Capacitatea de udare a rocilor colectoare

Capacitatea de udare a rocilor colectoare

16.1. Definitii si generalitati

Exploatarea unui zacamānt de hidrocarburi este un proces de curgere eterogena si dezlocuire reciproca a fazelor dintr-o roca colectoare. Dupa cum se va arata īn capitolul 17 īntre parametrii esentiali care controleaza curgerea si dezlocuirea este capacitatea de udare a rocii.

Īn capitolul 13 au fost prezentate bazele fizice ale interactiunii trifazice solid-fluid-fluid. Daca natura acestei interactiuni este cunoscuta, evaluarea exacta a ei este imposibila. Ea poate fi descrisa partial prin anumiti parametri, īntre care si capacitatea de udare. Starea unui solid de a fi "udat" sau "umezit" de un fluid este caracterizata prin existenta la suprafata solidului a unui strat cel putin monomolecular fixat prin adsorbtie. Īn cazul rocilor, aceasta imagine nu mai corespunde deoarece, asa cum va fi explicat īn continuare, o parte din suprafata este īn contact direct cu o faza iar alta parte cu o alta faza. Terminologia folosita īn acest domeniu a fost precizata īn capitolul 13 : umidibilitate-umidivitate, umec-tabilitate, udare selectiva etc. Īn continuare se va folosi cu precadere sintagma "capacitatea de udare a rocilor", care reprezinta o prescurtare a unei expresii mai lungi, anume capacitatea rocilor de a fi udate selectiv de diverse fluide cu care vin īn contact.

Īnca de la īnceputul studiului curgerii multifazice prin medii poroase a fost recunoscuta influenta interactiunii dintre roca si fluide [99]. Dupa anul 1950 au fost īntreprinse cercetari sistematice asupra acestui subiect. Sunt numeroase lucrarile publicate, remarcāndu-se īntre acestea cele ale lui Amott[100], Bobek s.a. [101], Cuiec [102], si Donaldson s.a. [103]. Cea mai cuprinzatoare sinteza bibliografica este cea a lul Anderson [104, 105, 106].

Caracterizarea capacitatii de udare a rocilor colectoare este un demers foarte dificil. O īncercare interesanta este cea a lui Cassie, care introduce conceptul de unghi de contact echivalent _e, definit prin relatia:

(16.1.)

īn care _a si _t reprezinta unghiuile de contact pentru fractia de suprafata de roca udata preferential de apa, f_a , respectiv udata preferential de titei, f_t. Aceasta metoda, desi atractiva capacitatea de udare medie fiind astfel cuantificata, aplicarea ei īntāmpina doua dificultati majore: 1) unghiul de contact este īn mod propriu definit pentru suprafete netede, īn timp ce suprafata interna a rocii este rugoasa; 2) stabilirea fractiilor din suprafata interna udate preferential de cele doua faze (īn particular apa si titei) este practic imposibila. Pe lānga faptul ca sunt cel putin trei grupe de minerale īn rocile colectoare (cazurile fericite cu doua minerale sunt foarte rare), cu umidibilitte specifica pentru cele doua faze, atribuire fractiilor volumetrice de mineral fractiilor de suprafata poate conduce la erori grosolane (vezi cap. 12.). Conceptul lui Cassie are insa darul de a induce o idee importanta, anume acea ca suprafata interna a rocii se comporta diferit fata de fluidele prezente, īn functie de natura mineralogica a ei si de compozitia fluidelor. O alta idee ce rezulta implicit este aceea ca o caracterizare globala a interactiunii rocii cu fluidele prezente īn pori reprezinta o rezultanta a interactiunii locale, rez 717y2419h ultatul find o medie. O discutia mai amanuntita este facuta de autorul acestei lucrari īn [32, 107].

Īn cele ce urmeaza vor fi facute cāteva consideratii de ordin general īn ceea ce priveste comportarea celor trei grupe de minerale majoritare īn rocile colectoare, silicea, mineralele carbonatice si mineralele argiloase īn raport cu cele patru fluide prezente īn zacamintele de hidrocarburi, apa, titeiul, condensatul si gazele.

