تخلخل و تراوایی در مخازن هیدروکربنی(بخش اول)

تعريف و طبقه‌بندي:
   تخلخل از جمله خصوصيات مهم نفت‌گير محسوب مي‌شود. زيرا خلل، شكستگي‌ها و معابر سنگ عامل مؤثر در ذخيره‌سازي مخزن مي‌باشد. فضاي حفره‌ها غالباً‌ توسط آب اوليه پر شده است. اين فضاها در مخازن نفت علاوه برآب اوليه حاوي نفت و گاز مي‌باشد. تخلخل به صورت نسبت فضاهاي خالي سنگ به حجم كل سنگ توصيف مي‌شود.
   تخلخل غالباً بصورت حرف يوناني في نشان داده مي‌شود. تخلخل مؤثر به مجموعه منافذ به هم مرتبط گفته مي‌شود. تخلخل غير مؤثر به مجموعه خلل غيرمرتبط گفته مي‌شود. ارتباط خلل به يكديگر ممكن است از يك معبر يا چند معبر برقرار شود.
انتقال نفت و گاز از معابر خلل به هم مرتبط صورت مي‌گيرد. نسبت تخلخل كل به تخلخل مؤثر از نظر زمين‌شناسي نفت حائز اهميت ويژه‌اي است، زيرا كه به طور مستقيم به تراوايي سنگ مربوط مي‌شود.
   اندازه، شكل و قطر خلل و مقدار پيچاپيچي معابر ارتباطي منافد اثر مهمي برتوليد مخزن دارد. تجزيه و تحليل شكل خلل و نحوة تداوم معابر ارتباطي دشوار به نظر مي‌رسد. براي مثال منافذ آغشته به محلول ممكن است توسط املاح محلول پركننده را سبب شده و متعاقباً بخشي از سيمان دوباره حل شده باشد. دو نوع تخلخل با توجه به زمان تشكيل آن قابل تشخيص مي‌باشد.

 تخلخل اوليه :
   اين منفاذ در ضمن ته نشست رسوبات تشكيل مي‌شود. خلل اوليه به منافذ بين دانه‌اي و داخل دانه‌اي قابل تفكيك مي‌باشد. خلل بين دانه‌اي در اكثر رسوبات ديده مي‌شود. اين نوع منافذ در سنگهاي رسي و آهكي به واسطه پديده تراكم و سيمان‌شدگي بسرعت از بين مي‌رود. منافذ اوليه موجود در مخازن ماسه‌اي غالباً از نوع بين ‌دانه است.
   خلل داخل دانه‌اي بيشتر در دانه‌هاي اسكلتي ماسه‌ها آهكي وجود دارد. بسياري از اين خلل به واسطه پديده سيمان‌شدگي و تراكم در مخازن آهكي از بين رفته‌اند

