نبذة تعريفية عن “مياه حقول النفط”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مياه حقول النفط حقول النفط علوم الأرض والجيولوجيا

مياه ذات محتوى معدني متعدد، توجد مرافقة للبترول والغاز الطبيعي وقد يعثر عليها أثناء عمليات البحث عن النفط والغاز، وهي تسمى أيضاً «المياه الملحية للحقول النفطية» وتتضمن هذه المياه مجموعة مختلفة من المياه الجوفية التي تكون عميقة عادة.

كما تحتوي على كمية كبيرة نسبياً من المواد المعدنية الذائبة فيها، وقد تكون هذه المياه موجودة في الفراغات المسامية لصخور المكامن النفطية مع النفط أو الغاز.

وقد تكون منفصلة عنها بفعل الجاذبية ومتجمعة تحتها، كما أنها قد توجد عند حواف التراكمات النفطية والغازية، أو في التكوينات الصخرية الخالية من النفط والغاز.

 

وتعرف المياه الملحية عادة بأنها المياه التي تحتوي على تركيزات عالية من الأملاح الذائبة، أما مياه الشرب أو المياه العذبة فإنها لا تعد مياهها ملحية نفطية.

على الرغم من أنه يمكن العثور عليها في المناطق العليا من القشرة الأرضية، في الأماكن التي قد توجد بها مكامن نفطية أو غازية.

وتختلف مياه حقول النفط اختلافاً كبيراً في تركيبها وتركيزها، وهي تختلف من إقليم جيولوجي إلى آخر، ومن تكوين إلى آخر في الإقليم الواحد.

 

ويتراوح تركيزها بين المحاليل الملحية الخفيفة التي تصل نسبة المواد الذائبة فيها من 1000 إلى 3000 جزء في المليون.

وبين المحاليل المشبعة تقريباً التي يصل تركيز المواد المعدنية الذابئة فيها إلى أكثر من 270.000 جزء في المليون.

ويعتبر ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) من أكثر المعادن انتشاراً وشيوعاً في المياه الملحية النفطية، ويليه في ذلك كلوريد الكالسيوم، أما كربونات وبيكربونات وكبريتات وكلوريدات الماغنسيوم والبوتاسيوم فتوجد بنسب أقل.

 

وبالإضافة إلى الأملاح السابقة توجد أملاح البروم واليوم أيضاً، وكذلك توجد آثار قليلة من عناصر الاسترونشيوم والبورون والنحاس والمنجنيز والفضة والقصدير والفاناديوم والحديد.

وقد تم العثور في بعض الأحيان على الباريوم في المياه الملحية التي تعود لحقب الحياة القديمة لمنطقة الابلاش.

وتتوقف القيمة التجارية للمياه الملحية على تركيزات الأملاح ونقاوة المواد التي يمكن استخلاصها منها، وبالنسبة للتركيزات التي تقل عن 200.000 جزء في المليون فإنها نادراً ما تكون لها قيمة تجارية.

 

وعلى الرغم من عدم صلاحية المياه قليلة الملوحة لاستهلاك الإنسان، إلا أنه يمكن استخدامها في بعض العمليات الصناعية أو الاستفادة منها في المناطق التي تفتقر إلى المياه العذبة.

ومن الناحية التركيبية تعتبر مياه حقول النفط مياهاً متزامنة (مياه كامنة – Connate waters) بمعنى أنها هي المياه البحرية التي ملأت مسام الصخور ثم حبست فيها.

ولقد دلت بعض التحاليل التي أجريت على هذه المياه، أنها تشابه في تركيبها الكيميائي التركيب الحالي لمياه البحر، غير أن معظم هذه المياه القديمة قد تعرض لبعض التغيرات التي طرأت على المياه منذ احتباسها في مسام الصخور الرسوبية الحاوية لها.

 

وفي الحالة التي تكون فيها هذه المياه عبارة عن محاليل مخففة، فإن سبب ذلك يعود إلى تخلل مياه الأمطار عبر الصخور من خلال الكسور والصدوع وغير ذلك من المناطق الأخرى ذات النفاذية العالية. ويدل وجود الكربونات والبيكربونات والكبريتات في مياه حقول النفط على أن بعض هذه المياه ليست بحرية، وإنما هي مياه أمطار متجددة.

وتشير زيادة تركيز المواد الصلبة الذائبة في مياه حقول النفط إلى تركيز مياه البحر الحالية، أو إلى حدوث تبخر جزئي للمياه، أو حدوث إذابة لأملاح إضافية من الصخور المجاورة للصخور الحاوية لهذه المياه.

ويزيد التركيز المعدني في أغلب الصخور الرسوبية بازدياد العمق، فنظراً لعظم كثافة مياه البحر بالمقارنة بكثافة المياه العذبة، لذلك يحتل المحلول الأكثر كثافة المستوى الأسفل من الخزان الجوفي.

 

وهناك عامل آخر يساعد على زيادة التركيز المعدن للمياه مع زيادة العمق، وهو ملامسة هذه المياه لصخور ذات محتوى عال من المعادن في الطبقات الجيولوجية الأعمق.

وهناك بعض الاستثناءات لذلك تمت ملاحظتها ويعزى سبب ذلك إلى زيادة كمية الأملاح القابلة للذوبان في الماء في بعض التكوينات الجيولوجية عن نظائرها الموجودة في تكوينات أخرى أسفل منها.

ولعل من أهم الاستنتاجات الجيولوجية للتحاليل التي تجري لمياه حقول النفط: استعمال هذه التحاليل في التفسير الكمي لبيانات التسجيلات الكهربائية والنيوترونية، التي تجري للآبار النفطية، وحتى يمكن حساب درجة تشبع تكوين جيولوجي معين – بصورة كمية من بيانات التسجيلات الكهربائية، يكون من الضروري عندئذ معرفة مقاومة المياه المتزامنة (مياه كامنة) بكل دقة.

 

والمياه المعدنية هي الوحيدة التي تستخدم في عمليات حقن المياه (Water flooding) لآبار النفط، وتفيد الدراسات التحليلية للمياه في التنبؤ بأثر المياه على المعادن الموجودة في الصخور الحاملة لها، وأثرها على الآلات الميكانيكية المستخدمة لحقن المياه.

فالمياه التي تؤدي إلى تآكل المواسير والمضخات، أو تلك التي تؤدي إلى انسداد المنطقة المنتجة للنفط (Pay zone) لا تصلح للإستخدام في عمليات الحقن التي تجري لزيادة انتاجية آبار النفط.

 

ويعتبر تركيب مياه حقول النفط عاملاً هاماً لتحديد مصدر المياه في الآبار النفطية، التي يحدث فيها تسرب من خلال مواسير التبطين (القيسون) Casing، أو من خلال معدات التكملة (Well Completion).

كما يعتبر التركيب الكيميائي لهذه المياه مهماً أيضاً في تحديد ومضاهاة الطبقات الصخرية للمكامن النفطية، الموجودة في مناطق تتميز باحتوائها على أكثر من طبقة منتجة وبخاصة تلك التي تحتوي على تكوينات عدسية من الرمل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]