بررسی آمیختگی نفت ها در مخزن آسماری میدان قلعه نار

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

2 دانشیار پژوهشگاه صنعت نفت

3 استاد گروه زمین شناسی دانشگاه تهران

چکیده

میدان قلعه نار در 30 کیلومتری شمال شهرستان اندیمشک و در حاشیه ی شمالی بین میدان های کبود و لبه سفید قرار گرفته ویکی از میادین واقع در فروافتادگی دزفول است. درقسمت غرب و جنوب غرب فروافتادگی دزفول سه سیستم نفتی شناخته شده است.گروه اول نفتهای ترشیری که از سازند پابده سرچشمه می گیرند و در میدان لبه سفید پراکنده اند. گروه دوم نفتهای ژوراسیک که سنگ منشأ مولد آنها سازند سرگلو است و درمیادین دالپری، چشمه خوش، پایدار شرق و پایدار غرب انتشار یافته اند. گروه سوم نفت های موجود در مخزن آسماری میدان قلعه نار هستند. با بررسی های انجام گرفته روی مقادیر ایزوتوپ کربن و شاخص های بیومارکری مشخص شده است که این نمونه نفت از لحاظ ویژگی های ژئوشیمیایی و فیزیکی قابل انطباق با نفت های تولید شده توسط سنگ های منشأ به طور جداگانه نیست و ویژگی های نفت مخزن این میدان حالتی حد واسط با ویژگی های نفت تولیدی سنگ مادرهای فعال منطقه را دارا می باشد. این پدیده اشاره ای مستقیم به مخلوط شدگی نفت در این میدان دارد؛ لذا تصمیم به بررسی سیستم نفتی حاکم بر این میدان گرفته شد. درنمونه های نفتی جمع آوری شده از مخزن آسماری این میدان حضور خانواده ای جدید با عنوان نفت مخلوط شده قطعی شد که این نفت مخلوطی از نفتهای ژوراسیک و ترشیری می باشد. نفت این میدان بر مبنای پارامتر هایی چون مقادیر ایزوتوپ کربن و غلظت های مطلق برخی از بیومارکرهای شاخص - استران ها و هوپان ها -  به صورت عمده از سنگ منشأ پابده تأمین می گردد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of oil mixing in the Asmari reservoir in the Qalenar oilfield

نویسندگان [English]

  • Saeideh Rastegari 1
  • Mohammadreza Kamali 2
  • Hossein RahimPoor 3
1 Student Azad University, Ulom-Tahghighat Unit
2 Associate Professor of Geochemistry, R.I.P.I
3 Professor of Geology, University of Tehran
چکیده [English]

There are three oil families in west and southwest of Dezful embayment. Tertiary oils which are derived from Pabdeh Formation. This petroleum system distributes in the north edge of the area is distinctly identified in the Labe Sefid oil field. Whereas, the presence of Jurassic petroleum system is evident in the southwestern part of the area. This group is derived from Sargelu and distributed in Dalpari, Cheshmekhush, West Paydar and East Paydar oil fields in southwest of the Dezful embayment. The third oil family is identified in Qalenar oil field. The crude oil in the Qalenar oil field is of a special type in a sense this oil shows little correlation with any of two known source rocks. Based on their distribution in overlain reservoirs and it is concluded that these crude oils are mixtures of hydrocarbons sourced from Tertiary and Jurassic source rocks. Therefore, the crude oils in Qalenar oil field are produced mainly from Pabdeh source rock. But, thermal history profiles indicate that the organic-rich Pabdeh Formation encountered in most of the wells in the southwest of Dezful embayment is immature and has not yet yielded commercial quantities of hydrocarbons.
                                   

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dezful embayment
  • Qalenar oil field
  • Oil mixing
  • Petroleum system

