نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار، گروه زمینشناسی، دانشکدة علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زمینشناسی، دانشکدة علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
3 استادیار، گروه اکتشاف و تولید، پژوهشگاه صنعت نفت تهران، ایران
4 دانشیار، گروه زمینشناسی، دانشکدة علوم زمین، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
The Asmari Formation is a thick carbonate-terrigenous succession in the Zagros Foreland Basin deposited during the Oligocene–Early Miocene ages. The Stratigraphic forward modeling is n used in this study to determine the sediment supply, transportation parameters, and production rate of the Asmari Formation during precipitation in the Abadan Plain. The Dionisos Flow software is used for modeling studied depositional sequences. Argillaceous limestones, sandy dolostones, sandy limestones, sandy shales, limestones, sandstones, and shales are the main lithology of the Asmari Formation in studied wells. Also, the studied formation consists of four to five depositional sequences in the studied wells. The sedimentary environment of the Asmari Formation in the selected wells includes the inner to outer ramp (hemipelagic and pelagic deposits). The input parameters to the software for modeling include gamma log data, global sea-level curve, thickness and bathymetry maps, as well as sedimentary facies. Examination of the calculated data shows that the wave energy and water flow rate are effective factors in the sediment transportation and change in the sedimentation process of the region. The highest rate of carbonate production is estimated in the transgressive system tract of the second depositional sequence of studied wells in the inner ramp environment.
Keywords: Sediment Supply, Carbonate Production, Asmari Formation, Abadan Plain, Dionisos Flow Software.
Introduction
Stratigraphic forward modeling is one of the branches of sedimentary basin modeling that helps petroleum geologists to better understand the variation of depositional sequences in carbonate and terrigenous environments. The Dionisos Flow software can calculate and visualize sediment supply, subsidence, and carbonate production rates over geological time. Thus, this software helps to model the stratigraphic variation in a selected basin.
The Asmari Formation (Oligocene–Early Miocene ages) is known as one of the most important carbonate formations in Iran due to its high reservoir capacity. In this study, the Asmari Formation was investigated by the Dionisos Flow to demonstrate stratigraphic forward modeling during precipitation in the Abadan Plain.
Material & Methods
Dionisos Flow Software was used to determine the sediment supply and carbonate production rates of the Asmari Formation in five oil fields (six wells) of the Abadan Plain. Selected oilfields include Jufeyr, Azadegan, Yadavaran (Kusk and Hosseiniyeh), Omid, and Darquain. Input parameters to the software include gamma log data, global sea-level curve, depth and thickness maps, bathymetry data, and sedimentary facies. Firstly, these data are changed to numeric data. Then, these data are processed by Dionisos Flow Software for calculating parameters that are used for modeling.
The geometry of the sedimentary basin of the Asmari Formation in the study area includes X=160 (length) and Y=100 km (width). The forward stratigraphic modelling is performed from the past to the present in a sequence of time steps. Therefore, in this study, the age from the beginning to the end of the simulation has been determined 33.19–9.4My with using palaeontological data in palaeolog information of each of the studied wells and strontium isotope dating studies.
Discussion of Results & Conclusion
The main lithology of the Asmari Formation in the studied wells are argillaceous limestones, sandy dolostones, sandy limestones, sandy shales, limestones, sandstones, and shales. This formation in the studied wells consists of four to five depositional sequences. The first depositional sequence of each well includes deep to semi-deep facies (mainly clayey limestones) and belongs to the lower part of the Asmari Formation with the Rupelian age. The second to fifth depositional sequences of the Asmari Formation in the studied wells mainly consist of sandstones and shaly sandstones, and according to the constituent facies, belong to the inner ramp environment. These depositional sequences were found in the upper part of the Asmari Formation with the Aquitanian age.
A study of stratigraphic forward modeling in depositional sequences of the Asmari Formation shows that the sediment supply rate per unit time for each of the depositional sequences was controlled by two main parameters, including global sea-level changes and tectonic processes in the region.
Also, the factors that were affecting sediment transport were the water flow rate and wave energy. The energy from the water waves in the fifth depositional sequence is estimated at 48.2 KW/m, which decreases with the increase of depth in the lower depositional sequences of the formation. The highest rate of carbonate production is estimated in the transgressive system tract of the second depositional sequence in the inner ramp environment.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
سازند آسماری، توالی کربناته‌ای است که به دلیل توان مخزنی زیاد به‌مثابة یکی از مهم‌ترین سازندهای کربناته در ایران شناخته شده است (Agha Nabati 2006). این سازند برای نخستین‌بار در تنگ گل‌ترش واقع در کوه آسماری شناسایی شد (Richardson 1924). برش نمونة سازند آسماری با 314 متر ضخامت شامل سنگ آهک، سنگ آهک دولومیتی و سنگ آهک رسی است (Adams and Bourgeois 1967; Motie 1993; Agha Nabati 2006). به علت مقاومت و سختی خاص سنگ‌های آهک سازند آسماری، این سازند ارتفاعات و بخش‌های مقاوم منطقة زاگرس چین‌خورده را تشکیل می‌دهد (Darvishzadeh 2009). این سازند در برش‌های کامل به دو بخش عضو ماسه‌سنگ اهواز در نواحی جنوبی فروافتادگی دزفول و عضو تبخیری کلهر در جنوب غرب لرستان تقسیم می‌شود (Motie 1993) و در زمان الیگوسن تا میوسن در حوضة فورلند زاگرس تشکیل شده است (Alavi 2004). با توجه به اهمیت مخزنی سازند آسماری تاکنون مطالعات گوناگونی ازنظر ویژگی‌های مختلف زمینشناسی روی این سازند صورت پذیرفته است (برای نمونه Taheri et al. 2017; Farshi et al. 2019; Gharechelou et al. 2020)؛ اما تعداد مطالعات انجام‌شده با استفاده از نرم‌افزار Dionisos Flow به‌منظور مدل‌سازی چینهای رو به جلو در حوضه‌های رسوبی ایران بسیار اندک است.
