مستخدم:Mohammad Hijjawi/مسودة مقال بيرمابيلتي الجزء الأول
الجزء الأول
النّفاذيّة: في ميكانيكا الموائع وعلوم الأرض (غالباً يرمز لها بـِ k، أو K)، هي مقياس لقدرة المواد التي تحتوي على فراغات (غالباً، صخر أو مادة مفككة) على السماح للمائع للتغلغل والنفاذ من خلالها.
عادةً ما ترتبط نفاذيّة الوسط بالمساميّة، ولكنها ترتبط أيضاً بشكل الفراغات في الوسط ودرجات الروابط.
النّفاذيّة [عدل]
النّفاذيّة هي سمة موجودة في الصخور تعطي انطباعاً عن قدرة المائع (غاز أو سائل) على التدفق في داخل الصخر. النّفاذيّة العالية للصخر تسمح بتدفق الموائع بسرعةٍ داخلها. عادةً ما تتأثر النّفاذيّة بالضغط الموجود داخل الصخر. وحدة قياس النّفاذيّة: دارسي؛ نسبة إلى هنري دارسي (1803-1858). يمتاز الصخر الرملي بامتلاكه أكثر من قيمة للنفاذية، ابتداءً من قيم أقل من واحد إلى قيم تصل لـِ 50000 ميللي دارسي (md). تتراوح معظم قيم النفاذيّة ما بين العشرات إلى المئات من الميللي دارسي. الصّخر الذي يمتلك 25% مسامية ونفاذيته 1 ميللي دارسي لن يسمح بحدوث تدفق مائي ملحوظ من خلالِه. لِمثل هذا الصخر "القليل" الفراغات تحتاج إلى مؤثّر خارجي للحصول على نفاذيّة للموائع، إمّا عن طريق الكسر أو استعمالِ الأحماض.
الوحدات[عدل]
وحدة القياس المعيارية الدولية المعتمدة لها هي m². أما الوحدة العمليّة لها هي دارسي (d)، أو الأكثر شيوعاً هي ميللي دارسي (md)(1d ≈ 10^-12 m² ). سميت بهذا الإسم تشريفا للمهندس الفرنسي هنري دارسي حيث أنّه هو أول من وصف حركة الماء داخل فلاتر رمليّة لماءٍ صالحٍ للشرب. في بعض الأحيان يتم استعمال وحدة الـ 1cm² = 10-4 m² ≈ 108 md)cm²).
التّطبيقات[عدل]
يرتبط مفهوم النّفاذيّة بشكل وثيق بتحديد خصائص التّدفق للمواد الهيدروكربونية في الزيوت وخزانات الغازات، وكذلك المياه الجوفيّة في طبقات الصخر الحاملة للماء.
لنتمكّن من اعتبار صخر بأنّه خزان قابل للاستغلال الهيدروكربوني دون تحفي؛ يجب أن تكون النفاذية له أعلى من 100md (وهذا يعتمد على طبيعة الهيدروكربون – خزّانات الغاز التي تمتلك نفاذيّة منخفضة لا تزال قابلة للإستغلال؛ بسبب لزوجتها المنخفضة مقارنة مع الزيت). عندما تكون نفاذيّة الصّخر أقل من 100md يمكن أن تشكّل حاجزاً صخرياً، قد تصل قيمة النفاذية للرمل غير المتصلد إلى 500md أو أكثر.
لا يستخدم مفهوم النّفاذيّة في التطبيقات الجيولوجية فقط، بل يتعدى ذلك بكثير، حيث تدخل مثلاً في تطبيقات الهندسة الكيميائية (مثل: الفلاتر).
الوصف[عدل]
النّفاذيّة هي جزء من تناسب ثابت من قانون دارسي الذي يربط كلاً من تدفّق الموائع مع خصائصِه الفيزيائية ( مثل: اللزوجة)، للحصول على الضغط الناجم على وسط مسامي:
(يوجد هنا معادلة)
لذلك:
(يوجد هنا معادلة)
حيث:
*: السرعة السّطحية لتدفق السائل خلال الوسط (معدل السرعة المحسوبة في حال إذا كان في المرحلة الحالية في وسط مسامي) (m/s)
* نفاذيّة الوسط(m2)
* اللزوجة الديناميكية للمادة(Pa.s)
* الفرق في الضّغوطات على الوسط (m)
* سماكة طبقة الوسط المسامي (m)
في الوضع الطبيعي للمواد، تختلف قيمة النفاذية بشكل كبير وواسع (انظر إلى الجدول الموجود في الأسفل).
العلاقة بالموصليّة الهيدروليكيّة[عدل]
التّناسب الثابت على وجه التحديد لتدفق الماء في وسط مسامي يدعى بالموصليّة الهيدروليكيّة: تشكّل النفاذية جزءاً منه، وهي خاصيّة للوسط المسامي فقط، وليس للمائع. من خلال معرفة قيمة الموصليّة الهيدروليكيّة لنظام سطح ثانوي؛ يمكن حساب النّفاذيّة عن طريق:
(يوجد هنا معادلة)
حيث:
*: النّفاذيّة (m2 )
* الموصليّة الهيدروليكيّة (m/s)
* اللزوجة الدّيناميكية للمائع ((kg/(m.s)
* كثافة المائع ( kg/m3)
* تسارع الجاذبيّة الأرضيّة (m/s)