Īn ceea ce priveste gazele, ele reprezinta faza neumezitoare atāt īn ceea ce priveste titeiul cāt si condensatul, pentru toate mineralele. Explicatia este simpla, moleculele gazelor sunt de aceeasi natura chimica dar au masa moleculara mai mica decāt cele care alcatuiesc titeiul si condensatul si, prin urmare sunt atrase mai putin intens de suprafata solida. Cu o singura exceptie, gazele reprezinta faza neumezitoare si īn raport cu apa pentru mineralele rocii. Exceptia o reprezinta mineralel argiloase īntre particulele carora se gaseste un numar mare de particule alcatuite din materia organica descompusa, cum este situatia rocilor-mama de petrol. De la caz la caz, roca poate fi udata preferentil de apa sau de gaze.

Condensatul reprezinta totdeauna faza umezitoare īn raport cu gazele si faza neumezitoare īn raport cu apa pentru toate mineralele, cu aceeasi exceptie mentionata īn paragraful anterior.

Un caz aparent simplu īl reprezinta mineralele argiloase care par a fi udate preferential de apa, atāt īn raport cu titeiul cāt si cu condensatul. Explicatia pare simpla: mineralele argiloase, asa cum s-a aratat īn capitolul 12, sunt asociate cu cantitati īnsemnate de apa din mediul de sedimentare, īntre care si apa adsorbita, bine fixata. Exceptia mentionate mai sus pentru gaze si pentru condenat este valabila si pentru titei. Prezenta fierului trivalent īn mediul de contact favorizeaza fixare moleculelor polare de heterohidrocarburi, micsorānd umidibilitatea mineralelor argiloase pentru apa. Totusi, pentru marea majoritate a zacamintelor de hidrocarburi, mineralele argiloase din clasa montmorillonitelor si a illitelor prezente īn roca colectoare sunt udate preferential de apa īn raport cu hidrocarburile. Caolinitele au o comportare diferentiata: daca sunt prezente sub forma unor pachete relativ mari, de ordinul a 10 m, sunt udate preferential de titei, iar daca sunt prezente sub form unei aglomerari de particule mici, de ordinul a 1 m, ele vor fi udate preferential de apa [120].

Situatia este mai complicata pentru perechea apa-titei fata de silice si de mineralele carbonatice. Aici nu exista o regula, ci numai niste tendinte care vor fi prezentate īn continuare.

Fata de silice, alcanii reprezinta faza neumezitoare īn raport cu apa. Mai mult, mai multi cercetatori [99, 108]au gasit ca pentru cuplul apa-alcani nu prea grei, cum ar fi izo-octanul, unghiul de contact masurat in apa este de 0⁰. Īn schimb, unghiurile de contact la neechilibru (progresiv) au masurat īntre 30⁰ si 40⁰. Prin studiul termodinamic al energiilor de esuprafata, Livingstone [109] a demonstrat ca apa uda mai bine o suprafata de cuart decāt hidrocarburile datorita presiunii de expansiune mai mari. Pe suprafetele carbonatice energiile de suprafata ale apei si hidrocarburilor sunt apropiate, contrastul de umidivitate fiind relativ scazut. Fata de conditiile normale, īn conditii de zacamānt, contrastul de umidivitate īntre apa si hidrocarburi este mai mic. Prin microscopia electronica de reflexie s-a demonstrat camicroporii rocilor carbonatice ramān udati preferential de apa din simplul motiv ca accesul titeiului, ca faza care ajunge īn roca dupa ce aceasta este saturata cu apa, este limitat. Īn schimb, mezoporii sunt udati preferential de titei.

Ţiteiurile contin, pe lānga hidrocarburi, o fractie mai mare sau mai mica de heterocarburi, īntre care unele au molecule polare (vezi vol. I). Prezenta acestor substante este esentiala īn interactiunea cu suprafata solida. Astfel, cu cāt continutul īn componenti grei din titei este mai mare, cu atāt umidivitatea titeiului este mai mare prin adsorbtia selectiva a acestor compusi. Adsorbtia compusilor polari este favorizata de prezenta īn apa a ionilor bivalenti (Ca²⁺, Mg²⁺) si trivalenti (Fe³⁺, Al³⁺). Acestia se adsorb pe fetele electronegative ale mineralelor, conferindu-le o īncarcare electropozitiva si, implicit, o mare capacitate de adsorbtie fata de compusii organici polari.