شبیه‌سازی حوضة رسوبی، علمی مؤثر در پاسخ به چالش‌هایی است که زمین‌شناسان نفت با آنها مواجه هستند. این علم به‌منظور اکتشاف هرچه بیشتر هیدروکربن و پارامترهای ناشناختة زمینشناسی استفاده می‌شود. مدل‌سازی چینهای رو به جلو یکی از شاخه‌های مدل‌سازی حوضه‌های رسوبی است که در دو محیط کربناته و تخریبی یا ترکیبی از این دو به زمین‌شناسان نفت کمک می‌کند (Mirzaei et al. 2014). Dionisos یک نرم‌افزار مدل‌سازی چینه‌شناسی رو به جلو است (Stratigraphy Forward Modeling) که مؤسسة Francais du Petrole Institut در سال 1992 ساخته است (Granjeon and Joseph 1999). این نرم‌افزار میزان رسوب‌گذاری، تجمع و انتقال رسوبات، تولید کربنات و... را در طول زمان زمینشناسی محاسبه می‌کند و به تصویر می‌کشد (Mirzaei et al. 2014). جدیدترین مطالعة انجام‌شده با نرم‌افزار Dionisos Flow روی سازند آسماری در 8 میدان و 9 چاه نفتی در دشت آبادان و فروافتادگی دزفول صورت پذیرفته است که هندسة ساختاری حوضة رسوبی سازند آسماری را تعیین و ساختار هندسی پیش‌رونده با ماهیت پلکانی و تجمعی به سمت حوضه را برای این سازند پیش‌بینی کرده است (Asadi Mehmandosti et al. 2020).
بنابراین هدف از این مطالعه، استفاده از نتایج چینه‌شناسی توالی‌ها، مطالعات محیط رسوبی و داده‌های لاگ گاما در بررسی تحولات حوضة رسوبی سازند آسماری در میادین انتخابی دشت آبادان با استفاده از روش مدل‌سازی چینهای رو به جلو است؛ به این منظور میزان تأمین رسوب و پارامترهای مؤثر بر انتقال آن و همچنین میزان تولید کربنات سازند مطالعهشده باید تعیین شود. نتایج بررسی تحولات حوضة رسوبی سازند آسماری با روش مدل‌سازی چینهای رو به جلو می‌تواند در مطالعات اکتشافی صورت‌گرفته در دشت آبادان به کار رود.
زمینشناسی منطقه
در این پژوهش، سازند آسماری در 5 میدان و 6 چاه نفتی شامل میادین نفتی جفیر، آزادگان، یادآوران (چاه کوشک و حسینیه)، امید و دارخوین واقع در منطقة زاگرس برای مطالعه انتخاب شده است. موقعیت میادین نسبت به یکدیگر و میادین نفتی مجاور در شکل 1 نمایش داده شده است. میادین مطالعهشده ازنظر تکتونیکی در دشت آبادان قرار گرفته‌اند (Alavi 2004).
دشت آبادان، زون ساختاری واقع در انتهای جنوب غربی زاگرس است. مرز شمالی و شمال خاوری آن به جبهه چینهای زاگرس (لبة جنوبی طاقدیس‌های سوسنگرد، آب تیمور و منصوری) محدود است و پس از عبور از جنوب میدان رگ سفید به خلیج فارس وارد می‌شود. مرز جنوبی دشت آبادان، خلیج فارس و عربستان است. دشت آبادان، بخشی از جلگة میان‌رودان (بین‌النهرین) است که ازنظر زمین‌شناختی پایانة سکوی عربی به شمار می‌آید. دشت آبادان چین‌خوردگی‌های ملایم با روندی شمالی- جنوبی دارد که این روند مشابه با روند ساختارهای جنوب عراق، کویت و شمال شرقی عربستان است (Motie 1995).
شکل 1- موقعیت میادین مطالعهشده نسبت به یکدیگر (اقتباس همراه با تغییراتی از2015 Zeinalzadeh et al.)
