Document Type : Research Paper
Authors
1 Iran
2 University of Tehran, Iran
3 University of Tabriz, Iran
4 Research Institute of Petroleum Industry
Abstract
Keywords
مقدمه
توالی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی در خلیج‌فارس و نواحی اطراف آن به ترتیب سنگ مخزن میادین گازی و نفتی مهمی هستند (Cantrell and Hagerty 2003; Insalaco et al. 2006; Ehrenberg et al. 2007; Esrafili Dizaji and Rahimpour Bonab 2009; Tavakoli et al. 2011; Morad et al. 2012; Daraei et al. 2014 ). نوع و هندسة منافذ در توزیع تخلخل - تراوایی مخزن و قابلیت تولید هیدروکربن نقش مهمی دارد (Bliefnick and Kaldi 1996; Hollis et al. 2010; Rahimpour-Bonab and Aliakbardoust 2014). در مخازن کربناته به‌دلیل تنوع رخساره‌ها و تأثیر فرایندهای دیاژنزی مختلف، سیستم منافذ نسبت به آواری‌ها ناهمگن و پیچیده است (Anselmetti and Eberli 1999; Lucia 2007; Ahr 2008; Hollis et al. 2010). در بیشتر موارد، نوع آب‌وهوا و اقلیم، کانی‌شناسی اولیة اجزا و بافت سنگ، الگوی تغییرات دیاژنزی در مخزن را کنترل می‌کنند (Ehrenberg et al. 2007; Honarmand et al. 2012; Moore and Wade 2013; Mehrabi et al. 2014). کانی‌شناسی اولیة اجزا، پارامتر مهم کنترل‌کننده در توزیع سیستم منافذ یک مخزن کربناته است (Ehrenberg et al. 2007; Tedesco and Major 2012; Honarmand et al. 2012). در طی زمان زمین‌شناسی، باتوجه‌به تغییر شیمی آب دریاها در ارتباط با میزان ایجاد پشته‌های اقیانوسی و جریان هیدروترمال، یک روند چرخه‌ای برای ترکیب کانی‌شناسی اجزای غیراسکلتی ارائه شده است (Sandberg 1983; Demicco et al. 2005; Cantrell 2006) (شکل 1)؛ بنابراین، انتظار می‌رود در زمان‌های مختلف زمین‌شناسی، اجزای غیراسکلتی، بیشتر ترکیب آراگونیتی یا کلسیتی داشته باشند. طی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی، ترکیب آب اقیانوس‌ها به ترتیب برای نهشت اجزای آراگونیتی و کلسیتی مناسب بوده است (Adabi, 2004; Cantrell 2006; Ehrenberg et al. 2007; Esrafili‑Dizaji and Rahimpour‑Bonab 2014). براساس منحنی تغییرات جهانی سطح آب دریا، طی پرمین بالایی - تریاس زیرین در مقایسه با ژوراسیک بالایی، سطح آب دریا پایین‌تر بوده و شرایط سردخانه‌ای حاکم بوده است (Cantrell 2006). آدابی و خدایی (1387) به‌منظور بررسی کانی‌شناسی اولیه و آب‌وهوای دیرینه، از مطالعات آنالیز عنصری و روند الگوی تغییرات کربن و اکسیژن استفاده کردند. نتایج نشان داد سازند کنگان در یک آب‌وهوای حاره‌ای و در محیط کم‌عمق تشکیل شده است و کانی‌شناسی اولیة آن آراگونیت بوده است. در سازندهای دالان - کنگان و عرب، اجزای غیراسکلتی از قبیل اُاُئیدها و پلوئیدها در ایجاد رخساره‌های پرانرژی نقش مهمی داشته‌اند و در پلاتفرم های رمپ کربناته با آب‌وهوای گرم و خشک نهشته شده‌اند (Ziegler 2001; Ehrenberg et al. 2007). نوع سیستم منافذ غالب به‌عنوان نشانگر در شناسایی نوع کانی‌شناسی اولیة اجزا استفاده می‌شود. توسعة چشمگیر تخلخل‌های قالبی در توالی پرمو - تریاس در ارتباط با کانی‌شناسی آراگونیتی اجزا و توسعة دریاهای آراگونیتی تفسیر می‌شود (Esrafili Dizaji and Rahimpour Bonab 2014). در مقابل، در طی دریاهای کلسیتی (به‌ویژه در ژوراسیک) منافذ، بیشتر به‌صورت بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری هستند (Heydari 2003; Cantrell 2006). با وجود شباهت در هندسة پلاتفرم کربناته، شرایط آب‌وهوایی در طی زمان نهشت، نوع رخساره‌های غالب، الگوی دیاژنزی و نوع منافذ غالب تفاوت‌هایی دارد. این تفاوت در نوع و هندسة منافذ، در ارتباط با کانی‌شناسی اولیة اجزا، بافت رسوبی و تأثیر فرایندهای دیاژنزی ایجاد شده است. باتوجه‌به اهمیت مخزنی توالیهای کربناته - تبخیری دالان - کنگان و عرب در تولید هیدروکربن در بخش ایرانی خلیج‌فارس، مقایسة آنها ازنظر ویژگی‌های زمین‌شناسی و پتروفیزیکی به شناخت و مدیریت کارآمدتر مخزن منجر می‌شود. در این ارتباط، جلیلیان (1393)، پتانسیل مخزنی بخش بالایی سازند سورمه (معادل با سازند عرب) و سازند دالان در دو میدان گازی تابناک و پارس جنوبی را مقایسه کرد. نتایج نشان داد ازنظر مخزنی، سازند عرب باتوجه‌به عمق تدفین کمتر، سیمانی‌شدن ناقص و تأثیر کمتر فرایندهای دیاژنزی مخرب در مقایسه با سازند دالان، تخلخل - تراوایی بالاتری دارد؛ باوجوداین، به‌دلیل سنگ منشأ کارآمد سازند سرچاهان در مقایسه با سازند سورمه، ازنظر تولید هیدروکربن، سازند دالان اهمیت مخزنی بالاتری دارد. هدف از این مطالعه، بررسی و مقایسة سیستم منافذ در توالی پرمو - تریاس (سازندهای دالان - کنگان) و ژوراسیک بالایی (سازند عرب) در ارتباط با کانی‌شناسی اولیة اجزا، تأثیر فرایندهای دیاژنزی و ویژگی‌های پتروفیزیکی آنها در دو میدان گازی و نفتی خلیج‌فارس است. برای رسیدن به این هدف، بررسی نوع رخساره‌های اولیه و تأثیر فرایندهای دیاژنزی مختلف بر ویژگی‌های منافذ ضروری است. باتوجه‌به اهمیت این توالیهای کربناته - تبخیری در تولید نفت و گاز خاورمیانه، نتایج حاصل از این پژوهش به درک بهتر ویژگی‌های مخزنی و مدیریت و توسعة میادین منجر می‌شود.