Din cele relatate, rezulta ca sunt destule lacune īn cunoasterea si evaluarea capacitatii de udare a silicei si a mineralelor carbonatice de catre apa de zacamānt si titei. Sistemele reale roca-apa-titei sunt de departe mai complexe, din mai multe motive:

- īn roca sunt prezente si alte minerale, īntre care mai importante sunt mineralele argiloase. Distributia spatiala a acestor minerale variaza nelimitat. Chiar la proportii volumetrice apropiate, prezenta pe suprafata interna a mineralelor este determinata īntr-o masura importanta de procesele de litificatie (v cap. 11). De o importantta aparte sunt dizolvarea si precipitarea mineralelor care tind sa niveleze compozitia mineralogica de suprafata, ceea ce implica o oarecare uniformizare a umidibilitatii rocii pentru fazele fluide. Din pacate, acest proces este destul de dificil de surprins. Nunai analiza pe sectiuni subtiri si unele analize speciale puse la punct de prof. G. Manolescu īn Laboratorul de Fizica Zacamintelor din UPG pot evidentia compozitia mineralogica de suprafata. Numai ca, reprezentativitatea analizelor pe carote pentru tot zacamāntul este pusa sub semnul de īntrebare de variatiile mari de litofacies din zacamānt si, implicit, a īnsasi proceselor de litificatie care depind, la rāndul lor, printre altele, de proprietatile de curgere ale rocii;

- rezultatele obtinute pe cristale monominerale cu suprafete plane pot fi extrapolate numai aproximativ pe suprafetele reale, rugoase, cu jonctiuni frecventr īntre minerale;

- varietatea fluidelor care satureaza rocile de zacamānt este cel putin la fel de mare ca cea a rocilor: de la ape foarte putin mineralizate, de suprafata, la ape puterniv si variat mineralizate de mare adāncime, de la titeiuri volatile, foarte sarace īn compusi polari, la titeiuri foarte grele, cu fractii importante de compusi foarte grei, īntr-o buna masura polari. Daca am pune īn discutie faptul ca uneori, īn procesul de exploatare a zacamintelor se folosesc diverse (ca natura si compozitie) fluide de injectie pentru cresterea fractiei de titei extrase, lucrurile s-ar complica si mai mult.

Aceste dificultati ne arata ca nu este posibila stabilirea unor reguli dupa care sa se judece diversele situatii reale din punct de vedere al udarii selective. Cu riscul de a exagera, mentionam cāteva tendinte referitoare la comportarea de udare a titeiurilor si apelor de zacamānt fata de diferite tipuri de roci. Astfel, este de asteptat ca un titei greu sa fie foarte probabil faza umezitoare pentru rocile carbonatice, preponderent umezitoare pentru gresii si slab umezitoare pentru nisipuri, īn prezenta apelor cu continut mare de cationi bi- si trivalenti. De asemenea, este de asteptat ca un titei volatil sa fie faza puternic neumezitoare fata de nisipuri si neumezitoare pentru gresii si cu o udare intermediara (slab neumezitoare sau slab umezitoare) pentru roci carbonatice. Ţiteiurile medii sunt mai greu de īncadrat din punct de vedere al udarii diverselor tipuri de roca.

Afirmatia cea mai exacta īn acest context este aceea ca nimic nu este foarte sigur īn ceea ce priveste capacitatea de udare a rocilor privita teoretic sau statistic. Ramāne o cale sigura, aceea a determinarii experimentale.

16.2. Determinarea capacitatii de udare a rocilor

Relativa ambiguitate a conceptului de udare selectiva a rocilor implica precautii suplimentare cānd vine vorba de determinarea capacitatii de udare a rocilor. Nefiind o marime fizica propriu-zisa, cum ar fi unghiul de contact trifazic, nu exista nici o unitate de masura care sa permita cuantificarea si comparatia.

Cuiec [103] si Anderson [105] fac o revista exhaustiva a metodelor de determinare a capacitatii de udare a rocilor. Avānd īn vedere ca manualele de inginerie de zacamānt ocolesc īn general acest subiect dificil, vom discuta, extrem de scurt principalele metode.

1) Masurarea unghiului de contact trifazic pe suprafetele mineralelor rocii īn cotact cu apa si titeiul īn conditii de zacamānt. Asa cum s-a aratat mai sus, metoda este discutabila, dar da o indicatie de ordin general cu privire la comportarea celor doua fluide fata de mineralele rocii. Prin comparatie cu masuratori pe alte sisteme, unghiurile de contact astfel masurate dau o indicatie generala utila. Aparatura aferenta este destul de complexa, conditiile de presiune si temperatura fiind greu de realizat īn laborator.

