% və daha az.
Hər üç məsaməlik əmsallarını təyin etmək üçün boşluqların və süxurun həcmini təyin etmək lazımdır. Qeyd etmək lazımdır ki, süxurun həcmi hər üç əmsal üçün eynidir, lakin məsamələrin həcmi isə müxtəlifdir.
Mayenin məsamələrdə hərəkəti bir çox amillərdən başqa süxurun keçiriciliyindən və sementləyici maddələrin məsamələri kiçiltmə dərəcəsindən də asılıdır.
Süxur məsamələrində olan neftin miqdarını təyin etmək üçün məsamələrin һəcminin neçə faizində qaz yerləşdiyini də bilmək lazımdır, çünki uzun əsrlər boyu neft layında olan təzyiq və temperaturun təsiri nəticəsində neft qazı mayedə һəll olub, onun özlülüyünü dəyişir, qismən də bağlı məsamələrdə sərbəst һalda layın yuxarı tərəfində yığılıb qaz papağını təşkil edir.

Fiktiv süxur dənəciklərinin sərbəst (a) və kip (b) quruluşu