شکل 1- تغییرات ترکیب کانی‌شناسی اجزای غیراسکلتی در طی زمان زمین‌شناسی (با برخی تغییرات از Sandberg 1983; Cantrell 2006). کانی‌شناسی غالب اجزا در طی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی به ترتیب آراگونیت و کلسیت بوده است.
زمین‌شناسی منطقه و چینهشناسی
خاورمیانه حدود 65% نفت و 35% گاز باقیماندة دنیا را در خود جای داده است (Sharland et al., 2001). خلیج‌فارس، بخش شمال شرقی صفحه عربی است که ازنظر ساختاری، بخش پیش بوم[1] کمربند زاگرس چین‌خورده – گسل‌خورده در نظر گرفته می‌شود (Perotti et al. 2011, 2016). این حوضة گوه‌ای شکل، با توالی ضخیم رسوبات از پروتروزوئیک پسین تا هولوسن مشخص می‌شود (Edgell 1996; Alsharhan and Nairn 1997; Sharland et al. 2001; Ziegler 2001). بلندای قطر - فارس، ساختار مهم تکتونیکی با روند شمال شرق - جنوب غرب است که خلیج‌فارس را به دو بخش شمال غرب و جنوب شرق تقسیم می‌کند (Perotti et al. 2011). دو میدان گازی و نفتی مطالعه‌شده در این پژوهش به ترتیب در بخش جنوب شرقی خلیج‌فارس و بلندای قطر - فارس واقع هستند (شکل 2-a). سازندهای دالان - کنگان و عرب در خلیج‌فارس و نواحی اطراف به‌عنوان توالیهای کلاسیک کربناته - تبخیری، سنگ مخزن میادین گازی و نفتی مهمی را تشکیل می‌دهند. از لحاظ ضخامت و بازة زمانی، توالی پرمو - تریاس سه تا پنج برابر ضخامت و چهار تا هفت برابر بازة زمانی سازند عرب را شامل می‌شود (Ehrenberg et al. 2007). سازندهای دالان و کنگان با سن پرمین بالایی - تریاس زیرین با سازند خوف در صفحه عربی معادل هستند که به‌عنوان سکانس پیشرونده - پسروندة درجه دوم و در چارچوب بخش بالایی سکانس بزرگ مقیاس چینهشناسی - تکتونیکی AP6 شناخته میشوند (Sharland et al. 2001; Alsharhan 2006; Ehrenberg et al. 2007 ). بخش بالایی سازند دالان و کنگان به چهار واحد مخزنی اصلی شامل K1، K2، K3 و K4 تفکیک می‌شود (Szabo and Kheradpir 1978; Kashfi 1992; Rahimpour-Bonab et al. 2010) (شکل 2-b). سازند عرب با سن ژوراسیک بالایی (کیمریجین - تیتونین)، همراه با انیدریت هیث، سکانس پیشرونده - پسروندة درجه دوم شناخته میشوند که بخش بالایی سکانس بزرگ مقیاس چینهشناسی - تکتونیکی (AP7) را تشکیل می‌دهند (Sharland et al. 2001). سازند عرب با بخش بالایی سازند سورمه در حوضة زاگرس و بخش‌هایی از خلیج‌فارس معادل است و به چهار بخش D-C-B-A از قدیم به جدید تقسیم می‌شود (شکل 2-c). هر کدام از این بخش‌ها یک چرخة پسرونده به سمت بالا هستند و به‌صورت تغییر تدریجی از کربنات‌های کم‌عمق به تبخیری‌های دریایی حاشیه‌ای مشخص میشوند. این تبخیری‌ها اکنون به‌صورت انیدریت حفظ شده‌اند (Hughes 1996; Al-Husseini 1997). بالاترین لایة انیدریت، سازند هیث نامیده می‌شود که بخش A را می‌پوشاند و آخرین چرخة تکراری کربناته - تبخیری ژوراسیک بالایی است (Hughes 1996). در توالی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی، هر کدام از بخش‌ها ویژگی‌های مخزنی مشخصی را نشان می‌دهند. باتوجه‌به ماهیت کربناته - تبخیری این توالی‌ها، دولومیتی‌شدن و کانی‌زایی تبخیری همراه آن، بر سیستم منافذ و ویژگی‌های مخزنی نقش مهمی داشته است.
شکل 2- a) موقعیت میادین مطالعه‌شده در خلیج‌فارس مشخص شده است (با برخی تغییرات از Al-Husseini 2007). b-c) چینهشناسی دو توالی پرمو - تریاس (سازند دالان - کنگان) و ژوراسیک بالایی (عرب) همراه با زونبندی ناحیهای (با برخی تغییرات از Cantrell and Hagerty 2003; Rahimpour-Bonab et al. 2010).