پیچیدگی های زمین شناسی در منطقه ای فرو افتاده ای دزفول از دیر باز مورد توجه قرار داشته و تحقیقات فراوانی در جهت رفع مسائل آن صورت گرفته است (Stonely 1990 ،Burwood and Bordenave 1990). مطالعات در این بخش بیشتر معطوف به مطالعات چینه شناسی ورسوب شناسی به منظور درک علل تغییرات خواص مخزنی در میادین خاص و معین کردن روش افزایش تخلخل و تراوایی بوده است. در سال های اخیر مطالعات ژئو شیمیایی در منطقه گسترش بیشتری یافته است.منطقه ی فروافتاده ای دزفول ازپرپتانسیل ترین مناطق نفت خیز دنیاست و سنگ های منشأء با سن های متفاوت زمین شناسی در زایش نفت این منطقه نقش دارند (شکل 1).
بر اساس عدم تطابق مقادیر ایزوتوپ کربن، تفاوت در میزان پختگی و بلوغ و نیز نا برابری غلظت تعدادی از استران ها و هوپان ها دربیتومن استخراج شده از سنگ های منشا و نمونه های نفت مخازن می توان به وجود پدیده ی اختلاط نفت در برخی از میادین منطقه فروافتاده دزفول پی برد. به این معنی که با قطعیت نمی توان گفت که هر مخزن تنها با نفت زاییده یک سنگ منشأء به طور خالص پر شده است مگر اینکه دلایل محکم و مستند برای تعیین ترکیب نفت مخازن داشت. با نگاهی دقیق تر به پارامترهایی نظیر ایزوتوپ پایدار کربن و یا الگوهای بیومارکری و استفاده از اصل ساده ی تطابق سنگ منشأء با نفت مشخص می شود که علاوه بر ویژگی های فیزیکی، ویژگی های ژئوشیمیایی نفت مخازن برخی از میادین هم خوانی صد در صد با نفت زایش یافته از هر یک از سنگ ها منشأء به صورت جداگانه ندارد و می توان این احتمال را داد که این مخازن حاوی مقادیری متفاوت از نفت سنگ های منشأ متنوع است.یکی از میادین که به صورت موردی با این موضوع بررسی شده است میدان قلعه نار واقع در بخش غرب منطقه ی فروافتادگی دزفول است که در مجاورت میادینی همچون لبه سفید، دال پری، چشمه خوش، پایدار غرب و پایدار شرق قرار گرفته است.

هدف و روش تحقیق
در مقاله ی حاضر، هدف، بررسی پدیده ی مخلوط شدگی نفت درمیدان نفتی قلعه نار واقع دربخش غربی منطقه ی دزفول فرو افتاده می باشد. در این پژوهش سعی بر آن شده است تا پس از بررسی خانواده ی نفتی به صورت دقیق تر ولی این بار با نگاهی تازه تر به مطالعه ی دقیق سنگ های منشأ فعال در زایش نفت در این میدان پرداخته شود.
داده های لازم برای این بررسی ها شامل داده های ایزوتوپ کربن و غلظت های بیومارکری است . با استفاده از نمودارهای GCMS غلظت های بیومارکرهای شاخص ارزیابی شده سپس با به کار گیری اصل تطابق نفت با سنگ منشأ نتایج مورد نظر از یافته ها در این مقاله استنباط خواهد شد.
همه ی اطلاعات وداده های کاربردی در این مطالعات تنها با در نظر گرفتن گرادیان ژئوتر مال منطقه ارزش خواهد یافت که مدلسازی یک یا تعدادی چاه در هر یک از میادین می تواند به دقت تغییرات زمین گرمایی میادین را منعکس کند.

 

شکل 1 : سنگ های منشأ، مخزن وسنگ های پوش جنوب غرب ایران

بحث

میدان قلعه نار واقع در منطقه فروافتاده دزفول در 30 کیلومتری شمال شهرستان اندیمشک و در حاشیه ی شمالی بین میدان های کبود و لبه سفید واقع شده است که در سال 1353 وجود ذخایر هیدروکربوری در مخازن آسماری ، وینگستان این میدان این میدان با حفرچاه شماره ی 1 به اثبات رسید و بهره برداری از آن از نیمه دوم سال 1372 آغاز شده است .
Bordenave & Burwood (1990) معتقدند که نفت های میدان قلعه نار همانند میدان لبه سفید به طور خالص زاییده ی سنگ منشاء پابده هستند و نفت میدان قلعه نار را در زمره ی نفت شمال دزفول به شمار می آورند. این در حالیست که بررسی های تخصصی تر روی بیومارکرها نتیجه ای متفاوت از این گفته را نشان می دهند. شاید تنها با استناد به قرابت مقادیر ایزوتوپ کربن 13 در نفت های گردآوری شده از میدان قلعه نار و سازند پابده بتوان قبول کرد که مخزن آسماری در این میدان حاوی نفت خالصی است که تولید آن تنها به عهده ی سنگ منشاء پابده است ولی این دلیل کافی نیست و باید به دنبال بررسی های دقیق تری بود.
نقش عمده ی سازندپابده در زایش نفت مخزن آسماری در میدان قعله نار انکارناپذیر است . حضور پیک اولنین در نمودار GCMS نمونه های نفتی این میدان به روشنی مبین این مطلب است (شکل 2).

