ما هو المكمن النفطي

تحدث تراكمات النفط والغاز ضمن تركيباتٍ هيكليّةٍ أو طبقيّةٍ من الصخور في باطن الأرض، يُطلق عليها اسم المصائد. والخليط الهيدروكربوني يوجد عادةً في الجزء الأكثر مساميّة ونفاذيّة من هذه التركيبات، والذي يُسمى المكمن النفطي ويكون بشكلٍ أساسيٍّ مكونٌ من الرمل والأحجار الرمليّة والأحجار الكلسيّة (حجر الجير) أو الدولوميت.§

تعريف المكمن النفطي

المكمن النفطي هو ذلك التركيب الجيولوجيّ تحت سطح الأرض (وفي بعض الأحيان تحت عدّة آلاف من الأقدام)، والذي يحتوي على النفط أو الغاز الطبيعي أو كلاهما كنظام هيدروليكي واحد متّصل مع بعضه، يتميّز بالمساميّة والنفاذيّة التي تمكّنه من تخزين ونقل السوائل.

وفي بعض الأحيان عندما تكون تلك المصائد مملؤة بأكملها بالنفط أو الغاز يُمكن اعتبار المصيدة مكمنًا بحد ذاته.

يُمكن للمكامن النفطيّة أن تتواجد ضمن مجموعةٍ مختلفةٍ من البيئات الجيولوجيّة عبر القارات، لذلك يعتمد مهندسو المكامن على المناهج والتقنيات الحديثة المختلفة والمتنوعة للوصول إلى شكلٍ فعّالٍ واقتصاديٍّ لاستثمار هذه المكامن.

توجد عادةً المكامن النفطيّة ضمن الصخور الرسوبيّة ونادرًا ما تتواجد في الصخور البركانيّة، وتلعب خصائص هذه الصخور دورًا كبيرًا في تحديد جودة إنتاجيّة المكمن النفطي لإنها تؤثّر على تدفّق السائل بداخله، وهي التي تساعد المهندسين المشرفين عليه في محاكاة سلوكه والتنبؤ بإنتاجيته. وأهم هذه الخصائص هي سماكة منطقة الدفع، ومساميّة الصخور ونفاذيتها وعامل انضغاطها الكليّ.

غالبًا ما يكون المكمن مرتبطًا هيدروليكيًّا مع طبقةٍ من المياه الجوفيّة، وبسبب فرق الكثافة بين الماء والخليط الهيدروكربوني، فإن الخليط سوف يتجمع أعلى المصيدة والماء في أسفلها وأمّا المركبات الغازية فإن كثافتها هي الأخف وزنًا فتتجمع في أعلى جزءٍ من المصيدة مشكلّة ما يُسمى بالقبة الغازيّة.§

دورة حياة المكمن النفطي

للمكامن النفطيّة دورة حياةٍ تتلخص في 5 مراحل منذ بداية اكتشافها وحتى نهاية إنتاجها، وهذه المراحل هي:

  1. مرحلة الاستكشاف والبحث عنه.
  2. مرحلة العثور عليه واكتشافه.
  3. مرحلة التقييم والتخطيط.
  4. مرحلة التطوير.
  5. مرحلة الإنتاج وحتى انتهاء عمره وإنتاجيته.

حيث أن هناك مكامن تصل دورة حياتها إلى أكثر من 100 عام أي تُنتج لأكثر من مئة عام. ومن الممكن أن تتداخل بعض المراحل ببعضها، مثلًا مرحلتي التطوير والإنتاج حيث يمكن تطوير المكمن والإنتاج منه سويًّا بشكلٍ متزامنٍ.

عوامل تكوين المكمن النفطي

  • وجود الصخور الأم الغنيّة بالهيدروكربونات التي تكون موجودةً تحت أعماق مناسبة في باطن الأرض بحيث تكون درجة الحرارة مناسبةً لتشكيل النفط فيها.
  • وجود الصخور النفوذة وذات المساميّة العالية التي تمكّن من تخزين هذا النفط.
  • وجود صخور الغطاء التي تحجب تسرب النفط.