داده‌ها و روش مطالعه
در این مطالعه به‌منظور بررسی و مقایسة سیستم منافذ در دو توالی پرمو - تریاس (دالان - کنگان) و ژوراسیک بالایی (عرب) در بخش جنوب شرقی خلیج‌فارس (دو میدان A و B)، از داده‌های چند چاه کلیدی با مجموعه‌ای از داده‌ها شامل مقاطع نازک میکروسکوپی، برش‌های مغزه، تصاویر میکروسکوپ الکترونی و داده‌های تخلخل - تراوایی مغزه استفاده شده است. از سازندهای دالان - کنگان و عرب، به ترتیب 420 و 250 متر مغزه، 1200 و 500 مقطع نازک میکروسکوپی و 340 و 215 پلاگ تخلخل - تراوایی مغزه در دسترس است. تمام مقاطع نازک با آلیزارین قرمز و فروسیانید پتاسیم تا نیمی از مقطع برای تفکیک کلسیت از دولومیت رنگ‌آمیزی شده‌اند. برای تسهیل شناسایی انواع مختلف منافذ، چسب اپوکسی به 300 مقطع نازک، تزریق و تصاویر میکروسکوپ الکترونی از 15 نمونه تهیه شد. به‌منظور اندازه‌گیری تخلخل و تراوایی، پلاگ‌های انتخابی در شرایط استاندارد با قانون بویل، اندازه‌گیری و در تراوایی‌های محاسبه‌شده، اثر لغزش گاز با روش کلینکنبرگ اصلاح شد. ابتدا با هدف شناخت ویژگی‌های بافتی و رخساره‌ای، مطالعات دقیق پتروگرافی و توصیف مغزه‌ها انجام شد. باوجوداین، به‌دلیل گستردگی بحث، رخساره‌ها به‌صورت خلاصه، معرفی و فراوانی انواع بافت‌ها مشخص شد. انواع منافذ ازطریق مطالعات پتروگرافی و تحلیل تصاویر، شناسایی و براساس فراوانی و ماهیت پتروفیزیکی در پنج گروه اصلی تفسیر شد که شامل ریزتخلخل‌ها، تخلخل بین‌دانه‌ای، بین‌بلوری، حفرهای غیرمرتبط و حفرهای مرتبط هستند. این تقسیم‌بندی براساس روش طبقه‌بندی لوسیا (1995، 2007) ارائه شده است که در این پژوهش، باتوجه‌به تفاوت عمدة خصوصیات پتروفیزیکی منافذ ریزتخلخل با انواع بین‌دانه‌ای، به دو گروه تقسیم شده‌اند. باتوجه‌به پیچیدگی مخازن کربناته، در بسیاری از موارد، سیستم منافذ به‌صورت مرکب است؛ بدین‌صورت که عموماً یک نوع منفذی غالب است؛ اما سایر انواع منافذ نیز با درصد متفاوت مشاهده میشوند. در این مطالعه برای راحتی و امکان انجام مطالعه، تنها نوع منفذی غالب در نظر گرفته شده است. براساس مطالعات گذشته و شواهد پتروگرافی، کانی‌شناسی اولیة اجزا به‌عنوان پارامتر مهم در توزیع سیستم منافذ و توزیع فرایندهای دیاژنزی بررسی و تفسیر شد. باتوجه‌به تأثیر فرایندهای دیاژنزی عمده شامل انحلال، دولومیتی‌شدن، سیمانی‌شدن و تراکم بر سیستم منافذ و ویژگی‌های مخزنی، این فرایندها در دو توالی پرمو - تریاس و عرب براساس مطالعات دقیق پتروگرافی، به‌صورت کیفی، بررسی و روند تغیییرات آنها مشخص شد. در نهایت باتوجه‌به نوع سیستم منافذ غالب، روند توزیع تخلخل - تراوایی منافذ مختلف در سازندهای دالان - کنگان و عرب تعیین و تفسیر شد. در تعیین فراوانی و میانگین درصد تخلخل - تراوایی نمونهها، باتوجه‌به نمونه‌گیری با فاصلة تقریباً یکسان (حدود 4/. متر)، فراوانی براساس تعداد نمونة متعلق در هر گروه منفذی تعیین شده است.
رخساره‌ها و بافت رسوبی
رخساره‌ها، محیط رسوبی چینه‌نگاری سکانسی و کیفیت مخزنی سازندهای دالان - کنگان و عرب در بخش‌های مختلف صفحه عربی و خلیج‌فارس در مطالعات گذشته بررسی و مشخص شده است (Alsharhan and Whittle 1995; Cantrell et al. 2001, 2004; Cantrell and Hagerty 2003; Swart et al. 2005; Vaslet et al. 2005; Eehrenberg et al. 2007; Koehrer et al. 2010; Rahimpour-Bonab et al. 2010; Morad et al. 2012; Daraei et al. 2014; Enayati–Bidgoli and Hossain Rahimpour–Bonab 2016). اسعدی و همکاران (1391،1392) براساس مقایسة ارتباط رخساره‌های رسوبی و الکتروفاسیس‌ها نشان دادند در توالیهای کربناته - تبخیری همانند سازند عرب، به‌دلیل ماهیت لایه کیکی می‌توان از تفسیر نتایج نمودارهای پتروفیزیکی در بررسی توزیع ویژگی‌های رخساره‌ای، دیاژنزی و واحد‌های جریانی به‌خوبی استفاده کرد. تلفیق مطالعات پتروگرافی و توصیف مغزه‌ها نشان داد باتوجه‌به مشابهت اقلیم دیرینه، هندسة پلاتفرم و ویژگی‌های تکتونیکی، رخساره‌های مشابهی برای سازندهای دالان - کنگان و عرب معرفی می‌شود. در جدول (1)، مهم‌ترین ویژگی‌های رخساره‌ای این سازند‌ها به‌صورت خلاصه اشاره شده است. براساس مطالعات گذشته (Insalaco et al. 2006; Lindsay et al. 2006; Esrafili-Dizaji and Rahimpour-Bonab 2009; Daraei et al. 2014) و توزیع رخساره‌ها، پلاتفرم‌های رمپ کربناته از نوع هم‌شیب برای نهشت رخساره‌ها در سازندهای مطالعه‌شده معرفی می‌شود. بافت رسوبی پارامتر مهمی در توزیع سیستم منافذ و روند فرایندهای دیاژنزی در مخزن است. فراوانی بافت‌های رسوبی در دو توالی مطالعه‌شده نشان می‌دهد فراوانی رخساره‌های گل غالب در مقایسه با سازند عرب بیشتر است. در مقابل، فراوانی رخساره‌های گرینستونی و بافت کریستالین (در ارتباط با دولومیت‌های تخریب‌کننده فابریک) در سازند عرب بالاتر می‌شود. در شکل (3)، فراوانی بافت‌های رسوبی مختلف نشان داده شده است.