Fig 1- Location of the studied oil fields relative to each other in Abadan plain (adapted with changes from Zeinalzadeh et al. 2015)
سازند آسماری در چاههای مطالعهشده از 4 تا 5 توالی رسوبی تشکیل شده است (گزارش‌های داخلی زمینشناسی شرکت ملی نفت ایران، شکل 2). توالی رسوبی اول هریک از چاههای مطالعهشده، رخسارة مناطق عمیق تا نیمه‌عمیق (عمدتاً آهک رسی) را شامل بوده و به بخش پایینی سازند آسماری به سن روپلین مربوط است. توالی دوم تا پنجم سازند آسماری در چاههای مطالعهشده عمدتاً ترکیب سنگ‌شناسی ماسه‌سنگی و ماسه‌سنگ شیلی دارد و با توجه به رخساره‌های تشکیل‌دهنده، رمپ داخلی (بخش تحتانی و فوقانی رمپ داخلی) را شامل می‌شود (شکل 2)؛ بنابراین در این مطالعه بخش‌هایی از محیط رمپ داخلی که به سمت خشکی است و عمق کمتر و انرژی بیشتری دارد، بخش فوقانی رمپ داخلی نامیده شده و درمقابل بخش‌هایی از محیط رمپ داخلی که به سمت حوضه است و عمق بیشتر و انرژی کمتری دارد، بخش تحتانی رمپ داخلی نام‌گذاری شده است. توالی دوم تا پنجم چاههای مطالعهشده، به بخش بالایی سازند آسماری به سن اکیتانین مربوط است. ضخامت سازند آسماری در چاههای مطالعهشده یکسان نبوده است. ضخامت این سازند در چاههای مطالعهشده و ضخامت توالی‌های پیش‌رونده و پس‌روندة هر توالی در جدول 1 نشان داده شده است (گزارش‌های داخلی زمینشناسی شرکت ملی نفت ایران). گفتنی است عمق دیرینة توالی اول در بعضی چاهها در سیستم تراکت HST بیشتر از TST در نظر گرفته شده است. علت این امر، فرسایش توالی اول در بعضی چاههای مطالعهشده یا در نظر گرفتن این توالی در بخش بالایی سازند پابده است.
جدول 1- ضخامت کل سازند آسماری و ضخامت توالی‌های پیش‌رونده و پس‌روندة هر توالی برحسب متر در چاههای مطالعهشده
Table 1- Total thickness of the Asmari Formation and thickness of progressive and regressive sequences of each sequence (in meters) in the studied wells
|
نام چاه |
ضخامت کل (m) |
توالی اول |
توالی دوم |
توالی سوم |
توالی چهارم |
توالی پنجم |
|||||
|
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
||
|
جفیر a |
461 |
112 |
66 |
78 |
10 |
13 |
7 |
84 |
55 |
24 |
12 |
|
آزادگان b |
429 |
64 |
85 |
80 |
16 |
11 |
11 |
85 |
57 |
13 |
7 |
|
کوشک a |
367 |
52 |
41 |
100 |
20 |
10 |
7 |
83 |
36 |
12 |
6 |
|
حسینیه a |
241 |
- |
- |
63 |
8 |
13 |
6 |
92 |
39 |
14 |
6 |
|
امید a |
435 |
54 |
41 |
111 |
26 |
86 |
33 |
40 |
8 |
20 |
16 |
|
دارخوین c |
216 |
- |
- |
20 |
9 |
65 |
32 |
50 |
5 |
22 |
13 |
مواد و روش پژوهش
در این مطالعه به‌منظور تعیین میزان تأمین رسوب و نحوة انتقال آن و میزان تولید کربنات در میادین مطالعهشده از نرم‌افزار Dionisos Flow استفاده شده است؛ بنابراین شناسایی توالی‌های رسوبی چاههای مطالعهشده در دشت آبادان مبنای کار قرار گرفته است (شکل 2). ژئومتری حوضة رسوبی سازند آسماری در محدودة مطالعاتی شامل Km160 X= (طول) و Km 100 Y= (عرض) است. مدل‌سازی چینهای رو به جلو از گذشته تا حال حاضر در یک توالی از گام زمانی انجام می‌شود (Pellerin et al. 2018)؛ بنابراین در این مطالعه سن شروع تا پایانی شبیه‌سازی با استفاده از اطلاعات پالئولاگ هریک از چاههای بررسی‌شده و همچنین مطالعات ایزوتوپ استرانسیوم، My 4/19-9/33 تعیین شده است.
پارامترهای ورودی به نرم‌افزار شامل داده‌های لاگ گاما، تغییرات جهانی سطح آب دریا براساس منحنی Haq et al. 1988، نقشه‌های عمقی، نقشه‌های ضخامت، نقشه‌های عمق‌سنجی دیرینه و رخساره‌های رسوبی به‌منظور تعیین میزان تأمین رسوب، میزان تولید کربنات و پارامترهای انتقال رسوبات در حوضة رسوبی مطالعهشده است. داده‌های موجود به‌صورت عددی درمی‌آیند و سپس مطابق با روابط تعیین‌شده (روابط 1 تا 3) برای هریک از پارامترهای بیان‌شده، محاسبه و با نرم‌افزار Dionisos Flow پردازش می‌شوند (Granjeon and Joseph 1999).
رابطة (1) زمان/ میانگین ضخامت رسوبات × مساحت ناحیه= میزان تأمین رسوب
رابطة (2) شیب حوضه × جریان آب × ضریب انتشار آب= جریان رسوب
رابطة (3) شیب حوضه × انرژی حاصل از امواج × ضریب انتشار امواج= جریان رسوب
شکل 2- تطابق توالی‌های رسوبی سازند آسماری در دشت آبادان
Fig 2- Sedimentary sequences correlation of the Asmari Formation in the Abadan Plain
داده‌های محاسبه‌شده
میزان تأمین رسوب
منظور از میزان تأمین رسوب، مقدار و نوع رسوب (ازنظر مشخصات بافتی و ترکیب) واردشده به حوضه از خشکی‌ها (آواری) یا تشکیل‌شده در درون حوضه‌های رسوبی (شیمیایی و بیوشیمیایی) است. پارامتر اصلی در کنترل این فاکتور، منبع تأمین رسوبات در حوضه است. فرایندهای تکتونیکی، تغییر شکل‌های ساختاری، تغییرات جهانی سطح آب دریا (شکل 3)، اقلیم، پوشش گیاهی، لیتولوژی منطقة برخاستگاه و فیزیوگرافی کف حوضة آبریز از عوامل مؤثر در مقدار بار رسوبی و نوع رسوبات حمل‌شده به حوضه‌های رسوبی است (Amini 2011).