تصنيف المكامن

هذا التصنيف يتم وفق المعايير التالية:

  • تركيب الخليط الهيدروكربوني للمكمن.
  • الضغط الأوليّ (الابتدائي) للمكمن ودرجة حرارته الأوليّة.
  • درجة حرارة وضغط السطح.
  • درجة حرارة المكمن بالنسبة لدرجة الحرارة الحرجة للسائل الهيدروكربوني، وهي أقصى درجة حرارة لا يمكن فوقها تشكيل السائل بغض النظر عن الضغط.
  • السائل الهيدركربوني: هو عبارةٌ عن خليطٍ من الجزيئات التي تحتوي على الكربون والهيدروجين، وعند الشروط الابتدائيّة للمكمن (أي درجة حرارته الأوليّة والضغط الأوليّ) يكون السائل الهيدروكربوني إمّا في حالة أحاديّة الطور أو ثنائية الطور.
  • درجة الحرارة الحرجة: هي درجة الحرارة التي عندها لا يُمكن التمييز بين خواص السائل الهيدروكربوني فيما إذا كان سائلًا أو غازًا.

ووفقًا لهذه المعايير ينتج لدينا بشكلٍ عامٍ نوعان أساسيّان من المكامن:

المكمن النفطيّ: عندما تكون درجة حرارة المكمن T  أقل من درجة الحرارة الحرجة للسائل الهيدروكربوني ضمنه T يُصنف المكمن عندها بأنه مكمنٌ نفطيٌّ.

المكمن الغازيّ: عندما تكون درجة حرارة المكمن T أعلى من درجة الحرارة الحرجة للسائل الهيدروكربوني ضمنه Tc , فالمكمن عندها يُعتبر مكمنًا غازي

وكلًا من هذين النوعين لهما أيضًا تصنيفات.

تصنيف المكامن النفطيّة

يتم تصنيفها إلى ثلاثة أنواعٍ وذلك وفقًا لضغط المكمن الأوليّ Pi وضغط الفقاعة (هو أعلى درجة من الضغط تتحررّ عندها أول فقاعةٍ غازيّةٍ من النفط الموجود ضمن المكمن)

  • المكمن النفطي المُشبع Saturated Oil Reservoir: يكون فيه الضغط الأوليّ للمكمن مساويًّا لضغط الفقاعة لسائل المكمن.
  • المكمن النفطيّ غير المُشبع Under saturated Oil Reservoir: يكون فيه الضغط الأوليّ للمكمن أعلى من ضغط الفقاعة لسائل المكمن.
  • المكمن النفطيّ ذو القبّة الغازيّة أو الغطاء الغازي Gas – Cap Reservoir: فيه يكون ضغط المكمن الأوليّ أقل من ضغط الفقاعة لسائل المكمن، ويُطلق عليه أحيانًا اسم المكمن ثُنائي الطور من السوائل.§

تصنيف المكامن الغازيّة

سُميّت بالمكامن الغازيّة لأنها تُنتج غازًا طبيعيًّا فقط، حيث أن هناك بعض المكامن النفطيّة التي تُنتج غازًا أيضًا ولكن ذاك يُطلق عليه اسم الغاز المُرافق ويتم تصنيفها ضمن المكامن النفطيّة وليس الغازيّة.

ويتم تصنيفها وفق مخطط الطور بين درجة حرارة المكمن ودرجة حرارة خليط الهيدروكربونات الموجود ضمنه

  • مكمن الغاز المُتكثّف Retrograde Gas Condensate Reservoir: تقع فيه درجة حرارة المكمن بين درجة الحرارة الحرجة ودرجة الحرارة العاديّة لسائل المكمن الهيدروكربوني.
  • مكمن الغاز الرطب Wet Gas Reservoir: تكون فيه درجة حرارة المكمن أعلى من درجة الحرارة العاديّة للخليط الهيدروكربوني داخله.
  • مكمن الغاز الجاف Dry Gas Reservoir: فيه يكون الخليط الهيدروكربوني بطوره الغازي حتى وصوله إلى السطح والسائل الوحيد الموجود في هذا النوع من المكامن هو الماء.§
8٬576 مشاهدة