Top
Background image


منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن

لمحة عامة


عد منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن مرفقًا فريدًا، يمتد على مساحة تزيد عن 3,200 متر مربع، مخصصًا لإجراء أبحاث رفيعة المستوى في مجالات هندسة البترول والطاقة الجوفية والخامات المعدنية وسلامة الآبار وضمان التدفق. وتشكل مختبرات منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن ركيزة أساسية لاستراتيجية كاوست وإمكاناتها البحثية، إذ تعمل أصولها المخبرية -جنبًا إلى جنب مع مختبرات كاوست الأساسية ذات المستوى العالمي- على تمكين أعضاء هيئة التدريس والباحثين وزملاء ما بعد الدكتوراه والطلبة من تخطي حدود البحث في مجال الطاقة الجوفية واستكشاف الموارد المعدنية في المملكة، وهكذا تضع المنصة الأساس للاكتشافات العلمية المستقبلية والتنمية الاقتصادية. ويتألف طاقمها من مدير منصة متمرس وثلاثة مختصين ذوي خبرة عالية في المختبرات. ويضمن هذا الفريق المتمرس سلامة المختبرات ودعم برامج الاختبار وتدريب المستخدمين وصيانة الأجهزة الفريدة والمتقدمة للمنصة، بما يضمن جاهزيتها الكاملة على الدوام. وهذا يضمن بدوره تقديم المنصة نتائج بحثية دقيقة وموثوقة وذات أثر فعّال ويمكن تكرار تحقيقها.

البنية التحتية في المنصة


توفر منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن المزايا التالية:

  • تمكين قياس الخصائص الأساسية للأنوية والسوائل لدعم الكفاءة في استخراج الهيدروكربونات، وكذلك ضمان التخزين الآمن لثاني أكسيد الكربون والهيدروجين
  • التركيز على التطبيقات المتقدمة في قطاع الطاقة من خلال الاختبارات الأساسية للمواد الجيولوجية واكتشاف العمليات (الحرارية والمائية والحيوية والكيميائية والميكانيكية) المقترنة والظواهر الناشئة المرتبطة بها
  • توفير إمكانات تصوير عالية الدقة لعينات الصخور
  • إتاحة توصيف صخور وموائع المكامن مع التركيز على التركيب الكيميائي الكلي للمعادن والأسطح
  • تمكين التوصيف الميكانيكي الكامل للمواد الصخرية ووصف الخصائص المرنة (الساكنة/الديناميكية) للصخور قبل الانهيار وبعده والظواهر المصاحبة للانهيار وغير ذلك باستخدام معدات متطورة لبحوث ميكانيكا الصخور
  • توفير مجموعة من أجهزة إعداد العينات المتطورة التي تضمن أعلى مستويات الجودة والسلامة وأعلى معدلات النجاح الممكنة لأي برنامج اختبار مجدول
Geo-Energy & Mineral Resources Platform

منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن (GEMs)

Geo-Energy & Mineral Resources Platform

منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن (GEMs)

Geo-Energy & Mineral Resources Platform

منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن (GEMs)

Geo-Energy & Mineral Resources Platform

منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن (GEMs)

Geo-Energy & Mineral Resources Platform

منصة موارد الطاقة الجوفية والمعادن (GEMs)