جدول 1- توصیف و تفسیر رخساره‌ای سازندهای دالان - کنگان و عرب در میادین مطالعه‌شده در بخش جنوب شرقی خلیج‌فارس. علایم اختصاری: ف: فراوان، ر: رایج، ن: نادر.
|
سازند |
محیط |
اجزا |
سنگ |
نام رخساره |
شماره |
|
|
غیر اسکلتی |
اسکلتی |
|||||
|
دالان - کنگان، عرب |
سبخا |
- |
- |
انیدریت |
انیدریت توده‌ای |
1 |
|
دالان - کنگان، عرب |
بالای جزرومدی |
پلوئید (ن) |
استراکود (ر)، اسپیکول اسفنج (ر) |
دولومیت |
مادستون دولومیتی |
2 |
|
دالان - کنگان، عرب |
بین جذرومدی |
پلوئید (ر) |
قطعات جلبک سبز (فراوان)، فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
آهک - دولومیت |
باندستون استروماتولیتی – ترومبولیتی |
3 |
|
دالان - کنگان، عرب |
لاگون |
پلوئید (ر) |
جلبک سبز (ر)، گاستروپود (ر)، دوکفه‌ای (ر) |
آهک - دولومیت |
وکستون بایوکلاستی |
4 |
|
دالان - کنگان، عرب |
لاگون |
پلوئید (ر) |
گاستروپود (ف)، فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
آهک - دولومیت |
پکستون پلوئیدی-بایوکلاستی |
5 |
|
دالان - کنگان، عرب |
بخش رو به خشکی شول |
پلوئید (ف)، اینتراکلست (ن) |
گاستروپود (ف)، جلبک سبز (ر)، فرامینیفر بنتیک (ر)، دو کفه‌ی (ر) |
آهک - دولومیت |
گرینستون گاستروپود-دار |
6 |
|
دالان - کنگان، عرب |
شول مرکزی |
پلوئید (ف)، اُاُئید (ر)، اینتراکلست (ن) |
فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
آهک - دولومیت |
گرینستون پلوئیدی - اُاُئیدی |
7 |
|
دالان - کنگان، عرب |
شول مرکزی |
اُاُئید (ف)، پلوئید (ن) |
- |
آهک، دولومیت |
گرینستون اُاُئیدی |
8 |
|
دالان - کنگان، عرب |
شول رو به دریا |
اُاُئید (ف)، پلوئید (ر)، اینتراکلست (ر) |
اکینودرم (ر)، فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
آهک، دولومیت |
گرینستون بایوکلاستی- اُاُئیدی |
9 |
|
دالان - کنگان، عرب |
شول رو به دریا |
پلوئید (ف)، اینتراکلست (ر)، |
اکینودرم (ف)، فرامینیفرهای بنتیک (ر)، دو کفه‌ای (ر) - جلبک سبز (ن) |
آهک - دولومیت |
گرینستون بایوکلاستی – پلوئیدی |
10 |
|
دالان - کنگان |
دریای باز کم‌عمق |
پلوئید (ر) |
اکینودرم (ف)، فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
آهک |
پکستون بایوکلاستی |
11 |
|
دالان - کنگان |
دریای باز کم‌عمق |
- |
براکیوپود (ف)، اکینودرم (ر)، مرجان (ر)، فرامینیفرهای بنتیک (ر) |
اهک |
مادستون - وکستون بایوکلاستی |
12 |
شکل 3- فراوانی انواع بافت‌های رسوبی در دو توالی پرمو - تریاس (a) و ژوراسیک بالایی (b) در میادین مطالعه‌شده
کانی‌شناسی و سیستم منافذ
باتوجه‌به فراوانی اجزای غیراسکلتی از قبیل اُاُئیدها در رخساره‌های پرانرژی سازندهای دالان - کنگان و عرب، کانی‌شناسی اولیه در نوع منافذ غالب نقش مهمی داشته است. عموماً ترکیبات آراگونیتی به‌دلیل ناپایداری در مقایسه با اجزای کلسیتی، بیشتر مستعد تأثیر فرایندهای دیاژنزی هستند (Honarmand et al. 2012). براساس مطالعات پتروگرافی و توصیف مغزه‌ها انواع مختلفی از منافذ شامل بین‌دانه‌ای، درون‌دانه‌ای، بین‌بلوری، درون‌بلوری، قالبی، حفرهای، کانالی، شکستگی و ریزتخلخل در سازندهای دالان - کنگان و عرب شناسایی شده است. این منافذ در پنج گروه اصلی شامل ریزتخلخل‌ها (تخلخل‌های مشاهده‌شده در ماتریکس سنگ و نیز در اثر نئومورفیسیم میکرایت)، بین‌دانه‌ای (بین‌دانه‌ها)، بین‌بلوری (بین بلورهای دولومیت)، حفرهای غیرمرتبط (قالبی، درون‌فسیلی، چشم پرنده، درون‌بلوری، حفرهای) و حفرهای مرتبط (حفرهای، کانالی، شکستگی، غاری) تقسیم می‌شود. تصاویر مقاطع نازک، میکروسکوپ الکترونی و مغزه از انواع منافذ اصلی در سازندهای دالان - کنگان (شکل 4) و عرب (شکل 5) نشان داده شده است. برخی از تصاویر ارائه‌شده در شکل (4) از گزارشات داخلی شرکت نفت ارائه شده است (Matthews et al. 2002; Slater 2002). در جدول (2) نیز فراوانی هر کدام منافذ براساس مطالعة پتروگرافی مقاطع نازک، تحلیل تصاویر و میانگین تخلخل - تراوایی آنها نشان داده شده است. در سازندهای دالان و کنگان مهم‌ترین منافذ، تخلخل‌های حفرهای غیرمرتبط (قالبی) است. نوع منفذی فراوان دیگر به‌صورت ریزتخلخل است که به دو صورت اولیه در ماتریکس سنگ و نیز دیاژنزی در ارتباط با نئومورفیسیم و تبلور مجدد میکرایت مشاهده می‌شود. این تخلخل‌ها در توالی پرمو - تریاس به دلیل گل غالب‌تر بودن رخساره‌ها و تأثیر بیشتر فرایندهای دیاژنزی نئومورفیسم و تبلور مجدد در مقایسه با سازند عرب فراوانی بالاتری نشان می‌دهند. عموماً ریزتخلخل‌ها با مطالعات مرسوم پتروگرافی شناسایی نمی‌شوند و ازطریق تقریق تخلخل کل از تخلخل قابل مشاهده محاسبه میشوند (Cantrell and Hagerty, 1999)؛ باوجوداین، تخلخل‌های بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری نیز فراوان است. در مقابل در سازند عرب، تخلخل‌های بین‌بلوری و بین‌دانه‌ای نوع منفذی غالب هستند و انواع قالبی فراوانی کمتری دارند. توزیع سیستم منافذ در توالی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی و نیز تأثیر فرایند دیاژنزی مختلف، به‌ویژه انحلال و سیمانی‌شدن، به ترکیب اولیة اجزای اسکلتی و غیراسکلتی مرتبط است. فراوانی گستردة تخلخل‌های قالبی، نوع منفذی غالب در توالی پرمو – تریاس، با مهیابودن شرایط برای نهشت آراگونیت در طی این زمان و تأثیر عمده فرایند انحلال در ارتباط است. در مقابل در سازند عرب، نوع منفذی قالب بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری است که به‌دلیل کانی‌شناسی کلسیتی اجزا در طی این زمان است. سیمانهای مشاهده‌شده در توالی سازند عرب، بیشتر به‌صورت هم‌ضخامت و پرکنندة تخلخل‌های بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری است. در مقابل در توالی پرمو – تریاس، سیمان پرکنندة تخلخل‌های قالبی به‌صورت گسترده مشاهده می‌شود.
شکل 4- تصاویر مقاطع نازک (a-c-e-f-g) و میکروسکوپ الکترونی(b-d-h-i) از انواع منافذ اصلی در توالی پرموتریاس: a-b) دولوگرینستون با تخلخل بین‌دانه‌ای، c-d) دولومیت درشت‌بلور با تخلخل بین‌بلوری، e) گرینستون با تخلخل بین‌دانه‌ای، f-g-h) گرینستون با تخلخل قالبی، i) دولومادستون با ریزتخلخل. علایم اختصاری: Ip: تخلخل بین‌دانه‌ای، Ic: تخلخل بین‌بلوری، Mo: تخلخل قالبی، Vg: تخلخل حفرهای،Mi: ریزتخلخل.
شکل 5- تصاویر مقاطع نازک (a-b-d-e-g-i) و مغزه(c-f-h) از انواع منافذ اصلی در سازند عرب: a) گرینستون اُاُئیددار دولومیتی‌شده، با تخلخل بین‌دانه‌ای، b-c) دولومیت درشت‌بلور با تخلخل بین‌بلوری، d) گرینستون با تخلخل بین‌دانه‌ای، e-f) دولوگرینستون با تخلخل قالبی، g-h) دولومیت با تخلخل حفرهای. i) مادستون دولومیتی با ریزتخلخل، برای علایم اختصاری به شکل (4) توجه کنید.