2) Īmbibarea libera reprezinta o metoda calitativa, relativ simpla, fara aparatura complicata. Ea se aplica īn doua variante: una pentru probe consolidate si probe neconsolidate, pregatite īn mod asemanator ca cele destinate determinarii permeabilitatii absolute (v cap. 10), adica tasate īn celule speciale si alta pentru particule discrete de roci neconsolidate. Determinarea se face pe probe pereche: una are suprafata udata integral de catre apa, iar cealalta proba de catre titei.

Probele consolidate sau cele din celule se satureaza complet cu apa, respectiv cu titei. Se pun apoi īn contact direct cu titei, respectiv cu apa īn pozitie normal gravitationala. Pe fata opusa se monteaza un sistem de captare a fazei dezlocuite.

Sunt posibile doua comportari extreme: cazul a) proba cu apa īsi mentine starea de saturatie (nu este dezlocuit deloc titeiul) iar proba saturata cu titei sufera un proces de dezlocuire partiala, dar semnificativa, de catre apa prin īmbibare libera (nu este exercitata nici un fel de presiune exterioara). Prin masurarea volumului de titei dezlocuit se poate determina starea finala de saturatie. Durata procesului este de ordinul zecilor de ore. Acest rezultat indica o umidibilitate mare a rocii pentru apa; cazul b) cealalta comportare extrema este exact opusa, adica se produce o dezlocuire a apei prin imbibare libera a tiseiului, ceea ce arata ca roca are o umidibilitate mare pentru titei.

Aceste comportari extreme sunt rare. De obicei se produce imbibarea libera īn ambele probe, dar īn mod diferit. Īn functie de raportul dintre volumele dezlocuite, se apreciaza īn ce masura apa sau titeiul este faza umezitoare.

Prin pastrarea unor conditii de lucru apropiate, pe aceeasi aparatura, se pot face comparatii īntre diferite probe de roca din punct de vedere al capacitatii de udare sau se poate urmari, pe aceleasi probe, modificarea capacitatii de udare pentru diferite fluide de interes (cum ar fi fluidele injectate, sau care urmeaza a fi injectate īn zacamānt).

Probele alcatuit din particule discrete se tin un timp suficient de mare īn apa, respectiv īn titei (zeci de ore) pentru stabilirea echilibrului de adsorbtie. Se pun apoi pe lame se sticla sub microscop si se adauga cāteva picaturi de titei peste proba cu apa, respectiv de titei pentru proba cu titei. Īn functie de gradul de dezlocuire a fazei initiale de pe particulele de roca de catre faza adaugata, se trag concluzii analoge cu cele pentru probe consolidate. Spre exemplu, daca titeiul este dezlocuit complet de apa adaugata iar apa initiala de pe cealalta proba ramāne ca atare, īnsemneaza ca roca are o umidibilitate mare pentru apa.

3) Metoda USBM consta īn ridicarea experimentala a trei curbe de presiune capilara. Prima curba descrie procesul de dezlocuire a apei de catre titei, pornind de la saturatie maxima īn apa (S_a = 1). Dezlocuirea se realizeaza prin cresterea diferentei dintre presiunea titeiului, p_t, si presiunea apei, p_a, , pāna la saturatia ireductibila īn apa (S_a = S'_a). Cea de a doua curba descrie dezlocuirea titeiului de catre apa, de la starea de saturatie ramasa (S_a = S'_a), pāna la saturatia ireductibila īn titei, prin cresterea diferentei dintre presiunea apei, p_a, si presiunea titeiului, p_t,. Īn sfārsit, a treia curba reia primul proces, de la saturatia ramasa, (S_a = 1 - S'_t), pāna la saturatia ireductibila īn apa.

Prima curba de presiune capilara nu are o utilitate concreta. Ea se ridica pentru a modele procesul de punere īn zacamānt, adica obtinerea starii de saturatie initiale,

Ultimile doua curbe, notate cu I si II, pentru trei situatii distincte, (roca udata preferential de apa, udata preferential de titei si udare intermediara) sunt prezentate īn figura 16.1.

