الثبات ـ اقتصاد

يُعد استخراج النفط والغاز من المكامن الكربوناتية عملية معقّدة، نظرا لانخفاض نفاذية الصخور فيها، ما يؤدي غالبا إلى انحصار الهيدروكربونات داخل مسامات وشقوق معزولة.

ويقترح علماء من جامعة بيرم التقنية، بالتعاون مع زملائهم من معهد مشكلات النفط والغاز التابع لأكاديمية العلوم الروسية، طريقة محسّنة لمعالجة المكامن الكربوناتية باستخدام الأحماض، تتيح تقييم التغيرات التي تطرأ على الصخور طوال فترة تعرضها للمادة الكيميائية.

وعادة ما تتوقف التجارب في الطرق التقليدية فور تشكّل أول "ثقب دودي الشكل"، إلا أن الطريقة المقترحة، على العكس من ذلك، تحاكي دورة الترشيح الحمضي الكاملة، تماما كما يحدث في البئر الحقيقية. وقد أجرى الباحثون في المختبر سلسلة من التجارب على عشر عينات أسطوانية، جرى إعدادها لمحاكاة ضغط ودرجة حرارة المكمن، إضافة إلى تشبعها بالماء والنفط المتبقي.

وقال سيرغي بوبوف، مدير المختبر في معهد جيولوجيا النفط والغاز:
"حصلنا على بيانات ثنائية قبل المعالجة الحمضية وبعدها لكل عينة، ما أتاح لنا، ولأول مرة، بناء علاقة واضحة بين نمو النفاذية والمسامية وحجم المادة الكيميائية المحقونة".

وأظهرت النتائج أنه بعد المعالجة الحمضية ارتفع متوسط نفاذية الصخور بمقدار 6880 مرة، وزادت المسامية بنسبة 17.4%، في حين انخفضت الكثافة بنسبة 2.5%. ويُعزى هذا التأثير إلى تكوّن شبكة متفرعة من القنوات الذائبة داخل مصفوفة الصخور الكربوناتية.

وبحسب سيرغي تشيرنيشوف، رئيس قسم تقنيات النفط والغاز في الجامعة، فإن الميزة الأساسية لهذه الطريقة تكمن في قدرتها على التنبؤ بالنتائج اعتمادا على جرعة الحمض المستخدمة. وأضاف:
"لأول مرة، تمكّنا من إثبات كيفية تغيّر النفاذية والمسامية مع زيادة حجم المادة الكيميائية، وهو ما يزوّد المهندسين ليس فقط بدليل على تحسّن خصائص الصخور، بل بأداة دقيقة لحساب معايير المعالجة".

وأشار الباحثون إلى أن دمج هذه العلاقات في برامج الحاسوب سيسمح بحساب الحجم الأمثل ومعدل حقن الحمض لكل بئر، ما يقلل من مخاطر انهيار الصخور ومن الإفراط في استخدام المواد الكيميائية. كما يخطط الفريق لتطوير هذه الطريقة لتشمل أنواعا أخرى من المكامن، الأمر الذي من شأنه توسيع نطاق تطبيقها في صناعة النفط والغاز.