دیاژنز و سیستم منافذ
در بخش‌های مختلف خلیج‌فارس، باتوجه‌به موقعیت جغرافیایی، ساختارهای ناحیهای منطقه و شرایط تکتونیکی، میزان تأثیر فرایندهای دیاژنزی، انواع غالب آنها و کنترل دیاژنز بر کیفیت مخزنی متفاوت است؛ برای‌مثال، در میدان بلال در بخش شرقی بلندای قطر - فارس، دولومیتی‌شدن به میزان زیادی بر سازند عرب تأثیر گذاشته است و این فرایند همراه با کانی‌زایی تبخیری مرتبط با آن در تغییر ویژگی‌های مخزنی اولیه نقش مهمی داشته است (اسعدی و همکارن 1391، 1395،1392)؛ بنابراین در این میدان، تأثیر درخور توجهی بر ویژگی‌های مخزنی داشته است. در مقابل، فتحی و همکاران (1393) در میدان فردوسی واقع در بخش غربی بلندای قطر - فارس در خلیج‌فارس نشان دادند کیفیت مخزنی تأثیرگرفته از رخساره‌های رسوبی کنترل‌شده است و دیاژنز تأثیرات کمتری داشته است. در سازندهای دالان - کنگان و عرب، فرایندهای دیاژنزی مختلفی شامل انحلال، دولومیتی‌شدن، سیمانی‌شدن، کانی‌زایی تبخیری، تراکم، شکستگی و حضور هیدروکربن باقیمانده، با شدت و فراوانی مختلف بر ویژگی‌های منافذ و کیفیت مخزنی تأثیرگذار بوده‌اند (شکل 6). دولومیتی‌شدن باتوجه‌به نوع، شکل، اندازة بلور، میزان آن و نوع رخسارة اولیه بر ویژگی‌های مخزنی تأثیرات متفاوتی اعمال کرده است. دولومیت‌های حفظ‌کنندة فابریک که بیشتر در دولوگرینستون‌ها مشاهده می‌شود بر ویژگی‌های مخزنی تأثیر زیادی اعمال نمی‌کنند (شکل 6-a). در این دولومیت‌ها، سیستم منافذ، بین‌دانه‌ای است که از محیط رسوبی اولیه به ارث رسیده است؛ باوجوداین، انحلال با افزایش اندازة گلوگاه‌ها تخلخل - تراوایی را افزایش داده است. در دولومیت‌های تخریب‌کنندة فابریک، نمونه‌های با بلورهای درشت و خودشکل دولومیت کیفیت مخزنی بالایی دارند (شکل 6 - b). دولومیت‌های دانه شکری، زون‌های مخزنی متخلخل و تراوا در سازندهای دالان - کنگان و عرب محسوب میشوند (Cantrell et al. 2001, 2004; Rahimpour-Bonab et al. 2010). در مقابل، نمونه‌هایی با بلورهای ریز و بی‌شکل دولومیت، متراکم و ناتراوا هستند (شکل 6-c). دولومیتی‌شدن بیش از حد به‌عنوان فرایند کاهش‌دهندة تخلخل - تراوایی در هر دو توالی مطالعه‌شده مشاهده می‌شود (شکل 6-d). در این نمونهها، دولومیتی‌شدن سبب از بین رفتن تخلخل‌های بین‌بلوری و تشکیل سد‌های درون‌مخزنی شده است. سیمانی‌شدن، فرایند دیاژنزی مهم در سازندهای دالان - کنگان و عرب است که به سه گروه سیمانهای کلسیتی، دولومیتی و انیدریتی تفسیر می‌شود. سیمانهای دولومیتی فراوانی کمتری دارند و بیشتر تخلخل‌های بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری را مسدود کرده‌اند (شکل 6-e). کانی‌زایی تبخیری به‌عنوان فرایند دیاژنزی مهم بر ویژگی‌های مخزنی سازندهای دالان، کنگان و عرب تأثیر گذاشته است (کدخدائی ایلخچی و همکاران 1390، اسعدی و همکاران 1395). انیدریت با چهار فابریک لایه‌ای، نودولار، پرکنندة تخلخل و پویکیلوتوپیک و توزیع یکنواخت و پراکنده در مخزن مشاهده می‌شود. عموماً نمونه‌های با توزیع یکنواخت، متراکم و بدون کیفیت مخزنی هستند (شکل 6- f). در مقابل، توزیع پراکنده، تأثیر چشمگیری بر ویژگی‌های مخزنی اعمال نکرده است (شکل 6-g). هیدروکربن‌های باقیمانده، نشان‌دهندة پرشدگی مخزن با هیدروکربن، بخشی از تخلخل‌های بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری را مسدود کرده است (شکل 6-h). سیمانهای کلسیتی در کاهش انواع تخلخل در رخساره‌های آهکی و دولومیتی نقش مهمی داشته است (شکل 6-i-j). تراکم به دو صورت فیزیکی و شیمیایی (شکل 6-k-l) مشاهده می‌شود و عموماً تأثیر تراکم فیزیکی مهم‌تر بوده و در برخی موارد کیفیت مخزنی را به میزان چشمگیری کاهش داده است. برای درک بهتر تأثیر فرایندهای دیاژنزی بر ویژگی‌های منافذ سازندهای دالان - کنگان و عرب، تصاویر مغزه از این فرایندها ارائه شده است (شکل 6- m-r). نتایج ارائه‌شده در ارتباط با تأثیر فرایندهای دیاژنزی براساس مطالعات دقیق پتروگرافی مشخص شده است. در ارتباط با اهمیت تأثیر و شدت فرایندهای دیاژنزی، گفتنی است سیمانهای کلسیتی در سازندهای دالان - کنگان در مقایسه با عرب تأثیر بیشتری بر کاهش ویژگی‌های مخزنی داشته است. همچنین، سیمانهای انیدریتی در توالی پرمو - تریاس برخلاف ژوراسیک بالایی، بیشتر به‌صورت یکنواخت توزیع شده است و در مسدودکردن گلوگاه‌های تخلخل نقش مهم‌تری داشته است. دولومیتی‌شدن در سازند عرب گسترش بیشتری دارد و دولوگرینستون‌های با تخلخل بین‌دانه‌ای بالا و دولومیت‌های دانه‌شکری، زون‌های با تخلخل - تراوایی بالا در این سازند ایجاد کرده‌اند. تأثیر فرایند انحلال در هر دو توالی مهم بوده است و ایجاد تخلخل‌های دیاژنزی (بین‌بلوری، حفرهای مرتبط و غیرمرتبط و شکستگی) را سبب شده است و گلوگاه‌های تخلخل‌های بین‌دانه‌ای را نیز بزرگ‌تر کرده است. در حالت کلی گفتنی است فرایندهای دیاژنزی سیمانی‌شدن به‌عنوان مهم‌ترین فرایند کاهش کیفیت مخزنی و در مقابل، انحلال به‌عنوان فرایند بهبوددهندة ویژگی‌های مخزنی در توالیهای کربناته - تبخیری دالان - کنگان و عرب در میادین مطالعه‌شده عمل کرده است.