Curbele de presiune capilara se ridica prin metoda centrifugarii. Pe scurt, pentru ridicarea primei curbe, se introduce proba saturata cu apa īntr-o celula plina cu titei si se roteste la turatii crescatoare. Datorita diferentei de densitate īntre apa si titei, se creaza un gradient de presiune hidrostatica īntre apa din proba si titeiul din exteriorul probei. Acest gradient de presiune se multiplica cu raza de centrifugare si cu patratul vitezei de rotatie. Cu cāt viteza de rotatie va fi mai mare, cu atāt diferenta de presiune de la capetele probei va fi mai mare, iar procesul de dezlocuire mai avansat. Odata cu scaderea saturatiei īn apa, rezultat al dezlocuirii, scade si gradul de continuitate al acesteia.

Manifestarea gradientului de presiune care provoaca dezlocuirea presupune continuitatea apei īntre cele doua capete ale probei. Īn momentul īn care apa īsi pierde continuitatea, adica atunci cānd se atinge saturatia ireductibila īn apa, se produce echilibrul dintre titeiul din proba, ca faza continua si titeiul din afara probei, iar procesul de dezlocuire īnceteaza. Pentru a urmari variatia starii de saturatie, apa dezlocuita se colecteaza si i se masoara volumul.

Principiul se pastreaza si pentru cea de a doua curba, numai ca, de data aceasta titeiul este faza continua īn proba, iar apa este faza continua īn spatiul din jurul probei, iar directia gradientului de presiune este inversa. Ca urmare, titeiul se va colecta īn spatiul dinspre axul centrifugii, fata de apa care se colecteaza īn partea opusa, adica īn zona periferica. Curba a treia urmeaza acelasi curs ca si prima.

a.    b.

c.

Fig. 16.1. Metoda USBM de determinare a capacitatii de udare.

Deoarece orice miscare a fluidelor presupune un consum de energie dat de frecare, timpul de centrifugare la fiecare treapta de turatie trebuie sa fie suficient de mare pentru a elimina efectul frecarii asupra dezlocuirii.

Aceste curbe se determina prin metoda centrifugarii. Dupa trasarea curbelor, se masoara ariile de sub cele doua curbe, A₁ si A₂. Apoi se calculeaza indicele de udare, IU, cu relatia:

I (16.1.)

Daca IU > 0,1 roca este udata preferential de apa;

Daca -0,1 <IU < 0,1 roca prezinta o udare intermediara;

Daca IU < -0,1 roca este udata preferential de titei.

Pentru a explica acest rezultat, sa amintim semnificatia ariei de sub curba de presiune capilara discutata mai sus: aceasta arie este proportionala cu energia necesara dezlocuirii unei faze de catre o alta faza nemiscibila cu ea. Spre exemplu, daca A₂ > A₃ īnsemneaza ca energia necesara dezlocuirii apei de catre titei este mai mare decāt cea corespunzatoare dezlocuirii titeiului de catre apa, altfel spus, apa este mai greu dezlocuita de catre titei decāt invers, ceea ce poate īnsemna udarea preferentiala a rocii de catre apa. Aceasta explicatie este oarecum simplista. Mai relevanta este alura curbelor īn cauza, asa cum a fost explicata īn capitolul 15: cānd este dezlocuita o faza umezitoare, īnca de la īnceputul procesului este necesara o presiune motoare corespunzatoare diferentei capilare de presiune (curba II din fig. 16.1,a); din contra, cānd este dezlocuita o faza neumezitoare, are loc un proces de īmbibare libera, asa cum a fost descrisa īntr-un paragraf anterior, adica o scadere a saturatiei īn faza neumezitoare, fara cresterea presiunii motoare (curba II din fig. 16.1,b). Fenomenul poate fi mai bine īnteles dupa studiul curgerii eterogene prin medii poroase.

Singurul laborator din Romānia unde se foloseste o adaptare a acestei metode (de altfel singura folosita īn tara), este Laboratorul de Fizica Zacamintelor din UPG. Īn lucrarea [107] este prezentata mai pe larg aceasta metoda si aparatura aferenta.

Aplicatia 1.

Prin centrifugarea unei probe, la diferite turatii, n, conform metodei USBM, se obtin rezultatele, prezentate īn tabelul de mai jos. Īn acest tabel, sunt consemnate volumele de apa si de titei dezlocuite la fiecare turatie, V_ad , respectiv V_at. Sa se determine indicele de udare.

Raspuns.