الأجهزة

الأجهزة عالية التأثير الداعمة للأبحاث

1. جهاز اختبار ميكانيكا الصخور، جهاز اختبار التحميل حتى 200 ألف رطل

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

نستخدم نظام اختبار ثلاثي المحاور من MetaRock مُصمَّمًا كحل بحثي لتقييم الخصائص الميكانيكية للصخور. يتكون النظام من هيكل تحميل مبتكر بسعة 200,000 رطل يعتمد على مسمارَي كُرات متوازيين عاليي الدقة، مع وعاء اختبار ثلاثي المحاور يتحمل ضغطًا مرتفعًا (20,000 رطل لكل بوصة مربعة) ودرجة حرارة (160 درجة مئوية). كما يتضمن النظام أجهزة قياس صوتية بالموجات فوق الصوتية وحلقتين لضغط المسام الداخلي تعزز إمكانيات الاختبار والمراقبة. ويتميز ببرنامج مخصص يساعد في إجراء تسلسلات اختبار دقيقة ودورات تحميل/تفريغ آلية بالكامل. يمكن تعريض عينات الصخور (حتى قطر 1.5 بوصة وطول 3 بوصات) لظروف واقعية من الإجهاد والحرارة وضغط المسام، بما يحاكي الأوضاع السائدة على أعماق تصل إلى عدة كيلومترات، مما يتيح مراقبة السلوك الميكانيكي للعينات أثناء عمليات التحميل والتفريغ وتحليل النتائج. ويمثّل النظام أداة بحثية متقدمة لدراسة تشوّه الصخور واستخلاص المعايير الضرورية للتنبؤ الدقيق بسلوك المكامن الجيولوجية، بما يسهم في دعم قرارات الحفر والإنتاج وعمليات الحقن.

2. جهاز اختبار الخدش، S 1000 MK

الشركة المُصنِّعة : Epslog

يتيح جهاز اختبار الخدش الحساب والتسجيل التلقائي لما يلي:

1. نتائج اختبار الخدش (المقاومة ومنحنيات السرعة فوق الصوتية)
2. سرعة الموجات الصوتية الطولية وسرعة الموجات الصوتية المستعرضة
3. صور بانورامية عالية الدقة لعينات الصخور اللبّية
4. خدمة تكامل البيانات
5. التعرّف على الوجوه الرسوبية
6. رسم خرائط تباين الصخور
7. اختيار العينات الأسطوانية
8. تحليل انزياح العينات اللبّية
9. ضمان الربط الموثوق بين نتائج التحليل وسجلات الآبار

3.نظام فيضان العينات اللبّية الأساسي، ECS100

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

مم نظام فيضان العينات اللبّية الأساسي لإجراء اختبارات التدفق أحادي أو ثنائي الطور على عينات بقطر 1.0 أو 1.5 بوصة وطول يصل إلى 3 بوصات، عند درجات حرارة تصل إلى 80 درجة مئوية، وضغوط محيطة تصل إلى 10,000 رطل لكل بوصة مربعة، وضغط مسام يصل إلى 2,000 رطل لكل بوصة مربعة.
تشمل الاختبارات التي يمكن إجراؤها:

1. النفاذية النسبية للطورين (الحالة المستقرة وغير المستقرة) عند درجات حرارة مرتفعة بدقة عالية
2. قياس مدى تشبع الصخور بالسوائل لقياس حجم المسام ونسبة الفراغات في الصخور
3. حجم المسام ونسبة الفراغات، بالإضافة إلى نفاذية الصخور للسوائل والغازات
4. الخصائص الكهربائية للعينات: عامل التكوين (F) ومعامل التماسك (m)
5. معدل التدفق الحجمي (Qv) باستخدام طريقة Co/Cw
6. إزالة التشبع من العينة باستخدام صفيحة مسامية
7. مؤشر المقاومة الكهربائي I/Sw لتحديد معامل n
8. النفاذية النسبية في الحالة غير المستقرة
9. النفاذية النسبية في الحالة المستقرة

4. النظام المتقدّم للغمر اللبّي

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

صُمم النظام المتقدّم للغمر اللبّي لإجراء اختبارات التدفق أحادي أو ثنائي الطور على عينات بقطر 1 أو 1.5 بوصة وطول يصل إلى 6 بوصات، عند درجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية، وضغوط محيطة تصل إلى 10,000 رطل لكل بوصة مربعة، وضغط مسام يصل إلى 2,000 رطل لكل بوصة مربعة.