شکل 6- تصاویر مقاطع نازک (a-l) و مغزه(m-r) از انواع مختلف فرایندهای دیاژنزی مؤثر بر سیستم منافذ سازندهای دالان - کنگان و عرب در میادین مطالعه‌شده: a-b) دولومیت حفظ‌کنندة فابریک، b) دولومیت تخریب‌کنندة فابریک، c) دولومیتی‌شدن بیش از حد، d) دولومادستون با بلورهای متراکم، e) سیمان دولومیتی پرکنندة تخلخل‌های بین‌دانه‌ای. f) سیمان انیدریتی پرکنندة تخلخل با توزیع یکنواخت، g) سیمان انیدریتی پرکنندة تخلخل با توزیع غیریکنواخت، h) نفت باقیمانده به‌صورت پرکنندة تخلخل بین‌دانه‌ای، i) سیمان کلسیتی پرکنندة تخلخل‌های بین‌دانه‌ای، j) سیمان کلسیتی پرکنندة تخلخل‌های بین‌بلوری، k) تأثیر تراکم در یک رخساره گل غالب، l) استیلولیت و رشد بلورهای دولومیت زین اسبی در امتداد آنها، m) تخلخل قالبی در یک گرینستون اُاُئیدی، n) تخلخل حفرهای در یک دولومیت دانه شکری، o) نودول‌های متراکم انیدریت، p) نودول‌های پراکندة انیدریت در یک دولوگرینستون اُاُئیدی، q) شکستگی‌های پرشده با سیمان انیدریتی در یک دولومادستون، r) استیلولیت در یک مادستون. علایم اختصاری: Fp: دولومیت حفظ‌کنندة فابریک، Fd: دولومیت تخریب‌کنندة فابری، Fc:دولومیت ریزبلور، Od: دولومیتی‌شدن بیش از حد، Dc: سیمان دولومیتی، An: انیدریت، Tr: هیدروکربن جامد باقیمانده، Cc: سیمان کلسیتی، Pc: تراکم فیزیکی، St: استیلولیتی‌شدن، Mo: تخلخل قالبی، Fr: شکستگی. (تصاویر b-c-d-f-i-k-m-o-q-r از سازندهای دالان - کنگان و تصاویر a-e-g-h-j-l از سازند عرب ارائه شده است)
سیستم منافذ و توزیع تخلخل - تراوایی
انواع تخلخل ازنظر هندسة منافذ، ویژگی‌های مخزنی و روند تغییرات تخلخل - تراوایی تفاوت‌های عمده‌ای نشان می‌دهند (Ahr, 2008). در مخازن ماسه‌سنگی به‌دلیل فراوانی تخلخل‌های بین‌دانه‌ای، روند تغییرات تخلخل به‌صورت یکنواخت‌تر است؛ بدین‌صورت که با افزایش تخلخل در یک روند مستقیم، تراوایی افزایش می‌یابد. در مقابل، در مخازن کربناته به‌دلیل تنوع منافذ، عموماً رابطة تخلخل - تراوایی به‌صورت مستقیم نیست. تخلخل‌های بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری با رابطة مستقیم و افزایش هماهنگ مقادیر تخلخل - تراوایی، ناهمگنی کمتری دارند. در مقابل، تخلخل‌های حفرهای و شکستگی‌ها، منافذ با پیچیدگی و ارتباط غیرمستقیم تخلخل - تراوایی شناخته میشوند. در تخلخل‌های حفرهای غیرمرتبط با وجود تخلخل بالا تراوایی پایین است. در مقابل، شکستگی‌ها عموماً تخلخل پایین و تراوایی بالا دارند؛ باوجوداین، با تأثیر فرایندهای دیاژنزی از قبیل شکستگی و انحلال، ارتباط بین گلوگاه‌های تخلخل در منافذ حفرهای غیرمرتبط (عموماً قالبی) ایجاد می‌شود و تراوایی افزایش می‌یابد. نسبت فراوانی تخلخل‌های حفرهای به بین‌دانه‌ای در میزان ناهمگنی مخازن کربناته، نشانگر در نظر گرفته می‌شود. در این پژوهش برای شناسایی انواع تخلخل از تلفیق نتایج مطالعات پتروگرافی و تحلیل تصاویر استفاده شده است. باتوجه‌به فاصلة نمونه‌برداری استاندارد در نمونهها در بخش مخزنی، تعداد نمونهها شاخص فراوانی در نظر گرفته شده است. توزیع سیستم منافذ در توالی پرمو - تریاس و عرب نشان می‌دهد تفاوت‌های عمده‌ای در فراوانی منافذ مشاهده می‌شود. در سازند عرب، منافذ غالب از نوع بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری هستند. در مقابل در توالی پرمو - تریاس تخلخل‌ها بیشتر به‌صورت قالبی و ریزتخلخل‌ها هستند. توسعة ریزتخلخل‌ها بیشتر به‌دلیل فراوانی رخساره‌های گل غالب است. فروانی تخلخل‌های بین‌دانه‌ای - بین‌بلوری در سازند عرب و در مقابل توسعة چشمگیر تخلخل‌های حفرهای در توالی پرمو - تریاس به‌دلیل کانی‌شناسی اولیة اجزا تفسیر می‌شود. طی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی، ترکیب آب اقیانوس‌ها به ترتیب برای نهشت اجزای آراگونیتی و کلسیتی مناسب بوده است. فرایندهای دیاژنزی مختلف به‌ویژه انحلال و سیمانی‌شدن، تغییرات عمده‌ای در مقادیر تخلخل - تراوایی انواع تخلخل ایجاد کرده است. در برخی از تخلخل‌های قالبی سازندهای دالان - کنگان به‌دلیل تأثیر انحلال، ارتباط گلوگاه‌های تخلخل ایجاد شده و تراوایی افزایش یافته است. میانگین تخلخل - تراوایی مغزه و فراوانی انواع گروه‌‌های منفذی مختلف در دو توالی مطالعه‌شده نشان داده شده است (جدول 2). همچنین، نمودار توزیع تخلخل - تراوایی در هر توالی پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی براساس نوع منافذ ترسیم شده است (شکل 7 - a-b). همان‌گونه‌که مشاهده می‌شود تراوایی نمونه‌های با تخلخل بین‌دانه‌ای و بین‌بلوری در مقایسه با تخلخل‌های حفرهای غیرمرتبط (عموماً قالبی) بالاتر است. این منافذ ارتباط تخلخل - تراوایی همگن‌تری دارند و کیفیت مخزنی بهتری نشان می‌دهند. تخلخل‌های حفرهای مرتبط به‌دلیل ارتباط زیاد گلوگاه‌های تخلخل تراوایی بالایی نشان می‌دهند. در حالت کلی بالاترین مقادیر تخلخل در انواع حفرهای غیرمرتبط (قالبی) و بالاترین تراوایی در تخلخل‌های بین‌دانه‌ای مشاهده می‌شود.