Saturatia īn apa este calculata prin metoda bilantului material. Pentru prima curba, se pleaca de la volumul initial de apa din proba, egal cu volumul de pori (2,5 cm³), scazāndu-se, pentru fiecare treapta de turatie, volumul de apa colectat, egal cu volumul de apa dezlocuit de catre titei. Pentru cea de a doua curba, se pleaca de la volumul de apa ireductibila, ramas īn proba la finalul dezlocuirii, la care se adauga volumul de titei colectat, egal cu volumul de apa patrunsa īn proba. Pentru curba a treia, se pleaca, de asemenea, de la volumul de apa existent la finele dezlocuirii titeiului de catre apa, din care se scade volumul de apa colectat, la fel ca pentru prima curba.

Diferenta de presiune care genereaza dezlocuirea, egala, la limita, cu diferenta capilara de presiune, este data de relatia: p = 1,088∙10^-2∙h_p∙R∙ ∙n², īn care simbolurile reprezinta, īn ordine, īnaltimea probei. Distanta la care se afla proba fata de axul centrifugii, respectiv diferenta de densitate dintre apa si titei. Unitatile de masura sunt īn SI, cu exceptia vitezei de rotatie care este īn rot/min.

Datele problemei sunt īnscrise pe figura, īmpreuna cu cele trei curbe de presiune capilara.

Indicele de udare calculat cu relatia (16.1.) este IU = 1,73, ceea ce arata ca roca este udata preferential de apa.

4) Metoda lui Cuiec este mai complexa decāt celelalte pentru ca presupune realizarea unor procese de īmbibare libera si de dezlocuire reciproca a apei si titeiului prin injectie, pentru care este necesara o aparatura si o metodologie mult mai complicate. Īn principiu, se determina patru volume de fluid:

V_ai -volumul de apa dezlocuita prin īmbibarea libera a titeiului;

V_ad -volumul de apa dezlocuita prin īmbibarea libera si dezlocuirea fortata titeiului;

V_ti -volumul de titei dezlocuit prin īmbibarea libera a apei;

V_td -volumul de titei dezlocuit prin īmbibarea libera si dezlocuirea fortata a apei;

Indicele de udare U', se calculeaza cu relatia:

(16.3.)

Valorile indicelui de udare, , sunt comparate cu o grila de valori, stabilita prin corelarea acestei metode cu alte metode de determinare a capacitatii de udare a rocilor.

Scara udarii stabilita de Cuiec este urmatoarea:

udata preferential de titei;

slab udata de titei;

udare intermediara;

slab udata de apa;

udata preferential de apa

Ca si īn cazul scarii USMB, scara lui Cuiec are un caracter conventional, criteriile fiind mai mult de ordin experimental, prin compararea acelorasi probe supuse diferitelor determinari de umidibilitate. Fata de metoda USBM, aceasta metoda este mai complexa, dar si mai completa, pentru ca ia īn considerare, īn mod implicit si metoda īmbibarii libere (vezi mai jos) care, chiar ea singura, da informatii asupra capacitatii de udare a rocii.

5) Masuratorile de rezonanta magnetica nucleara (RMN) dau informatii foarte utile īn ceea ce priveste starea de saturatie a rocilor, atāt prin coeficientii de saturatie, cāt si prin distributia fazelor īn pori. Brown si Fatt [109] au stabilit un criteriu de evaluare a capacitatii de udare prin aceasta metoda, care, īnsa, presupune aparatura complexa si costisitoare.

6) Metoda "Crio-SEM" reprezinta studiul probelor de roca subracite la microscopul electronic prin reflexie [120]. Este singura metoda care coboara investigatia pāna la nivelul porilor individuali, rezolutia fiind de 0,1 m. Īn principiu, proba adusa la o stare de saturatie de interes este racita la temperaturi foarte scazute si apoi se detaseaza fragmente care se supun analizei cu microscopul electronic. Imaginile cuprind nuante de gri, īn functie de numarul atomic al mineralelor si fluidelor (este vorba, evident, de un numar atomic mediu, elementele chimice singulare fiind "impuritati" ocazionale). Pentru cresterea contrastului, fluidele se pot marca cu elemente grele, ca si la tomografia cu raze X. Studiul imaginii permite localizarea fazelor fluide īn raport cu suprafata solida si, implicit, caracterul udarii. Daca imaginea are un contrast bun, se pot face chiar evaluari ale unghiului de racordare a interfetelor cu suprafata solida (unghil de contact).