در مطالعة مدنظر میزان تأمین رسوب از تجزیه و تحلیل لاگ‌های چاهها به‌ویژه لاگ گاما برای هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در واحد زمان مطابق رابطة 1 تخمین زده شده است (Granjeon and Joseph 1999)؛ (جدول 2).
شکل 3- منحنی تغییرات جهانی سطح آب دریا در بازة مطالعهشده (اقتباس با تغییراتی از Asadi Mehmandosti et al. 2020 Haq et al. 1988;).
Fig 3- Global sea level change curve in studied period (adapted with changes from Haq et al. 1988; Asadi Mehmandosti et al. . 2020)
بررسی میزان تأمین رسوب در توالی‌های مطالعه‌شدة سازند آسماری نشان می‌دهد میزان تأمین رسوب در واحد زمان یک روند افزایشی- کاهشی دارد؛ افزایش میزان تأمین رسوب با افزایش سطح جهانی آب دریا و فرایندهای تکتونیکی تأثیرگذار و کاهش میزان تأمین رسوب با کاهش جهانی سطح آب دریا صورت گرفته است. ارتباط میزان تأمین رسوب با تغییرات جهانی سطح آب دریا در واحد زمان براساس نظر Haq et al. 1988 در شکل 4 نشان داده شده است.
شکل 4- ارتباط میزان تأمین رسوب با تغییرات جهانی سطح آب دریا در هریک از توالی‌های چاههای مطالعهشده در واحد زمانی حوضة رسوبی سازند آسماری
Fig 4- Relationship between sediment supply and global sea level changes in each of the studied well sequences in the time unit of sedimentary basin of the Asmari Formation
جدول 2- مقادیر دقیق محاسبه‌شدة میزان تأمین رسوب در هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در واحد زمان برحسب Km3/My
Table 2- Accurate calculated values of sediment supply in each of the sequences of wells in units of time according to Km3/My
|
نام چاهها |
توالی اول |
توالی دوم |
توالی سوم |
توالی چهارم |
توالی پنجم |
|||||
|
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
|
|
جفیر a |
3744 |
882 |
1825 |
360 |
869 |
273 |
2808 |
1029 |
1604 |
1123 |
|
آزادگان b |
2139 |
1136 |
1872 |
576 |
735 |
429 |
2841 |
1067 |
869 |
655 |
|
کوشک a |
1738 |
548 |
2340 |
720 |
668 |
273 |
2774 |
673 |
802 |
561 |
|
حسینیه a |
0 |
0 |
1474 |
288 |
869 |
234 |
3075 |
730 |
936 |
561 |
|
امید a |
1805 |
548 |
2597 |
936 |
5749 |
1287 |
1337 |
149 |
1337 |
1497 |
|
دارخوین c |
0 |
0 |
468 |
324 |
4345 |
1248 |
1671 |
93 |
1470 |
1216 |
میزان تولید کربنات
بررسی‌های انجام‌شده در چاههای مطالعهشده بیان‌کنندة یک سیستم آواری- کربناته در حوضة رسوبی سازند آسماری است. در این سیستم تولید کربنات تابعی از زمان تشکیل هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها و عمق تشکیل رخساره در آب است؛ بنابراین در این مطالعه با بررسی رخساره‌ها مطابق شکل 5 و عمق تشکیل هریک از آنها در محدوده‌های توالی چاههای مطالعهشده، میزان عمق دیرینه برای هر توالی رسوبی محاسبه و در جدول 3 نمایش داده شده است.
با توجه به نوع رخساره، عمق دیرینه، مجموع ضخامت رخساره‌ها و زمان تشکیل هریک از آنها در چاههای مطالعهشده، اثر زمان بر میزان تولید کربنات براساس M/ My با نرم‌افزار Dionisos Flow تخمین زده شده است (شکل 7؛ جدول 4)؛ (Pellerin et al. 2018).
جدول 3- مقادیر عمق دیرینة هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة سازند آسماری در چاههای مطالعهشده برحسب متر
Table 3- Bathymetry values of each of the sequences of the Asmari Formation in the studied wells in meter
|
نام چاهها |
توالی اول |
توالی دوم |
توالی سوم |
توالی چهارم |
توالی پنجم |
|||||
|
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
|
|
جفیر a |
65 |
125 |
10 |
10 |
10 |
10 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
|
آزادگان b |
65 |
65 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
کوشک a |
65 |
125 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
حسینیه a |
55 - |
55 - |
25/5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
امید a |
125 |
125 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
دارخوین c |
55- |
55- |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
25/5 |
جدول 4- میزان تولید کربنات براساس تغییرات عمق در محیط‌های تشکیل‌دهندة سازند آسماری در دشت آبادان
Table 4- Carbonate production rate based on depth changes in the environments of the Asmari Formation in the Abadan Plain
|
محیط رسوبی |
Pelagic |
Hemi Pelagic |
Bottom of Inner Ramp |
Top of Inner ramp |
||||
|
Min |
Max |
Min |
Max |
Min |
Max |
Min |
Max |
|
|
تولید کربنات (m/My) |
0 |
3 |
8 |
32 |
51 |
198 |
25 |
46 |
شکل 5- مدل تغییرات رخساره‌ای هریک از توالی‌های سازند آسماری در چاههای مطالعهشده
Fig 5- Facies changes model of each sequence of the Asmari Formation in the studied wells
انتقال رسوبات
مدل‌سازی چینهای رو به جلو مبتنی بر فرایندهای انتشار است؛ بنابراین بررسی انتقال رسوبات در حوضة رسوبی سازند آسماری در دشت آبادان با نرم‌افزار Dionisos Flow از طریق معادله‌های انتشار صورت گرفته است (روابط 2 و 3)؛ (Granjeon and Joseph 1999). عوامل مؤثر در انتقال رسوبات در حوضة رسوبی تحت کنترل بعضی پارامترها ازجمله نیروی کشش زمین، شیب حوضة رسوبی، انرژی موج و جریان آب است. براساس مطالعات انجام‌شده در سازند آسماری نظیر Adams and Bourgeois 1967 Wells 1967;، منشأ ماسه‌سنگ‌های بخش اهواز، محیط دلتایی با سن الیگوسن- میوسن است؛ بنابراین در این مطالعه عوامل مؤثر در انتقال رسوبات شامل جریان آب رودخانه (جدول 5) و انرژی حاصل از امواج در نظر گرفته شده است.