شکل 2 : نمودار GCMS نمونه ی نفت میدان قلعه نار( هوپان ها )


- نسبت هوپان های C29/C30 مقدار 0.98 را نشان می دهد . این مقدار تا حدودی حالت حدواسط بین لیتولوژی های کلاستیک و کربناته – و البته بیشتر کلاستیک- را تأیید می کند (Okui and Yokoyama 2002).
-نسبت پریستان به فیتان Pr/Phدر نفت های این میدان مقدار 0. 72 است که مؤید شرایط احیایی در زمان نهشته شدن سنگ منشاء است.
با توجه به این پارامترها تاکنون فقط می توان احتمال داد که منشایی جز پابده - که نقش اصلی زایش نفت در این میدان را به عهده دارد- در تولید نفت مخازن میدان قلعه نار نقش دارد که با استناد به نسبت های بیومارکری می توان گفت این سنگ منشاء دارای سن، ژوراسیک و شاید قدیمی تر باشد به این دلیل که لیتولوژی کربناته و محیط احیاء از ویژگی های سیستم نفتی ژوراسیک است. بنابراین می توان احتمال رخ دادن پدیده ی مخلوط شدگی نفت در مخزن آسماری قلعه نار را مطرح کرد . با مطالعات موردی روی مقادیر ایزوتوپ کربن و غلظت های مطلق تعدادی از بیومارکرهای شاخص نفت های جمع آوری شده از مخزن آسماری میدان قلعه نار و مقایسه ی این پارامترها ها با پارامترهای مشابه ازبیتومن استخراج شده از سنگ منشاء سیستم نفتی ترشیری در میدان نفتی لبه سفید (پابده) و بیتومن استخراج شده از سنگ منشا سیستم نفتی ژوراسیک در میدان پایدار غرب (سرگلو) می توان به این احتمال قوت بخشید. ویژگی های فیزیکی مثل API ، مقادیر سولفورو... نفت میدان قلعه نار کاملا حالتی حدواسط با همین ویژگی ها در نفت های میدان لبه سفید ( با سنگ منشا فعال پابده ) و میدان پایدار غرب ( با سنگ منشا فعال سرگلو ) نشان می دهد. این ویژگی ها با تمامی مقادیر در جدول1 ثبت شده است و با مقایسه اعداد می توان حالت حد واسط این خصوصیات را مشاهده کرد. بنابراین می توان قاطعانه بیان کرد که مخازن قرار گرفته در محدوده ی میدان قلعه نارحاوی مخلوطی از نفت های ترشیاری و نفت های ژوراسیک است و حلقه ای حد واسط بین خانواده های نفتی ترشیری با سنگ منشا پابده وخانواده ی نفتی ژوراسیک با سنگ منشا موثر سرگلو را تشکیل می دهد. مقایسه ی غلظت بیومارکرهای نمونه های نفت از میادین بدون پدیده ی اختلاط نفت (میادین دال پری، پایدار غرب و پایدار شرق با سیستم نفت ژوراسیک و میدان لبه سفید با سیستم نفت ترشیری ) و میدان نفتی قلعه نار به روشنی مبین این مطلب است.
با رسم داده های حاصل از غلظت مطلق بیومارکرها - استران ها و هوپان ها - روی نمودارهای ستاره ای به وضوح جدایش سه خانواده ی نفتی در منطقه مشاهده می شود. در این میان می توان نمونه های نفت مخلوط را شناسایی کرد که از نظر میزان غلظت استران ها و هوپان ها حالتی حدواسط با نفت های میادین لبه سفید و پایدار غرب نشان داده و البته تشابه بیشتری به نفتهای میدان لبه سفید با سیستم نفتی ترشیری و سنگ منشا فعال پابده دارد که این مشاهدات حضور پر رنگ تر سنگ منشا پابده در زایش نفت میدان قلعه نار را تایید می کند (شکل 3).

