بخشی از مقاله
چکیده
روشهای ژئوفیزیکی به صورت گسترده ای در اکتشاف نفت و گاز استفاده میشوند. گرانی سنجی از جمله روشهای ژئوفیزیکی است که فواید فراوانی در این مورد دارد. گرانی سنجی کاربرد زیادی در شناسایی ساختارهای مستعد زمین شناسی برای تشکیل و ذخیره سازی نفت و گاز دارد. که میتوان به کمک آن گنبد های نمکی، چین خوردگی طاقدیسی، بالا آمدگی های گنبدی شکل در سکوی قاره ای و توده های ریفی را شناسایی نمود. در این پژوهش با استفاده از داده های گرانی سنجی به منظور اکتشاف اولیه منابع هیدروکربوری بروی بخشی از سازند قم به مدلسازی سه بعدی سنگ بستر پرداخته شده است. برای اینکار از زبان برنامه نویسی MATLAB استفاده گردیده که بر مبنای روش اولدنبرگ-پارکر کد آن نوشته شده است. در نهایت خروجی هندسه سنگ بستر با داده های زمین شناسی و حفاری های انجام شده مطابقت بسیار خوبی داشت.
مقدمه
در ژئوفیزیک اکتشافی بررسی و مطالعه بی هنجاری های گرانی - بوگه - از دیرباز برای اکتشاف نفت و معدن مورد استفاده قرار گرفته ولی از سابقه کمتری در مطالعات آب، ژئوتکنیک و مهندسی برخوردار است. مبنای مطالعات گرانی در اکتشاف، ناهمگونی محلی چگالی کانی ها و سنگ هاست. سنگ بستر که یک اختلاف چگالی با سنگهای رسوبی روی خود دارد یکی از اهداف بسیار مهم در پروژه های نفتی، اهداف عمرانی و ... میباشد که توس همین اختلاف چگالی بوسیله روش گرانی سنجی قابل شناسایی و تصویر سازی است. در ادامه به برخی پژوهش ها که برای شناسایی سنگ بستر صورت گرفته اشاره میشود.
در سال 1386 آقایان دکتر ابراهیم زاده اردستانی و عنبران با استفاده از مجموعه ای از منشورهای کنار هم چیده شده و در مقاله ای جداگانه در همان سال دکتر متشرعی و دکتر زمردیان با استفاده از روش وارون تکراری صفحه نامحدود به تعیین هندسه سنگ بستر پرداختند. . الدنبرگ در سال 1974 با استفاده از الگوریتم پارکر موفق به ارائه معادلاتی برای وارون سازی داده های گرانی برای تعیین توپوگرافی سنگ بستر در حالت سه بعدی با فرض اختلاف چگالی یکنواخت بین سنگ بستر و مواد بالای آن در حوزه فوریه گردید. اندازه گیری های گرانی سنجی مورد نظر در بخشی از سازند قم صورت گرفته اند که با بررسی های زمین شناسی دارای احتمال وجود تله های نفتی میباشد.
تئوری روش
الدنبرگ معادله زیر را برای محاسبه عمق سنگ بستر از بی هنجاری گرانی ، با استفاده از فرمول پارکر بشکل زیر ارائه کرد: F - J - تبدیل فوریه بی هنجاری گرانی ، G ثابت جهانی گرانش ،
اختلاف چگالی بین سنگ بستر و مواد بالای آن، k عدد موج ، h - x - عمق رسوبات بالای سنگ بستر و z0 عمق متوس مرجع است. این فرمول به ما اجازه میدهد تا بوسیله روش وارون تکراری ، توپوگرافی سنگ بستر را تعیین کنیم. هنگامیکه و z0 شناخته شده هستند - یا فرض می شوند - ، این معادله می تواند بطور مکرر برای محاسبه h - x - به شیوه زیر بکار برده شود: اولین مقدار h - x - - برای اولین تکرار یک راه حل حدسی یا h - x - =0 رضایت بخش است - بمنظور محاسبه سمت راست معادله بالا مورد استفاده قرار می گیرد. سپس تبدیل فوریه وارون این کمیت یک مقدار جدید را برای توپوگرافی بوجود می آورد. فرایند تکرار ادامه دارد تا زمانیکه به معیار همگرایی برسیم یا ماکزیمم تعداد تکرار کامل شود.
در مسئله های گرانشی بی هنجاری های با طول موج کوتاه توس ساختارهای نزدیک به سطح تولید می شوند. بنابراین اگر به وارون سازی یک بی هنجاری گرانشی نیاز داشته باشیم که منبع آن در عمق زیادی قرار دارد ، پس باید اطلاعات مربوط به طول موج های کوتاه را که احتمالا حاصل از ساختارهای نزدیک به سطح می باشند را فیلتر نمائیم. این نوسانات با فرکانس بالا می توانند توس حاصلضرب سمت راست معادله بالا در یک فیلتر پائین گذر مناسب B - k - حذف شوند. این فیلتر بصورت زیر ارائه میشود:
در این فیلتر WH فرکانس قطع کوچک و SH فرکانس قطع بزرگ می باشد. این شکل فیلتر تنها یکی از شکل های فراوانی است که می توانند انتخاب شوند. برای هر پروفایل گرانشی ، پارامترهای فیلتر WH و SH می توانند سرشکن شوند بطوریکه فرایند تکرار همگرا شود. اگر با سرشکن کردن پارامترهای فیلتر، تنها واگرایی فرایند تکرار یا همگرایی نسبت به یک توپوگرافی بدست آید که دارای یک میدان گرانشی است که با داده های مشاهده شده مطابقت ندارد ، پس اختلاف چگالی فرض شده و یا تراز z0 در معادله اول باید سرشکن گردند.
زمین شناسی محدوده مورد نظر
ساختارهای زمین شناسی قم نشان میدهد که ظرفیتهای خوبی برای تولید نفت و گاز در این استان وجود دارد. سن سازند قم الیگوسن میانی - پایانی تا میوسن پیشین و آن را معادل سازند آسماری در زاگرس می دانند. نام این سازند از شهر قم واقع در ایران مرکزی گرفته شده و به مجموعه رسوبات دریایی حوضه قم گفته میشود که در زمان الیگوسن میانی و پسین تا میوسن پیشین ، با پیشروی دریا به سمت شمال غرب و بصورت غیر همزمان انجام شده که سازند قم همان رسوبات کم عمق آهک و مارن مربوط به این پیشروی دریا به حساب میآید . حرکات تکتونیکی باعث نامتعادل شدن حوضچههای رسوبی دریایی و ایجاد میان لایههای کولابی شده است . در میوسن پیشین سنگ آتشفشانی بازیک دیده میشود .
ضخامت و درصد آهک و مارن متغیر میباشد و در نیمه جنوبی ورقه ، دارای بیشترین گسترش است . قدیمی ترین لایه سازند قم در ناحیه کوه های جنوب و مغرب کاشان به صورت شیل های سبز فسیل دار ظاهر می شود که با لایه های کنگلومرائی سازند قرمز زیرین حالت بین لایه ای دارد، ولی به طور جانبی به سازند قم تبدیل می شود. در مشرق ایران مرکزی، تشخیص سازند قم از لایه های قرمز رنگ مشکل است، حد شمال غرب آن در ناحیه ساوه و همدان واقع است که ضخامت آن 500 تا 2300 متر اندازه گیری شده است. به علاوه سازند قم در ناحیه تکاب، میانه و اطراف دریاچه ارومیه دیده می شود.