جدول 5- مقادیر دقیق محاسبه‌شدة میزان جریان آب در هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در واحد زمان برحسب m3/s.
Table 5- Accurate calculated values of water flow in each of the sequences of wells in units of time according to m3/s
|
نام چاهها |
توالی اول |
توالی دوم |
توالی سوم |
توالی چهارم |
توالی پنجم |
|||||
|
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
TST |
HST |
|
|
جفیر a |
4003 |
2580 |
1209 |
632 |
357 |
372 |
1372 |
1924 |
1621 |
1464 |
|
آزادگان b |
1352 |
1800 |
1240 |
1012 |
302 |
585 |
1392 |
1994 |
877 |
8540 |
|
کوشک a |
1034 |
868 |
1550 |
1265 |
275 |
372 |
1360 |
1259 |
810 |
732 |
|
حسینیه a |
0 |
0 |
976 |
506 |
357 |
319 |
1507 |
1364 |
945 |
732 |
|
امید a |
1987 |
868 |
1720 |
1645 |
2367 |
1755 |
655 |
279 |
1351 |
1952 |
|
دارخوین c |
0 |
0 |
310 |
569 |
1789 |
1702 |
819 |
174 |
1490 |
1584 |
بحث و بررسی
بررسی میزان تأمین رسوب در توالی‌های رسوبی سازند آسماری (شکل 6) نشان می‌دهد رسوبات نهشته‌شده در توالی اول چاههای مدنظر بیشتر از آهک رسی تشکیل شده است؛ بنابراین بیشترین (56%) میزان تأمین رسوب در این توالی با رسوبات پلاژیک از چاههای کوشک a (kushk- a)، آزادگان b (AZ-b)، امیدa (OD-a) و جفیر a (Jufyr-a) تأمین شده است (شکل 6- الف و 6- ب). در سیستم تراکت تراز پیش‌روندة توالی اول چاههای مطالعهشده با افزایش m20 سطح جهانی آب دریا (Haq et al. 1988)، میزان کل تأمین رسوب Km3/My9426 تخمین زده شده که بیشتر با چاه جفیر a (Km3/My 3744) تأمین شده است (جدول 2؛ شکل 6- الف)؛ به همین ترتیب با گذشت زمان و در سیستم تراکت تراز بالای توالی اول چاهها، با کاهش جهانی سطح آب دریا (m70) براساس شکل 6- ب، میزان تأمین رسوب به‌طور چشمگیری در این بخش از توالی چاهها کاهش یافته است (جدول 2). در بخش دستة رخسارة تراز پیش‌رونده و در بازة زمانی My29 تا 27 میزان کل تأمین رسوب، Km3/My 10576 محاسبه شده است. افزایش میزان تأمین رسوب در این قسمت از توالی به دلیل افزایش m25 سطح جهانی آب دریاست که بیشتر با رسوبات ماسه‌سنگی (شکل 2) بخش فوقانی رمپ داخلی چاههای امید a و کوشک a تأمین شده است (جدول 2؛ شکل 6- پ). به همین صورت با گذشت زمان کاهش جهانی سطح آب دریا به کاهش میزان تأمین رسوب به‌ویژه در چاههای حسینیه a و دارخوین c (بخش‌های نارنجی‌رنگ در مدل) در انتهای توالی مدنظر منجر شده است (شکل 6- ت). به طور کلی رسوبات تأمین‌کنندة توالی دوم شامل %49 رسوبات ماسه‌سنگی، %34 رسوبات کربناته و %17 متعلق به رسوبات شیلی است. رسوبات کربناتة توالی دوم به ترتیب با چاههای جفیر a، امید a و حسینیه a (Hos-a) (شکل 2) تأمین شده است. در توالی رسوبی سوم حداکثر تأمین رسوب در دوره‌های بالابودن سطح آب دریا (TST) به ترتیب با رسوبات ماسه‌سنگی، ماسه‌سنگ شیلی و آهک ماسه‌ای، Km3/My 13235 (شکل 2) تخمین زده شده است. در بازة زمانی My 7/25- 9/24 و در ابتدای توالی رسوبی سوم چاهها، سطح جهانی آب دریا m 25 بالا آمده است (Haq et al. 1988)؛ بنابراین فضا برای تجمع رسوبات در چاههای امید a و دارخوین c افزایش یافته، ولی در قسمت‌های شمالی مدل در چاههای حسینیه a، کوشک a، آزادگان b و جفیر a با افزایش سطح آب دریا، کاهش در میزان فضای رسوب‌گذاری صورت گرفته که ناشی از بالاآمدگی کف حوضه است (Asadi Mehmandosti et al. 2020)؛ بر این اساس با توجه به مطالعات انجام‌شده در توالی سوم هریک از چاهها با نرم‌افزار Dionisos Flow، بیشترین میزان تأمین رسوب در این توالی