تشمل الاختبارات التي يمكن إجراؤها:
1. التدفق المتجانس للسوائل بهدف تنظيف العينة
2. قياس مدى تشبع الصخور بالسوائل لقياس حجم المسام ونسبة الفراغات في الصخور
3. حجم المسام ونسبة الفراغات، بالإضافة إلى نفاذية الصخور للسوائل والغازات
4. الخصائص الكهربائية للعينات: عامل التكوين (F) ومعامل التماسك (m)
5. معدل التدفق الحجمي (Qv) باستخدام طريقة Co/Cw
6. إزالة التشبع من العينة باستخدام صفيحة مسامية
7. مؤشر المقاومة الكهربائي I/Sw لتحديد معامل n
8. النفاذية النسبية في الحالة غير المستقرة
9. النفاذية النسبية في الحالة المستقرة

5. نظام تنظيف متعدد الوظائف ذو 10 خلايا، MRC-10

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

صُمم النظام متعدد الوظائف المكوَّن من 10 خلايا لتمكين تنظيف العينات وتشبعها بالسوائل وإجراء اختبارات متنوعة أثناء تعرضها لإجهاد متساوِ الضغط من جميع الاتجاهات (isostatic stress).

تشمل الاختبارات التي يمكن إجراؤها:
1. التدفق المتجانس للسوائل بهدف تنظيف العينة
2. قياس مدى تشبع الصخور بالسوائل لقياس حجم المسام ونسبة الفراغات في الصخور
3. حجم المسام ونسبة الفراغات، بالإضافة إلى نفاذية الصخور للسوائل والغازات
4. الخصائص الكهربائية للعينات: عامل التكوين (F) ومعامل التماسك (m)
5. معدل التدفق الحجمي (Qv) باستخدام طريقة Co/Cw
6. إزالة التشبع من العينة باستخدام صفيحة مسامية
7. مؤشر المقاومة الكهربائي I/Sw لتحديد معامل n (وفقًا لقانون آرتشي "Archie")
8. النفاذية النسبية في الحالة غير المستقرة

6. مقياس المسامية بالهيليوم، PDP-300

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

صُمم مقياس المسامية بالهيليوم من المستوى البحثي لقياس العينات الصعبة مثل الصخور الزيتية ومكامن الرمل منخفضة النفاذية للغاز، حيث تتطلب دقة قصوى. ويستخدم الجهاز طريقة تمدد الهيليوم لتحديد حجم حبيبات المواد المسامية بدقة.

يتيح الجهاز الحساب والتسجيل التلقائي لما يلي:
1. كثافة الحبيبات
2. الحجم الكلي
3. حجم المسام
4. نسبة الفراغات

7. مقياس النفاذية في الحالة المستقرة، SSK-400

الشركة المُصنِّعة : MetaRock

صُمم مقياس النفاذية في الحالة المستقرة SSK-400 لتجاوز التحديات المرتبطة بقياس العينات منخفضة النفاذية وتجنب الأخطاء الشائعة.

يعمل الجهاز على قياس ما يلي:
1. نفاذية الغاز للعينات تحت تأثير الإجهاد
2. إجراء اختبارات متعددة عند متوسط ضغوط مسام مختلفة لقياس النفاذية المصححة بطريقة كلنكنبرغ "Klinkenberg"

8. جهاز One Attension Theta لقياس زاوية التلامس تحت الضغط العالي

الشركة المُصنِّعة : Bioline Scientific

يُعد جهاز One Attension Theta لقياس زاوية التلامس تحت الضغط العالي مقياس تينسيومتر يعمل على قياس الرطوبة وسطح التوتر عند ضغوط ودرجات حرارة عالية في أبحاث تحسين استخلاص النفط.