جدول 1 :مقایسه ی ویژگی های نمونه های نفت مخلوط و نفت های خالص
Labe sefid Qalenar West paydar Physical & Geochemical Properties
34.36 28.22 21.75 APIGravity(degree)
0.9 0.88 0.92 Specific Gravity(g/ml)
0.68 1.65 3.48 Sulphur contentes(%)
7.2 6.95 4.19 Wax contents(%)
64.8 49.86 43.47 Saturates
26 37 40.47 Aromatics
7.32 8.13 11.039 Resin
1.8 4.12 4.39 Asphalthene
0.81 0.53 0.23 Ni/V
0.96 0.72 0.56 Pr/Ph
1.21 0.96 0.95 CPI
0.5 0.53 0.61 20s/20s+20r
1.25 1.2 0.93 Iso/Iso+Normal
0.69 0.41 0.17 Ts/Ts+Tm
-24.5 -25.42 -27.66 Carbon Isotope Ratio

 

 

 

 

 


شکل 3 : نمودار ستاره ای مقایسه غلظت های مطلق استران ها و هوپان ها



در شکل 3 غلظت استران ها و هوپان ها ی نمونه های نفت خالص در میادین پایدار غرب و پایدار شرق (با سنگ منشا سر گلو) و نمونه نفت مخلوط در میدان قلعه نار در مقایسه با غلظت همان بیومارکرها در بیتومن استخراج شده از سنگ های منشا پابده و سرگلو آورده شده است . در این نمودارها به وضوح می توان شاهد عدم تطابق نمودار هم در استران ها و هم در هوپان ها در نمونه نفت میدان قلعه نار با سایر نمونه ها بود .تشابه بیشتر این مقادیر در نفت مخلوط با بیتومن استخراج شده از سنگ منشا پابده نشان دهنده ی مشارکت بیشتر این سنگ منشا در زایش نفت میدان قلعه نار نسبت به سنگ منشا سرگلو است که قبلا نیز به آن اشاره شده بود.
در اشکال 4، 5، 6، 7، 8، می توان به روشنی حضور نفت مخلوط را در میان سایر گروه های نفتی بحث شده شاهد بود. در هر شکل با پلات کردن مقادیر رایج برای شناسایی خانواده های نفتی بر روی نمودار، با وجود قطعیت حضور تنها دو سنگ منشا در زایش نفت در این منطقه – پابده و سرگلو - جدایش سه خانواده ی نفتی مشاهده می شود که از لحاظ تمامی پارامترهای بررسی شده در این نمودارها با نفتهای زاییده ی پابده و سرگلو متفاوتند، بنابراین وجود این خانواده ی جدید با عنوان نفت مخلوط در مخزن آسماری میدان قلعه نارتایید می گردد.

 

 

شکل4 : خانواده های نفتی بخش غرب و جنوب غرب فروافتادگی دزفول


در شکل های 4 تا7 از غلظت های بیومارکری و نسبت های آنها استفاده شده است که داده های در دسترس از نمونه های نفتی، درهمه ی این نمودارها، دوخانواده ی نفتی مجزا در میدان لبه سفید با سنگ منشا موثر پابده و میدان پایدار غرب با سنگ منشا سرگلو را به صورت جداگانه نشان می دهد. خانواده ی نفتی سوم که در این نمودار مشاهده می شود، خانواده ای جدید است که با استناد به دلایل گفته شده همچون حالت بینابینی ویژگی های فیزیکی و ژئوشیمیایی این نفت با نفتهای زاییده ی پابده و سرگلو و عدم تشابه با نفت منشا یافته ازسایر سنگ های منشا، مخلوطی از نفت های تولیدی سنگ های منشا پابده و سرگلو می باشد. همه ی پارامترهای بیومارکری وایزوتوپی این نمونه نفت مخلوط از آزمایشات و آنالیز داده ها روی نمونه های جمع آوری شده از مخزن آسماری میدان قلعه نار به دست آمده است.

 

شکل 5 : خانواده های نفتی بخش غرب و جنوب غرب فروافتادگی دزفول


در شکل 5 با استفاده از اندیس النین - که یک بیومارکر سن است – و مقادیر آن در مقابل نسبت هوپان های C29 و C30 ،جدایش نمونه های نفتی از لحاظ سنی مشاهده می شود. به دلیل استفاده از یک مارکر سن از واه های زمانی برای نامگذاری سیستم های نفتی استفاده شده است ،که قدیمی ترین نفت باسیستم نفتی ژوراسیک در میادین پایدار غرب و پایددار شرق و جدیدترین نمونه ی نفت با سیستم نفتی ترشیری در میدان لبه سفید یافت شد.نفت مخلوط گرد آوری شده از مخزن آسماری میدان لبه سفید، به لحاظ دارا بودن مقادیر النین حالتی حدواسط را نشان می دهد.