با چاههای واقع در شمال شرق مدل (چاه امید a و دارخوین c DN-c))) مطابق با افزایش تغییرات جهانی آب دریا (Haq et al. 1988) در این بخش از حوضه (شکل 6- ث) تخمین زده شده است؛ ولی به دلیل بالاآمدگی کف حوضه در چاههای حسینیه a، کوشک a، جفیر a و آزادگان b به کاهش فرونشست و میزان فضای رسوب‌گذاری (Asadi Mehmandosti et al. 2020) و درنهایت کاهش میزان تأمین رسوب در این بخش از حوضه منجر شده است (شکل 6- ث). با گذشت زمان کاهش جهانی سطح آب دریا به کاهش میزان تأمین رسوب به میزان Km3/My3744 در انتهای توالی سوم (HST) انجامیده است (شکل 6- ج)؛ به همین ترتیب در بازة زمانی My 2/24 تا My8/22 و در سیستم تراکت تراز پیش‌روندة توالی رسوبی چهارم چاهها، سطح جهانی آب دریا ثابت مانده و تغییری نکرده و ساختار هندسی حوضه ناشی از پایین‌افتادگی کف حوضه در چاههای حسینیه a، کوشک a، جفیر a و آزادگان b است (Asadi et al. 2020) که با افزایش فضای رسوب‌گذاری (Amini 2011) و درنهایت افزایش میزان تأمین رسوب در این بخش از حوضه همراه است؛ بنابراین میزان کل تأمین رسوب در این بخش از توالی، Km3/My 14506 تخمین زده شده است که حدود %73 از این میزان با رسوبات شیلی و ماسه‌سنگ شیلی تأمین شده است. در سیستم تراکت تراز بالای توالی بررسی‌شده با کاهش m 10 سطح جهانی آب دریا (Haq et al. 1988)، میزان تأمین رسوب تا Km3/My 3741 کاهش یافته و بیشتر با رسوبات ماسه‌سنگی تأمین شده است (شکل 6- ح)؛ به همین ترتیب با گذشت زمان در توالی پنجم با توجه به نوع و میزان رسوبات تشکیل‌دهندة توالی و تغییرات جهانی سطح آب دریا، میزان تأمین رسوب در قسمت‌های ابتدایی توالی مدنظر Km3/My 7018 و در بخش انتهایی توالی Km3/My 5613 محاسبه شده است (شکل 6- خ و 6- د).
شکل 6- مدل میزان تأمین رسوب در هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در دشت آبادان در واحد زمان
Fig 6- Sediment supply rate model in each of the sequences of wells in the Abadan Plain per unit time
ارزیابی میزان تولید کربنات در حوضة رسوبی مطالعهشده با توجه به عمق آب (m 125 - 5) تشکیل رخساره‌های محیط‌های کربناته طی دوره‌های زمانی الیگوسن- میوسن نشان می‌دهد در بازة زمانی My 9/33 تا My 4/32، بیشتر رخساره‌ها و رسوبات تشکیل‌شده در محیط‌های عمیق براساس شکل 2، رسوبات پلاژیک است. با توجه به عمق دیرینه و مجموع ضخامت رخساره‌های تشکیل‌دهندة این بخش از توالی در چاهها، میزان تولید رسوبات پلاژیک در بازة زمانی یادشده، حدود m/My57 محاسبه شده (شکل 7- الف) که بیشتر با چاه امید a (شکل 2) تأمین شده است. در زمان و عمق بیان‌شده، رسوبات تخریبی (ماسه‌سنگ) مشاهده نشده و رسوبات کربناته به میزان خیلی کم (m/My 3) مشاهده شده است (جدول 4)؛ بنابراین ازنظر پارامترهای پتروفیزیکی همچون لیتولوژی و تخلخل، لایة تولیدی نفت نبوده و کیفیت مخزنی بسیار کمی دارد (Mosavi Harami 2012) (شکل 7- الف و 7- ب). با گذشت زمان، در بازة سنی My 29-4/32 و با کاهش عمق آب (m 65)، در محیط همی‌پلاژیک، میزان رسوبات پلاژیک با رسیدن به حداکثر مقدار خود تقریباً m/My65 تخمین زده شده است.
با کاهش بیشتر عمق آب در محیط بخش تحتانی رمپ داخلی، میزان تولید رسوبات پلاژیک در حوضة رسوبی کاهش یافته است. کاهش میزان رسوبات پلاژیک به افزایش تولید کربنات در بازة زمانی توالی‌های بالاتر منجر شده است. در عمق 10متری (شکل 7- ب) از آب شامل محدودة زمانی My 29-8/22، افزایش رسوب‌گذاری کربنات‌ها تا m/My198 در ابتدای توالی دوم چاهها در بازة زمانی My 29- 27 (شکل 7- الف) با چاه جفیر a، امید a و حسینیه a تأمین شده است.
