دانلود مقاله جدید در مورد مخازن کربناتی نفتی و گازی ایران

دانلود مقاله: مروری بر مخازن کربناتی نفتی و گازی جنوب غرب ایران

Carbonate reservoir rocks at giant oil and gas fields in SW Iran and the adjacent offshore: a review of stratigraphic occurrence and poro-perm characteristics

دانلود مقاله

فایل ارائه: تقسیم بندی سنگهای کربناته

ایده هایی برای پایان نامه های ارشد و دکتری (رسوبشناسی)

براساس مطالعاتی که در پایان نامه دکتری خود داشتم ایده ­های برای مطالعات بعدی پیشنهاد کردم که می­تواند در قالب طرح­های پژوهشی و صنعتی مورد تحقیق قرار گیرد.

1) تفاوت مهمی بین داده­ های ژئوشیمیایی مخازن دالان فوقانی و کنگان در میدان پارس جنوبی (ایزوتوپ­های کربن، اکسیژن و استرانسیوم) و مقادیر ایزوتوپی کلسیت و دولومیت دریایی نهشته شده از آب دریای پرمین و تریاس دیده می­شود. در حالیکه این روندها دیاژنز متفاوت این مخازن را نشان می­دهد شواهد پتروگرافیکی متمایز کننده خاصی رویت نمی­شود. آیا تغییر کانی­ شناسی (اولیه) در مرز پرمو-تریاس عامل این روند دیاژنزی متفاوت می­باشد؟

2) وجود شکستگی­های پر­شده با سیمان دولومیتی سدل در سنگ مخزن میدان پارس جنوبی با ماهیت ژئوشیمیایی متفاوت حاکی از وجود و اثر سیالات هیدروترمال می­باشد. دیاژنز ترموباریک یا هیدروترمال در مورد مخازن چه اهمیتی از دیدگاه مخزنی می­تواند داشته باشد؟ مطالعات در بخش قطری وجود دولومیت­های هیدروترمال را ثابت کرده است. 

3) شواهدی از تغییرات اقلیمی در مرز پرمین پسین و تریاس زیرین وجود دارد (کاهش حجم انیدریت، افزایش ورود رس و تغییرات ژئوشیمیایی در کنگان). آیا این تغییرات می­تواند در ارتباط با دیاژنز و کیفیت مخزنی این مخازن باشد؟

4) اطلاعات پتروگرافی و پتروفیزیکی حاکی از اهمیت مخزنی میکروبیالیت­ها در مخازن سورمه فوقانی (عرب) می­باشد. با وجود توجه محققین به مخازن میکروبیالیتی در سال­های اخیر، پتانسیل مخزنی این رخساره­ها نیاز به بررسی دارد. 

5) مطالعات پتروگرافی در دولومیت­های سازند سورمه فوقانی (عرب) در میادین رشادت و بلال وجود فازهای انحلالی در ارتباط با ورود نفت (انکلویون­های نفتی) به این مخازن می­باشد. آیا انحلال مزویاژنز در این مخازن دارای اهمیت می­باشد؟

6) مطالعات در مخازن خامی فوقانی (بویژه فهلیان و داریان) نشان می­دهد رخساره­های جلبکی (لیتوکودیومی) تشکیل­دهنده زون­های مهم مخزنی می­باشد. با توجه به شکوفایی جهانی پشته­های جلبکی در کرتاسه زیرین، این سوال مطرح می­شود که آیا این رخساره­ها در ابعاد ناحیه­ای پتانسیل مخزنی دارد؟

7) شواهد پتروگرافی و پتروفیزیکی در کنار مطالعات پیشین حاکی از اهمیت تخلخل میکروسکوپی در مخازن گدوان و داریان می­باشد. با مطرح شدن مخازن با مقاومت پایین در سالهای اخیر اهمیت این نوع حفرات و مخازن نیازمند بررسی و مطالعه است.

8) دیاژنز و پتانسیل مخزنی مخازن فهلیان و داریان بویژه در ارتباط با بلندی­های دیرینه نیاز به مطالعات بیشتری دارد زیرا امید به اکتشاف نفت در این مخازن بسیار بالا می­باشد.