تخلل ثانويه:
   منافذ ثانويه سنگهاي رسوبي حاصل پديده انحلال مي‌باشد. بسياري از كانيهاي سنگ ممكن است حل شده و فضاي ناشي از انحلال در آن باقي بماند. منافذ حاصل از انحلال در سنگهاي آهكي درصد حجمي شاياني از سنگ را شامل مي‌شوند. تخلخل ثانويه از نوع انحلال در مخازن آهكي به مراتب بيشتر از مخازن ماسه‌سنگي مي‌باشد.
   تخلخل قالبي و حفرهغاي نيز از حمله منافذ حاصل از انحلال محسوب مي‌شود. تخلخل قالبي محدود به انحلال دانه و يا انحلال زمينه سنگ بوده و به اين دليل به صورت بافت انتخابي در سنگ باقي مي‌ماند. در حاليكه مرزهاي دانه‌اي و زمينه سنگ و يا سيمان اوليه توسط خلل از نوع حفره‌اي قطع مي‌شود. اندازه منافذ در خلل حفره‌اي غالباً‌ بزرگتر از منافذ در خلل از نوع قالبي مي‌باشد. حفره‌هايي با ابعاد بزرگتر را تخلخل از نوع غاري گويند كه ممكن است قطر منافذ آن تا 5/0 متر برسد.
   تخلخل فنسترال از انواع تخلخل اوليه محسوب مي‌شود. فضاهاي مربوط به خلل نوع فنسترال بطور همزمان و در حين رسوب‌گذاري در بخش زيرين قطعات اسكلتي و در حد فاصل آن قطعات با رسوبات ايجاد مي‌شود. تخلخل نوع فنسترال در رسوبات بيوپل ميكرايت مختص محيط مرادابي توسعه بيشتر پيدا مي‌كند.
   تخلخل بين بلوري به فضاهاي موجود در حد فاصل بلورهاي سنگ گفته مي‌شود. تخلخل بين بلوري از نوع ثانويه بوده و از نظر زمين‌شناسي نفت و به خصوص در ارتباط با سنگهاي كربناته حائز اهميت مي‌باشد. اغلب سنگهاي آهكي متبلور داراي تخلخل ضعيف مي‌باشد. سنگهاي متبلور دولوميتي به خصوص با بافت دانه شكري از تخلخل بالايي برخوردار است. تخلخل بين بلوري در دولوميت‌هايي كه از جانشيني كلسيت حاصل شده توسعه يافته است.
   شكستگي‌هاي سنگ نه تنها سبب افزايش مقدار تخلخل مي‌شود بلكه در بهتر نمودن وضعيت تراوايي سنگ نقش بسزايي ايفاء مي‌كند. سنگها و يا رسوبات سست با سيمان ضعيف فاقد شكستگي درزهاي شاخص مي‌باشد. زيرا اين رسوبات، در مقابل فشار وارده حالت جريان پلاستيكي به خود مي‌گيرد.
   شكستگي‌ها اصولاً در سنگهايي با خاصيت شكنندگي از جمله ماسه سنگهاي آهكي شيلها و سنگهاي آذرين و دگرگوني ايجاد مي‌شود. شكستگي‌ها را در زير زمين به خصوص درمناطق نفت‌خيز مي‌توان ازطريق چاه‌پيمايي، اطلاعات لرزه‌نگاري و تاريخچه توليد چاه رديابي كرد.
   منافذ حاصل از شكستگي‌ها در سنگهاي شكننده، درامتداد محور طاقديس و ناوديس و در مجاروت گسل‌ها و در زير سطوح دگرشيبي‌ها (به خصوص در سنگهاي آهكي) متمركز مي‌باشد.

 تقسيم‌بندي تخلخل در صنايع نفت به شرح زير است :
   -قابل اغماض (تخلخل از صفر تا 5 درصد)
   -ضعيف (تخلخل از 5 تا 10 درصد)
   -مناسب (تخلخل از 10 تا 15 درصد)
   -خوب (تخلخل از 15 تا 20 درصد)
   -خيلي خوب (تخلخل از 20 تا 25 درصد)

   اندازه‌گيري تخلخل:
   تخلخل را مي‌توان به طور مستقيم از مغزه‌ها، به طور غيرمستقيم از نمودارهاي ژئوفيزيكي (چاه‌پيمايي) و از داده‌هاي لرزه‌نگاري اندازه‌گيري كرد و . اندازه‌گيري تخلخل به طور غيرمستقيم از نمودارهاي صوتي، نوترون، تلفيق اين دو نمودار و غيره انجام‌پذير مي‌باشد.
   مقدار تخلخل اغلب مخازن از 5 تا 30 درصد متغير مي‌باشد كه مقدار متداول آن بين 10 تا 20 درصد است. سنگهاي كربناته اصولاً‌ داراي مقدار تخلخل پائين‌تري نسبت به ماسه‌سنگها بوده ولي به واسطه پديده‌هاي ثانويه از تخلخل بالاتر و تراوايي مؤثرتر برخوردار مي‌شود. مخزن داراي تخلخل كمتر از 5 درزصد و فاقد شكستگي و درز را مي‌توان غيراقتصادي تلقي كرد.
   اندازه‌گيري تخلخل برمبناي محاسبة آن در آزمايشگاه برروي خرده سنگها و يا قطعات درشت‌تر استوار مي‌باشد. علاوه برآن مقدار تخلخل را مي‌توان از نمودارهاي مختلف ژئوفيزيكي، حفاري و زمين‌شناسي اندازه‌گيري كرد.