رسوب‌گذاری کربنات‌ها در اعماق کم آب (m 5) و در محیط پرانرژی بخش فوقانی رمپ داخلی (شکل 7- ب) به حداکثر مقدار خود در ابتدای توالی پنجم رسیده است. میزان تولید کربنات در این بازه‌های زمانی براساس ضخامت رخساره‌های کربناته، عمق دیرینه و با عملکرد انرژی موج بیشتر توسط چاههای مطالعهشده، m/My 46 محاسبه شده است؛ به همین ترتیب با کاهش ضخامت رخساره‌های کربناته در بخش سیستم تراکت تراز بالای توالی پنجم چاهها در بازة زمانی 5/19 - 19، میزان تولید کربنات m/My 25 محاسبه شده است (pellerin et al. 2018)؛ (جدول 4).
شکل 7- میزان تولید کربنات براساس دو پارامتر (الف) زمان و (ب) عمق رخساره‌ها در توالی‌های تشکیل‌دهندة چاههای مطالعهشده با نرم‌افزار Dionisos Flow.
Fig 7- Carbonate production rate based on two parameters of (a) time and (b) depth of facies in the sequences of wells studied by Dionisos Flow Software
مدل تغییرات چینهای ترسیم‌شده در شکل 5 با توجه به نوع رخساره‌های تشکیل‌دهندة هریک از توالی‌ها و عمق تشکیل هریک از رخساره‌ها در واحد زمان (جدول 3) به‌خوبی بیان‌کنندة آن است که حوضة رسوبی سازند آسماری در منطقة مطالعهشده بیشتر تحت شرایط رسوب‌گذاری در بخش رمپ داخلی (شامل بخش تحتانی و فوقانی رمپ داخلی) قرار گرفته است؛ بنابراین ارزیابی انتقال رسوبات در حوضة رسوبی سازند آسماری در چاههای انتخابی دشت آبادان براساس رخساره‌ها و عمق تشکیل هریک از رخساره‌های تشکیل‌دهندة چاهها در واحد زمان نشان می‌دهد انرژی حاصل از امواج، یکی از عوامل مؤثر در انتقال رسوبات و تغییر در روند رسوب‌گذاری منطقه است. این عامل در نزدیکی ساحل اثر بسیار زیادی در تغییر روند رسوب‌گذاری دارد و با افزایش فاصله از ساحل و افزایش عمق آب دریا اثر آن کاهش می‌یابد (شکل 8). با توجه به اینکه توالی پنجم چاههای مطالعهشده براساس رخساره‌ها و محیط تشکیل‌دهندة آنها در اعماق کم قرار گرفته است، می‌توان نتیجه گرفت که انرژی حاصل از امواج در انتقال رسوبات توالی بررسی‌شده نقش مهمی دارد. انرژی محاسبه‌شده برای انتقال رسوبات در این توالی براساس محدودة عمق فعال موج، KW/m2/48 است (رابطة 3).
شکل 8- ارتباط انرژی حاصل از امواج با عمق فعال موج در توالی پنجم چاههای انتخابی حوضة رسوبی سازند آسماری در دشت آبادان
Fig 8- Correlation of wave energy with active wave depth in the fifth sequence of selected wells of the Asmari Formation sedimentary basin in the Abadan Plain
بررسی میزان تأمین رسوب در هریک از توالی‌ها به تعیین میزان سرعت جریان آب در انتقال رسوبات در حوضة رسوبی سازند آسماری منجر شده است. در توالی رسوبی اول بیشترین میزان تأمین رسوب در چاههای واقع در بخش‌های شمالی مدل ازجمله کوشک a، آزادگان b و جفیر a صورت گرفته است؛ بنابراین سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات در چاههای بیان‌شده افزایش یافته است (جدول 5؛ شکل 9- الف). ضریب انتشار آب نیز با توجه به رخساره‌های عمیق تشکیل‌شده در این بخش از توالی با اندازة رسوبات و محیط رسوبی کنترل می‌شود (Hawie et al. 2015)؛ بنابراین ضریب انتشار محیط عمیق پلاژیک، Km2/kyr4/2 و میانگین شیب تشکیل‌شده در حوضة بررسی‌شده m/km35 با نرم‌افزار Dionisos Flow محاسبه شده است. با تعیین چنین پارامترهایی میزان جریان آب (Qw) در ابتدای توالی اول m3/s 9488 تخمین زده شده است (شکل 9- الف). با گذشت زمان و با کاهش میزان تأمین رسوب، سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات m3/s6116 محاسبه شده است (جدول 5؛ شکل 9- ب).