 

شکل 6 : خانواده های نفتی بخش غرب و جنوب غرب فروافتادگی دزفول

 

شکل7 : خانواده های نفتی بخش غرب و جنوب غرب فروافتادگی دزفول


داده های مربوط به مقادیر ایزوتوپ پایدار کربن در نمونه های نفت گرد آوری شده از میادین واقع در محدوده ی مطالعاتی نیز وجود مقادیری نفت مخلوط در میدان قلعه نار را تأیید می کند (شکل 8 ، جدول 2).
لذاوجود خانواده ی نفتی جدید در این میدان کاملا روشن است که با دلایل گفته شده در بالا می توان حضور آن را در میدان نفتی قلعه نار اثبات کرد.
شاید سوالی در انتها وجود داشته باشد و آن هم اینست که با توجه به نابالغ بودن سنگ منشا پابده در بخش هایی از ناحیه فروافتاده ی دزفول، آیا سنگ منشا پابده در میدان قلعه نار بالغ و به حد تولید نفت رسیده و یا نفت پابده در میادین اطراف و در اثر یک مهاجرت جانبی به مخزن آسماری در این میدان وارد شده است؟

جدول 2 : مقادیر ایزوتوپ کربن نمونه های نفتی و بیتومن های استخراج شده از سنگ های منشا

Carbon Isotopes Number Oil samples
-24.66 1 Labe sefid
-25.42 2 Qale nar
-27.5 3 Dalpari
-27.55 4 Cheshme khosh
-27.66 5 West paydar
-27.48 6 East paydar
-24.5 7 Pabdeh
-28 8 Sargelu

 

 

 

 

شکل 8 : مقایسه ی نمونه های نفت از نظر مقادیر ایزوتوپ کربن


این مطلب زمانی روشن تر می شود که نگاهی دقیق به چاه مدل سازی شده گلمحک واقع در میدان قلعه نار با استفاده از نرم افزار Pars Basin Modeler (PBM)، داشته باشیم (شکل9 و 10).
در این نمودار – شکل8 - ومنحنی تاریخچه تدفین چاه گلمحک در میدان قالع نار- شکل 9 - مشاهده می شود که سازند پابده بالغ و دراوایل پنجره ی نفتی قرار دارد و در میدان قلعه نار به اندازه ی تولید نفت بالغ گشته و وجود نفت این سنگ منشا نتیجه ی زایش این سنگ منشا در خود میدان قلعه نار است واحتمال مهاجرت جانبی این نفت از میادین مجاور از بین می رود.

 

شکل 9 : چاه مدل شده ی گلمحک

 

 

شکل10 :منحنی تاریخچه تدفین چاه گلمحک
نتیجه گیری

بررسی نسبت های بیومارکری بیانگر وجود لیتولوژی کلاستیک- کربناته با شرایط احیاء در زمان رسوبگذاری سنگ منشاء موثر در تولید نفت این میدان است. که قدری باسیستم نفتی میادین مجاور همچون میدان لبه سفید و دال پری تفاوت دارد و حالتی حد واسط باسیستم نفتی ترشیاری و ژوراسیک را نشان می دهد. حالت بینابینی ویژگی های فیزیکی و ژئوشیمیایی نفت میدان قلعه نار با نفت میادین لبه سفید (با سنگ مادر پابده) و دال پری (با سنگ مادر سر گلو) مؤید این مطلب بوده و رخداد پدیده ی مخلوط شدگی نفت در مخزن آسماری این میدان را تأیید می کند و به عنوان یک خانواده ی نفتی جدید که حاوی آمیخته ای از نفت های منشأ گرفته از سنگ های مادر سرگلو و پابده است در منطقه ی فرو افتاده ای دزفول معرفی می گردد.

 

 

 

-Burwood, R. and M.L. Bordenove, 1990, source rock Distribution and maturation in the Zagros organic belt : province of Asmari and Bangestan reservoir oil accumulation: Bull. A. A. P. G. p. 369- 386.

-Stoneley, R. , 1990,  A review of petrolum source rocks in parts of Middel East.

-Yokoyama & Okui . 2002, Report on geochemical  analysis for oils in the Dezful embayment area , S W Iran. Japan National Oil Corporation, p. 8- 17