 9) در مورد سازندهای مهم مخزنی از جمله سازندهای کنگان، سورمه، فهلیان، گدوان و داریان نیاز به تهیه نقشه­های هم­ضخامت و رخساره­ای در ابعاد زاگرس و خلیج فارس می­باشد.

10) سطح ناپیوستگی مهمی در رأس سازند داریان (آپتین پسین) گسترش دارد که اثر مهمی بر تشکیل تخلخل و گسترش مخازن داراین (شعیبا) دارد. باوجود این شواهد اندک رخنمونی، پتروگرافی و ژئوشیمیایی از این سطح وجود دارد که نیاز به بررسی دقیق در رخنمون­ها و مخازن است.

11) گسترش ناپیوستگی و کارستی­شدن در سازند سروک اثر مهمی بر تشکیل مخازن داشته است لذا توسعه مخازن چینه­ای در ارتباط با این ناپیوستگی­های بسیار محتمل است و لذا نیاز به بررسی دقیق دارد.

12) با وجود گسترش آثار کارستی­شدن در رأس سازند سروک در برخی مخازن، اثر ژئوشیمیایی داده­های ایزوتوپی کربن و اکسیژن حاکی از گسترش دیاژنز جوی در آن مشهود نیست. به نظر می­رسد این رخدادگسترش ناحیه­ای داشته و نیاز به مطالعه و بررسی­های بیشتر دارد.

13) مطالعات در این پایان نامه نشان می­دهد که مخازن فهلیان و سروک بویژه رخساره­های رودیستی تخلخل نسبتاً بالایی در خود حفظ کرده­اند. آیا کاهش تخلخل نسبت به عمق در این مخازن متفاوت است؟

14) مطالعات رخنمون­های توالی­های کرتاسه حاکی از اثر بسیار مهم دیاژنز هیدروترمال در آنها است ولی اثر این توع دیاژنز در مخازن کرتاسه مطالعه و به اثبات نرسیده است. آیا دیاژنز هیدروترمال ممکن است مخازن مهمی در این توالی­ها را ایجاد کرده باشد؟

15) دیاژنز و تأثیر آن بر کیفیت مخزنی در مورد مخازن آسماری بسیار حایز اهمیت است. این مهم بویژه در مورد رخساره­های گرینستونی و دولومیتی بخش آسماری فوقانی موجب گسترش پتانسیل مخزنی شده است.

اگر چنانچه دوستان در این زمینه ها نیاز به کمک داشتند حتما با بنده در میان بگذارند.

دیاژنز کانی و آلی در سنگهای کربناتی

سنگ های کربناتی به دلیل کانی شناسی ناپایدار و استعداد بالا برای واکنش با سیالات نسبت به دیاژنز بسیار حساس می باشند. کانی شناسی، فشار، دما، شیمی آب سازندی، تخلخل، تراوایی، نرخ سیال، سینتیک انحلال و سیمانی شدن، ترشوندگی، وجود نفت، دسترسی به مکانهای هسته زایی از مهمترین عوامل در دیاژنز کربناته نقش دارند. در حین تدفین بخش اعظمی از آب بین دانه ای و تخلخل رسوبات آهکی خارج می شود و منشأ تغییرات زیاد فیزیکوشیمیایی در سنگ می شود. همچنین انحلال فشاری و تشکیل استیلولیت پدیده دیگری است که در سنگهای کربناتی بسیار رایج است. بسیاری از محققین کوشیده اند که یک زون بندی عمقی برای دیاژنز کربناته ارائه کنند (هانس ماچل، تصویر بالا). بطور کلی همه زمین شناسان کربناتی دیاژنز تدفینی را در سنگهای کربناتی بر مبنای ظهور و گسترش آثار تراکم شیمیایی (استیلولیت) به دو بخش تدفین کم عمق و عمیق تقسیم می کنند. وجود مواد آلی در سنگ های کربناتی اثر بسزایی در دیاژنز و عمق رخداد فرآیندها دارد. بطوریکه امروزه مطالعه دیاژنز کانی با دیاژنز مواد آلی همراه است.  