Aceasta metoda a facut posibila o īntelegere mult mai profunda a interactiunii mineralelor rocii cu fluidele de zacamānt si eliminarea unor idei preconcepute care au dainuit multe decenii. Printre observatiile interesante este aceea a comportarii caolinitului care poate fi udat preferential de apa sau de titei īn functie de marimea si asezarea particulelor, de timpul de contact si de gradul de accesibilitate. Istoria udarii joaca asadar un rol extrem de important, ceea ce atrage atentia asupra modului cum se realizeaza experimentele īn laborator cu scopul declarat al modelarii fenomenelor care au loc īn zacamānt, fara a respecta succesiunea contactului rocii cu diferite fluide si o durata sufucienta de contact.

Aceasta metoda are un potential enorm de investigare si ca capata, probabil, īn ciuda costului ridicat, o raspāndire din ce īn ce mai mare.

5) Trasarea curbelor de permeabilitate relativa prin masuratori expe-rimentale de curgere bifazica. Dupa cum se va discuta īn capitolul 17 aceste curbe au aluri cu totul diferite pentru faza umezitoare si, respectiv, neumezitoare. Simpla imagine a curbelor de permeabilitate relativa, valorile saturatiilor ireductibile si pozitia punctului de intersectie al curbelor indica umidibilitatea rocii pentru doua fluide care curg prin roca. Nu exista un parametru care sa cuantifice capacitatea de udare astfel indicata. Mai mult, īn cazul unei umidibilitati intermediare, delimitarea este dificila deoarece curbele depind si de sensul de variatie al saturatiilor īn cele doua faze. Situatia este, de asemenea, nesigura cānd curbele se traseaza pe cale indirecta, spre exemplu din date de productie. Aparatura si procedeul experimental sunt mult prea complicate ca determinarile sa aiba ca unic scop stabilirea caracterului udarii. Concluziile referitoare la capacitatea de udare a rocii supusa analizei reprezinta un parametru secundar īn cadrul experimentelor de determinare a permeabilitatilor relative.

Indiferent de metoda folosita, conditia primordiala pentru obtinerea unor rezultate care sa reflecte comportarea rocii īn zacamānt sau īn alte conditii de interes este conservarea capacitatii de udare, adica pastrarea reprezentativitatii carotelor. Acest lucru este deosebit de dificil pentru ca un contact, cāt de scurt, cu un alt fluid duce la modificari fizico-chimice mai mult sau mai putin importante, fara a sti īnsa amploarea lor. Cele mai frecvente modificari sunt adsobtia unor molecule din noul mediu de contact si oxidarea unor heterohidrocarburi din titei.

Pentru conservarea capacitatii de udare au fost concepute dispozitive de prelevare a carotelor īn recipienti care īmpiedica contaminarea lor, dar costul ridicat limiteaza folosirea lor. Cel mai adesea se recurge la refacerea starii initiale a suprafetei din punct de vedere al udarii. Experimentele efectuate pāna īn prezent au aratoa ca reconstituirea capacitatii de udare initiale ramāne o operatie nesigura.

Īntrebari si probleme

Care este terminologia care desemneaza interactiunea rocii cu fluidele care o satureaza?

Cum se poate explica faptul ca gazele reprezinta, īn majoritatea cazurilor, faza neumezitoare īn raport cu apa?

De ce titeiurile grele au tendinta de a uda mai bine suprafata rocii decāt titeiurile usoare?

Concepeti un tabel cu trei coloane pentru cele trei minerale principale din rocile colectoare si trei linii pentru cele trei perechi de fluide de zacamānt si scrieti litera "u" sau "n" īn cele noua rubrici, care sa indice comportarea cea mai probabila a perechilor de fluide fata de mineralele respective.

De ce unghiul de contact nu poate reprezenta o masura a capacitatii de udare a rocilor?

Care este explicatia de ordin fizic pentru corelatia dintre indicele de udare determinat prin metoda USBM si udarea preferentiala a rocii de catre apa sau titei?

Care sunt sursele de eroare pentru determinarea īn laborator a capacitatii de udare a rocilor?

Faceti o paralela īntre metoda USBM si metoda lui Cuiec pentru determinarea capacitatii de udare.

Cānd se produce fenomenul de īmbibare libera a apei īntr-o roca saturata cu gaze? Dar īntr-o roca saturata cu titei?