يتيح الجهاز إجراء تجارب واسعة النطاق تشمل:
1. دراسات السوائل والغازات
2. قياس التوتر السطحي
3. قياس التوتر البيني بين النفط والماء والماء المالح ومحاليل المواد الخافضة للتوتر السطحي وثاني أكسيد الكربون
4. قياس زاوية التلامس
5. حساب الطاقة الحرة السطحية
6. تقييم رطوبة مادة الصخور لتحسين إنتاجية مكامن النفط

9. جهاز الرنين المغناطيسي النووي منخفض التردد 12 ميجاهرتز و2 ميجاهرتز

الشركة المُصنِّعة : Oxford Instruments

تُعد النماذج ذات تردد 2 ميجاهرتز معيارًا صناعيًا للقياسات الروتينية لتوزيعات أوقات الاسترخاء والخصائص البتروفزيائية الأساسية، بينما تُستخدم النماذج ذات تردد 12 ميجاهرتز للقياسات الأكثر حساسية لتوزيعات أوقات الاسترخاء، مما يتيح إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي النووي على عينات اللبّ الصخري.

وتتمكن هذه النماذج من إجراء ما يلي:
1. الدراسات البتروفزيائية المتقدمة باستخدام التدرجات المغناطيسية أحادية وثنائية البُعد، وإجراء التصوير بالرنين المغناطيسي النووي ثلاثي الأبعاد لعينة اللب باستخدام التدرجات المغناطيسية ثلاثية الأبعاد
2. توزيع أحجام المسام
3. قياس المسامية الفعالة
4. قياسات حركة السوائل مثل: مؤشر السوائل الحرة (FFI)، كمية الماء المحتجز غير القابل للإزالة (BVI)، الماء الملتصق بجزيئات الطين (CBW)

10. جهاز CoreTom للتصوير المقطعي المجهري بالأشعة

الشركة المُصنِّعة : Tescan

يُعَد جهاز CoreTom نظام تصوير مقطعي مجهري متعدد الدقة يستخدم للحصول على بيانات ثلاثية الأبعاد للبنية الداخلية للعينة دون إتلافها. وتشمل مواصفاته الرئيسية: مصدر أشعة X مفتوح الاتجاه (بجهد تشغيل من 30 إلى 180 كيلو فولت) بقدرة تشغيل قصوى 300 واط، وكاشفًا مسطحًا كبيرًا من السيليكون غير المتبلور (2856 × 2856 بكسل)، وتسعة محاور قابلة للتحريك لضبط المسافة بين المصدر والعينة والكاشف.

ويتيح تكوين النظام مجموعة واسعة من التطبيقات مثل:
1. مخطط المسح الدائري القياسي
2. المسح الجماعي لمسح عدة عينات متتابعة
3. المسح المجزأ ودمج النتائج للعينات الطويلة خارج مجال الرؤية العادي
4. تحديد حجم منطقة الفحص للمسح عالِ الدقة لمناطق معينة
5. إمكانية تركيب أجهزة داخلية (مثل خلايا التدفق ووحدات الضغط
6. التصوير بالأشعة السينية الديناميكي (البُعد الرابع)

​​​​

الخبرات البحثية

ميكانيكا المسام للصدوع

+

ميكانيكا الصخور والهندسة الجيوميكانيكية (RockGem)

+

الإدارة الذكية للمكامن بنظام الحلقة المغلقة للطاقة الجوفية

+

الاستخراج والمعالجة منخفضة الكربون للمعادن

+

من الجوانب الرئيسية لهذا الموضوع البحثي: التعاون مع صناعة الأسمنت من خلال مبادرة مستقبل الاسمنت (FCI)، ومع شركة "معادن" في مجالات تقليل حجم الخام ومعالجته.

+

تمعدن الكربون واستخراج المعادن من البازلت

+

الاستكشاف المعدني المتقدم

+

الجيولوجيا الإقليمية للصفيحة العربية والبحر الأحمر

+

التجارب المتكاملة والتصوير لتحسين استخلاص النفط (IOR)

+

اتصل بنا



البريد الالكتروني : gemsplatform@kaust.edu.sa

للتواصل الإعلامي : global.pr@kaust.edu.sa