جدول 2- میانگین مقادیر تخلخل - تراوایی و فراوانی هر کدام از انواع منافذ اصلی در سازندهای دالان - کنگان و عرب در دو میادین مطالعه‌شده در خلیج‌فارس
|
نوع تخلخل |
فراوانی (درصد) |
میانگین تخلخل (درصد) |
میانگین تراوایی (میلی دارسی) |
||||
|
پرمو - تریاس |
ژوراسیک بالایی |
پرمو - تریاس |
ژوراسیک بالایی |
پرمو - تریاس |
ژوراسیک بالایی |
پرمو - تریاس |
ژوراسیک بالایی |
|
بین دانه‌ای |
13 |
33/24 |
38/13 |
10/18 |
75/36 |
165 |
|
|
بین بلوری |
76/9 |
12/52 |
74/17 |
14/13 |
143 |
45/67 |
|
|
حفرهای غیر مرتبط |
45/37 |
25/10 |
26/11 |
45/17 |
94/5 |
24/5 |
|
|
حفرهای مرتبط |
05/7 |
46/6 |
93/18 |
25/15 |
281 |
23/82 |
|
|
ریز تخلخل |
24/32 |
29/3 |
33/10 |
24/19 |
12/3 |
41/7 |
|
شکل 7- توزیع تخلخل تراوایی نمونه پلاگ‌های سازندهای دالان - کنگان (a) و عرب (b)، براساس نوع تخلخل غالب
نتیجه
نتایج به‌دست‌آمده از مطالعات دقیق پتروگرافی و تلفیق آنها با داده‌های تخلخل - تراوایی مغزه برای شناسایی انواع سیستم منافذ و ویژگی‌های مخزنی آنها در ارتباط با نوع کانی‌شناسی اولیة اجزا و تأثیر فرایندهای دیاژنزی و شدت آنها در دو توالی پرمو - تریاس (سازندهای دالان کنگان) و ژوراسیک بالایی (عرب) در خلیج‌فارس، استفاده و به نتایج زیر منجر شد:
- هر دو توالی در یک پلاتفرم رمپ کربناته و در آب‌وهوا گرم و خشک نهشته شده‌اند و ویژگی‌های رخساره‌ای و نوع فرایندهای دیاژنزی غالب در آنها شباهت‌های زیادی با هم دارد. باوجوداین، سیستم منافذ در آنها به‌دلیل تأثیر کانی‌شناسی اولیة اجزا و تأثیر فرایندهای دیاژنزی تا حدودی تفاوت و ناهمگنی نشان می‌دهد. در رخساره‌های پرانرژی شول، اجزای غیراسکلتی به‌ویژه اُاُئید، پلوئید و اینتراکلست فراوانی چشمگیری نشان می‌دهند.
- در زمان پرمو - تریاس و ژوراسیک بالایی ترکیب آب اقیانوس‌ها به ترتیب برای نهشت آراگونیت و کلسیت مناسب بوده است. در سازندهای دالان و کنگان به‌دلیل ترکیب عمدتاً آراگونیتی اجزا، فرایند انحلال، ایجاد تخلخل‌های قالبی گسترده را سبب شده است. در مقابل در طی ژوراسیک بالایی به‌دلیل کلسیتی‌بودن و پایداری بیشتر، تخلخل‌های بین‌بلوری و بین‌دانه‌ای غالب هستند. ارتباط گلوگاه‌های تخلخل در برخی تخلخل‌های قالبی توالی پرمو - تریاس به‌دلیل تأثیر فرایندهای دیاژنزی انحلال، تراکم و شکستگی ارتباط گلوگاه‌های تخلخل بهبود یافته است.
- ریزتخلخل‌ها که بیشتر در رخساره‌های گل غالب فراوانی بالاتری نشان می‌دهند، در سازندهای دالان - کنگان در مقایسه با عرب توسعة بیشتری دارند.
- در افزایش ناهمگنی سیستم منافذ، فرایندهای دیاژنزی مختلفی از قبیل انحلال، دولومیتی‌شدن،کانی‌زایی تبخیری، سیمان کلسیتی و دولومیتی و تراکم نقش داشته‌اند. در میان این فرایندها به نظر می‌رسد انحلال، سیمانی‌شدن و کانی‌زایی تبخیری در ویژگی‌های منافذ مهم‌ترین نقش را داشته‌اند. در حالت کلی، کانی‌زایی تبخیری، فرایند دیاژنزی همراه با دولومیتی‌شدن، در سازندهای دالان - کنگان به‌دلیل توزیع یکنواخت‌تر انیدریت در مسدودکردن گلوگاه‌های تخلخل و کاهش کیفیت مخزنی نقش زیادی داشته است. علاوه‌براین، سیمان کلسیتی در بسیاری از رخساره‌های دانه غالب، ایجاد زون‌های ناتراوا را سبب شده است.
- ازنظر ویژگی‌های مخزنی و سیستم منافذ، سازند عرب باتوجه‌به غالب‌بودن تخلخل‌های بین‌دانه‌ای - بین‌بلوری در مقایسه با سازندهای دالان - کنگان با تخلخل عمدتاً قالبی، ناهمگنی کمتری در نوع منافذ نشان می‌دهد و بین تخلخل - تراوایی ارتباط بالاتری مشاهده می‌شود.
)