خطوات الاستخدام
أدخل كثافة الحبوب (ρ_grain): وهي كثافة المعادن المكونة للصخر دون الفراغات. تتراوح عادة بين 2.6 - 2.8 جم/سم³ للصخور الرسوبية (مثل الكوارتز 2.65 جم/سم³). يتم الحصول عليها من قياسات معملية أو جداول قياسية. القيمة الدقيقة مهمة لأنها تؤثر بشكل كبير على الكثافة الكلية.
أدخل المسامية (φ): هي نسبة الفراغات في الصخر من الحجم الكلي، معبراً عنها كرقم عشري (مثلاً 0.20 للمسامية 20%). تتراوح مسامية الصخور من أقل من 1% (صخور نارية كثيفة) إلى أكثر من 30% (صخور رملية غير متماسكة). يتم قياسها معملياً أو من سجلات الآبار.
أدخل كثافة المائع (ρ_fluid): كثافة السائل أو الغاز الموجود في المسام. للمياه المالحة ~1.05 جم/سم³، للنفط الخام ~0.85 جم/سم³، للغاز ~0.2 جم/سم³ (تحت الضغط). القيمة تعتمد على نوع المائع ودرجة الحرارة والضغط.
تحسب الكثافة الكلية للصخر (ρ_bulk) باستخدام المعادلة: ρ_bulk = ρ_grain × (1 - φ) + ρ_fluid × φ. هذه المعادلة تفترض أن المسام مملوءة تماماً بالمائع. الكثافة الكلية تمثل متوسط كثافة الصخر المشبع، وتستخدم في تفسير الجاذبية الأرضية وحسابات الاحتياطيات النفطية.
قم بمراجعة القيم المدخلة وتأكد من وحداتها (جم/سم³ أو كجم/م³). النتائج مفيدة في الجيوفيزياء والهندسة النفطية لتقدير الكتلة والحجم، وتقييم خواص المكمن.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على كثافة الصخر بخطوات الحل كاملة.
الحل
نطبق المعادلة: ρ_bulk = 2.65 × (1 - 0.25) + 1.05 × 0.25 = 2.65 × 0.75 + 1.05 × 0.25 = 1.9875 + 0.2625 = 2.25 جم/سم³. هذه القيمة تمثل كثافة الصخر المشبع بالماء. لاحظ أن الكثافة أقل من كثافة الحبوب بسبب وجود الماء الأقل كثافة في المسام. يستخدم هذا الرقم في حسابات الجاذبية الأرضية لتقدير عمق الطبقات الصخرية.
الحل
للنفط: ρ_bulk = 2.71 × 0.85 + 0.85 × 0.15 = 2.3035 + 0.1275 = 2.431 جم/سم³. للماء: ρ_bulk = 2.71 × 0.85 + 1.00 × 0.15 = 2.3035 + 0.15 = 2.4535 جم/سم³. الفرق صغير (0.0225 جم/سم³) لكنه مهم في تفسير بيانات الجاذبية التفاضلية. في المكامن النفطية، يستخدم هذا الفرق لتحديد نوع المائع من قياسات الكثافة الظاهرية.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة كثافة الصخر.
قيم مُدخَلة قياسية
- كثافة الحبيبات (g/cm³)
- 50
- المسامية (%)
- 50
- كثافة السائل (g/cm³)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- كثافة الحبيبات (g/cm³)
- 85
- المسامية (%)
- 85
- كثافة السائل (g/cm³)
- 85
قيم مُدخَلة منخفضة
- كثافة الحبيبات (g/cm³)
- 10
- المسامية (%)
- 10
- كثافة السائل (g/cm³)
- 10
قيم مُدخَلة قياسية
- كثافة الحبيبات (g/cm³)
- 30
- المسامية (%)
- 30
- كثافة السائل (g/cm³)
- 30
قيم مُدخَلة مرتفعة
- كثافة الحبيبات (g/cm³)
- 80
- المسامية (%)
- 80
- كثافة السائل (g/cm³)
- 80