در دستة رخسارة تراز پیش‌روندة توالی دوم چاهها و در بازة زمانی My29 - 27 به دلیل بالابودن سطح نسبی آب دریا، میزان تأمین رسوب افزایش یافته است؛ بنابراین سرعت جریان آب در انتقال رسوبات تشکیل‌دهندة این بخش از توالی نسبت به قسمت‌های انتهایی توالی که با کاهش 10 متر از سطح جهانی آب دریا طبق منحنی Haq et al. 1988 همراه است، افزایش بارزی را نشان می‌دهد. ضریب انتشار محیط فوقانی رمپ داخلی در این توالی، Km2/Kyr3/1509 تخمین زده شده است؛ به بیان دیگر سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات ماسه‌سنگ، آهکی، ماسه‌سنگ شیلی، شیل و آهک دولومیتی حداکثر 7005 متر مکعب بر ثانیه (m3/s) تخمین زده شده است (شکل 9- پ). با گذشت زمان در دستة رخسارة تراز بالا، کاهش میزان تأمین رسوب در این بخش از توالی به کاهش ضریب انتشار آب در محیط رمپ داخلی تا میزان Km2/Kyr 8/568 منجر شده است؛ بنابراین میزان جریان آب برای انتقال رسوبات در بخش انتهایی توالی دوم به‌ویژه در چاه جفیر a و حسینیه a کاهش یافته است (شکل 9- ت). در ابتدای توالی سوم چاهها به دلیل بالاآمدن 25 متر سطح جهانی آب دریا در چاههای دارخوین c و امید a، فضا برای تجمع رسوبات افزایش یافته و به همین ترتیب میزان تأمین رسوب در این بخش از توالی افزایش می‌یابد؛ بنابراین سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات در بخش‌های شمال شرقی مدل افزایش یافته است. سرعت جریان آب در انتقال رسوبات در چاههای واقع در شمال مدل به دلیل تأثیر فرایندهای تکتونیکی (بالاآمدگی کف حوضه) کاهش یافته است (جدول 5؛ شکل 9- ث). در سیستم تراکت تراز بالای توالی سوم و با کاهش سطح جهانی آب دریا، سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات ماسه‌سنگی، ماسه‌سنگ شیلی، آهک ماسه‌ای و شیلی m3/s 5105 تخمین زده شده است (شکل 9- ج). با گذشت زمان در دستة رخسارة تراز پیش‌روندة توالی چهارم چاهها به دلیل پایین‌افتادگی کف حوضه در چاههای حسینیه a، کوشک a، آزادگان b و جفیر a، سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات زیاد شده است (m3/s 7105)؛ (شکل 9- چ)؛ به همین ترتیب در قسمت‌های انتهایی توالی با کاهش سطح آب دریا، میزان تأمین رسوب کاهش یافته است و به کاهش ضرایب انتشار آب در رسوبات (Km2/Kyr 535) تشکیل‌شده منجر می‌شود (شکل 9- ح). با گذشت زمان در توالی پنجم چاهها با کم‌عمق‌شدن محیط، افزایش سرعت جریان آب برای انتقال رسوبات در چاههای امید a و دارخوین c صورت گرفته است (شکل 9- خ). در انتهای توالی پنجم چاهها، کاهش سطح جهانی آب دریا به کاهش سرعت جریان آب در انتقال رسوبات منجر شده است (شکل 9- د).
شکل 9- مدل میزان جریان آب در انتقال رسوبات در هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در دشت آبادان در واحد زمان
Fig 9- Model of water flow rate in sediment transportation in each of the sequences of wells in the Abadan Plain per unit time
نتیجه
بررسی مدل‌سازی چینهای رو به جلو در توالی‌های رسوبی سازند آسماری در 5 میدان نفتی مطالعهشده در حوضة زاگرس نشان می‌دهد میزان رسوب‌گذاری در هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها در کنترل دو پارامتر اصلی ازجمله تغییرات سطح جهانی آب دریا و فرایندهای تکتونیکی حاکم بر منطقه (بالاآمدگی و پایین‌افتادگی کف حوضه) است.
- در این مطالعه میزان تأمین رسوب در واحد زمان روندی افزایشی- کاهشی دارد. افزایش میزان تأمین رسوب با افزایش سطح جهانی آب دریا و فرایندهای تکتونیکی تأثیرگذار و کاهش میزان تأمین رسوب با کاهش جهانی سطح آب دریا همراه است.
- بیشترین میزان تأمین رسوب در بین توالی‌های رسوبی مطالعهشده در سیستم تراکت تراز پیش‌روندة توالی چهارم چاهها، Km3/My 14506 تخمین زده شده که با رسوبات ماسه‌سنگی، ماسه‌سنگ شیلی و شیل تأمین شده است.
- ارزیابی‌های صورت‌گرفته در این مطالعه نشان داده عوامل مؤثر بر انتقال رسوبات، جریان آب و انرژی حاصل از امواج است؛ بنابراین با تعیین میزان تأمین رسوب در هریک از توالی‌ها، انرژی حاصل از امواج و سرعت جریان آب در انتقال رسوبات در ناحیة دشت آبادان محاسبه شده است.
- انرژی حاصل از امواج آب در توالی پنجم چاهها، KW/m 2/48 تخمین زده شده که با افزایش عمق در توالی‌های رسوبی پایین‌تر تأثیر انرژی موج کاهش یافته است.
- بررسی سرعت جریان آب در حوضة رسوبی سازند آسماری در دشت آبادان نشان داد میزان جریان آب در انتقال رسوبات تحت کنترل پارامترهایی همچون اندازة رسوبات، محیط رسوبی، تغییرات جهانی سطح آب دریا و فرایندهای تکتونیکی حاکم بر حوضة رسوبی است.
- مطالعة حاضر در حوضة رسوبی سازند آسماری در دشت آبادان نشان می‌دهد میزان تولید کربنات در توالی‌های رسوبی مطالعهشده تابعی از زمان تشکیل هریک از توالی‌های تشکیل‌دهندة چاهها و عمق تشکیل رخساره در آب است. در عمق 10متری از آب و در محیط بخش تحتانی رمپ داخلی که جزئی از محیط رمپ داخلی است، افزایش رسوب‌گذاری کربنات‌ها تا m/My198 در ابتدای توالی دوم چاهها در بازة زمانی My 29-27 توسط چاه جفیر a، امید a و حسینیه a تأمین شده است
)