روش اکتشاف میکروبی هیدروکربور

در اوایل قرن بیستم، اکتشاف نفت بر مبنای تراوشات نفتی صورت می گرفت. ولی اگر نشت سطحی نفت وجود نداشته باشد چگونه می توان به وجود مخازن هیدروکربوری پی برد؟ روش های مختلفی برای این منظور وجود دارد که ترکیبی از متدهای ژئوفیزیک و ژئوشیمی بود. با گسترش و کاربرد سنجش از راه دور در اواسط قرن بیستم، روش های جدید میکروبی برای اکتشاف هیدروکربور حاصل شد. این روش که توسط شرکت نفت فیلیپس توسعه یافته است بیش از 80 درصد دقت در مکان یابی چاههای هیدروکربوری دارد. اساس این روش بر این اصل استوار است که اولاً تجمعات هیدروکربوری همواره تراوش دارند و ثانیاً تراوش آن همواره (میکروسکوپی) بصورت مهاجرت عمودی است. تراوش میکروسکوپی هیدروکربوری با تغییرات سطحی مختلفی همراه است مانند تمرکز غیرعادی هیدروکربن در خاک، رسوبات، آب و جو، آنومالی میکروبیولوژیکی، تغییرات کانی شناسی مانند تشکیل کلسیت، پیریت، اورانیوم، گوگرد و اکسید آهن مغناطیسی و سولفید، سفید شدن لایه های قرمز (redbeds)، تغییرات کانی های رسی، آنومالی های صوتی، آنومالی های تابشی، تغییرات الکتروشیمیایی و تغییرات زیستی مانند آنومالی های ژئوباتنی (geobotanical). روش اکتشافی میکروبی یک نوع روش اکتشاف سطحی بر اساس این فرض است که مولکولهای هیدروکربن های گازی سبک (مانند متان (C1)، اتان (C2)، پروپان (C3) و بوتان (C4))، از تجمع زیرسطحی های نفتی به سمت بالا مهاجرت کرده و در خاک منتشر می شوند. این مولکولهای توسط انواع میکروارگانیسم های موجود در اکوسیستم زیر خاک استفاده شده و اکسید می شوند. بنابراین آنالیز میکروبی و ژئوشیمیایی خاک می تواند آنومالی­های میکروبی را مشخص کند و مناطق حاوی هیدروکربور را نشان دهد.

دیاموندوئید: مرگ نفت و ظهور الماس سیاه

کراکینگ نفت به شکست مولکولهای سنگین هیدروکربور به انواع کوچکتر اطلاق می شود که در حین تدفین سازندهای حاوی مواد آلی موجب تشکیل نفت می شود. این فرآیند همچنین عامل تبدیل نفت به گاز و پیروبیتومن می شود. کراکینگ حرارتی نفت مایع با افزایش عمق و دما تکمیل می شود و به جایی می رسد که به آن مرگ نفت (oil deadline) گفته می شود. به نظر می رسد این شرایط در اعماق 5 کیلومتری و دماهای 150 تا 175 درجه سانتیگراد رخ می دهد. مطالعات نشان می دهد که نفت تا دماهای بیشتر از 200 درجه سلسیوس حالت مایع خود را حفظ می کند. محققین ظهور دیاموندوئید (diamondoids)، ترکیب پایداری از مولکولهای هیدروکربوری، را نشانه ای از مرگ نفت در حوضه های مختلف می دانند. الماس سیاه که از ذرات دیاموندوئید تشکیل شده است، نه تنها جواهر می باشد، بلکه مصرف دارویی (بیماری پارکینسن) و تکنولوژیکی دارد.

 

دیاژنز زون نفت-آب، تحقیقات مرز علمی

آب در همه جای حوضه های رسوبی و مخازن هیدروکربوری حضور دارد. این ترکیب ممکن است بصورت آزاد در حفرات و شکستگی ها، لایه نازکی دور ذرات، ترکیبات گازی و در درون ساختار کانی های هیدراتی وجود داشته باشد. بنابراین می تواند در واکنش های ژئوشیمیایی نامحدودی به کمک باکتری ها و مستقل از آنها شرکت کند. اساساً تمامی فرآیند های سیستم های هیدروکربوری از نوع هیدروژئوشیمیایی است زیرا همواره فاز آب بعنوان واکنش گر و یا محصول واکنش وجود دارد. تولید متان بیوژنیک، تشکیل نفت و فرآیندهای آن، انحلال سنگهای آهکی با سیالات خورنده، مهاجرت نفت، کاهش ترموشیمیایی سولفات و فرآیندهای در ارتباط با تزریق آب همه در حضور آب صورت می گیرند. جواب دادن به اینکه کجا، کی و چه مقدار واکنش آب-سنگ-گاز صورت گرفته و محصول آن در مخزن چه بوده، نیازمند شبیه سازی های عددی دقیق می باشد. امروزه محققین به دنبال اثر متقابل واکنش های آلی و غیرآلی (organic-inorganic interactions) در سیستم های دارای ترکیبات آلی و نفت (حاوی ترکیبات ناپایدار) هستند. این واکنش ها در اعماق مختلف، حوضه های گوناگون و انواع سنگهای آواری و کربناته رخ می دهد. دما، فشار، کانی شناسی، ترکیب آب و گاز (بویژه CO2) موجود از عوامل کنترل کننده این واکنش ها می باشد. این موضوع بویژه در زون های نفت-آب می تواند محسوس باشد زیرا فازهای مختلف آب و ترکبیات آلی در واکنش با سنگ میزبان قرار دارد. بسته به عمق، شرایط فیزیکوشیمیایی و ترکیب کانی شناسی سنگ میزبان ممکن است کانی های خاصی تشکیل یا تبدیلات کانی شناسی ویژه ای رخ دهد. محققین از این طریق سعی در بازسازی سطح آب-نفت دیرینه و تغییرات بعدی آن دارند. دیاژنز سطح تماس نفت سنگ (Contact diagenesis) از موضوعات جدیدی است که موضوع چندین مقاله در سالهای اخیر بوده است.

دیاژنز اولیه کربناته: همیشه یک جزیره آهکی با نخل و زون بندی آب

اگر درباره دیاژنز کربناته در اینترنت و کتابها جستجو کنید امکان ندارد شکل نمادین یک جزیره آهکی با نخل و زون بندی آب (شیرین، مختلط و آب دریا) را ندیده باشید. این شکل نشان می دهد آب و ترکیب آن در دیاژنز رسوبات آهکی بسیار حیاتی است. در اواخر دهه 1970 و اوایل 1980 تحقیق در رسوبات آهکی عهدحاضر منجر به شناسایی انواع محیطهای دیاژنزی و سیمان های کربناتی شد. یکی از مهمترین و اولین مقالات در این زمینه مقاله Carbonate Diagenetic Textures from Nearsurface Diagenetic Environments نوشته Mark W. Longman در سال 1980 بود. شکل نمادین یادشده در بسیاری از منابع از این مقاله برگرفته شده است. به بهانه این پست مقاله را برای دانلود علاقمندان اینجا قرار می دهم.

پلاریزه کردن پیریت روشی برای اکتشاف نفت

در سالهای اخیر، افزایش رقابت در اکتشاف نفت موجب شده شرکت های اکتشافی با محیط های دشوار زمین شناسی (آبهای بسیار عمیق، جایگاههای پیچیده زمین شناسی) همراه با ریسک های بالای فنی مانند دما و فشارهای بالا روبرو شوند. این درحالی است که یک چاه نفتی ممکن است صدها میلیون دلار هزینه و چندین ماه زمان برای حفاری داشته باشد. در اواخر قرن بیستم تلفیق بررسی های زمین شناسی و سایزمیک مهمترین روش اکتشاف نفت بوده است. در دهه گذشته تکنیک های جدیدی برای بهبود روشهای تفسیری سایزمیک و کاهش ریسک اکتشاف توسعه یافته است. یکی از این روشها Controlled Source Electromagnetic surveying (CSEM) نام دارد که توالی های مقاوم در برگرفته با رسوبات هادی را مشخص می کند (مانند نفت موجود در مخزن که با لایه های آب سازندی شور محدود شده است).

این روش اگرچه ممکن است مخازن نفتی را تشخیص دهد ولی روشی نسبتاً گران و زمانبری بوده و نیازمند کارگذاری تجهیزات در رسوبات زیر دریا است. در سال 2012 یک شرکت نروژی با نام گروه ژئوفیزیکی منابع فراساحلی (ORG)، روشی جدید، ساده و کم هزینه ای برای اکتشاف نفت ابداع کرده است. این شرکت با یک شرکت روسی (شرکت تحقیقات ژئوفیزیکی و تولیدی سیبری یا SGRPC)، که از روش الکتریکی بر مبنای پلاریزه کردن القایی (Differentially Normalized Method of Electrical prospecting, DNME) برای اکتشاف معدن استفاده می کرد، به منظور آشکارسازی توده های پیریتی جهت اکتشاف نفت همکاری کرد. در مکانهای تراوش نفتی، معمولاً در اثر واکنشهای دیاژنزی (شیمیایی) سولفور با آهن موجود در سنگ پیریت تشکیل می شود و همچنین این کانی ممکن است تحت عملکرد باکتریهای خورنده نفت بطور غیرمستقیم تشکیل شود. روش DNME قادر به اکتشاف مخازن نفتی عمیق نیست ولی می تواند توده های پیریتی موجود در اعماق چندصد متری آب دریا و زمین را آشکار سازد. توده های پیریتی در بالای مخازن نفتی مانند ابرهایی کومولوسی هستند که در بالای جزایر گرمسیری پدیدار می شوند و یافتن این جزایر را تسهیل می کنند. این روش شبیه اثری است که در باتری اتفاق میفتد. وقتی که جریان به باتری وصل می شود مدت زمانی طول می کشد که آن شارژ شود و بعد از قطع جریان، کاهش ولتاژ را داریم. پیریت هم در مقیاس حفره عملکردی شبیه به باتری حین شارژ شدن و دشارژ شدن دارد. اندازه گیری مقدار ولتاژ بعد از شارژ شدن اثری از پلاریزه کردن القایی است. شرکت SGRPC با این روش تا سال 2002 بیش از 35 هزار کیلومتر داده از سرزمین های روسی برداشت کرده است که موجب موفقیت 90 درصدی در پیش بینی حدود 200 چاه شده است (جزئیات بیشتر).

ماکل های کلسیتی، دماسنج زمینی و ابزار تکتونیکی

پیشرفت های 20 سال اخیر در مورد مطالعه ماکلهای مکانیکی کلسیت نتایج ارزشمندی حاصل کرده است بطوری که از مورفولوژی ماکلها و زوایای بین آنها می توان در دماسنجی و تحلیل های تکتونیکی استفاده نمود. مطالعات سنگ های آهکی و مرمرها در کوههای آلپ و آپالاش نشان می دهد که ضخامت و مورفولوژی ماکلها در ارتباط با افزایش دما می باشد و با افزایش دما (بیش از 200 درجه) بر ضخامت آن افزوده می شود. بنابراین می توان از آنها به عنوان ژئوترمومتر (در دماهای کمتر از 400 درجه سانتیگراد) در بررسی های دیاژنزی و دگرگونی استفاده کرد. همچنین ژئومتری این ماکل ها نشانگر جهت و بزرگی استرس و استرین می باشد و در بررسی کمربندهای تکتونیکی تراستی و فورلندی اهمیت ویژه ای دارد. اطلاعات زوایای بین ماکل ها توسط دستگاه یونیورسال استیج (Universal Stage) برداشت می شود. برای مطالعات بیشتر به دو مقاله لینک داده شده مراجعه کنید.