بخشی از مقاله

چکیده

مدل سازی سنگ منشأ به عنوان ابزاری مهم جهت دستیابی به منابع هیدروکربنی و کاهش ریسک اکتشاف نفت و گاز به شمار می آید. روش های مختلفی برای ارزیابی سنگ منشأ وجود دارد که می توان به روش پیرولیزحرارتی، استفاده از ضریب انعکاس ویترینایت ، استفاده از شاخص دگرسانی حرارتی و مدل سازی حرارتی اشاره کرد. در این مقاله ، با استفاده از نرم افزار مدل ساز Pars Basin Modeler-1D بلوغ حرارتی چاه کیش - 2 با دو روش اندیس زمان- حرارت - - TTI و EASY% Ro مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان می دهد که سازندهای فراقون و آغار مهم ترین سنگ های منشأ این چاه می باشند که وارد پنجره هیدروکربن زایی شده و به بلوغ حرارتی رسیده اند ولی سازندهای گدوان و کژدمی به پنجره هیدروکربن زایی نرسیده و لذا از بلوغ حرارتی برخوردار نمی باشند. هم چنین از دو روش مدل سازی حرارتی مذکور، روش EASY% Ro تطابق بهتری را با داده های اندازه گیری شده Ro و Tmax در آزمایشگاه، از خود نشان می دهد. بر اساس مطالعات تکمیلی که نشان از وجود کروژن نوع III دراین سازندها دارد و با توجه به میزان بلوغ برآورد شده می توان نتیجه گرفت این دو سازند مولد گاز هستند که می توانند در سازندهای کنگان و دالان به دام افتاده باشند.

واژههای کلیدی: سنگ منشأ، مدل سازی حرارتی، بلوغ حرارتی، پنجره هیدروکربن زایی

-1 مقدمه

به منظور شناسایی کیفیت سنگ منشاء از لحاظ وضعیت بلوغ و پتانسیل هیدروکربن زاییمعمولاً از روش بررسی نمونه های حاصله از چاه های حفر شده در منطقه استفاده می شود. بدین منظور پارامترهایی چون ضریب انعکاس ویترینایت - Ro - و میزان کل کربن آلی - TOC - موجود در رسوبات اندازه گیری می شود. مطالعه تاریخچه تدفین - Burial history - یکی از روش های غیرمستقیم به منظور ارزیابی سنگ های منشأ یک حوضه جهت پی بردن به وضعیت بلوغ و درجه پختگی مواد آلی ، عمق و زمان تشکیل نفت آن است - رضایی، . - 1387 افزایش زمان و عمق تدفین اثرات قابل ملاحظه ای روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی هیدروکربن های تولید شده دارد.

تغییر و تحولات حاصل از این فرآیند باعبارت پختگی یا بلوغ ماده آلی بیان می شود. باشروع تدفین رسوبات، دما باتوجه به گرادیان حرارتی افزایش می یابد وموادآلی به تدریج ازکربن وهیدروژن غنی می شوند. این فرآیندتاحصول هیدروکربن خالص ادامه می یابد.تاریخچه حرارتی - - Thermal historyبیانگراین افزایش دمادرطول زمان است.بلوغ حرارتی سنگ منشأ، فاکتوری مهم در کنترل تولید هیدروکربن به شمار می آید - . - Waples'1985 متداول ترین روش برای ارزیابی بلوغ حرارتی، مقادیر بلوغ به دست آمده از نمونه های مربوط به چاه است.درمناطقی که امکان اندازه گیری مستقیم وجود ندارد، روش هایی برای محاسبه بلوغ گسترش یافته و بلوغ حرارتی سنگ منشأ در هر زمان از طریق مدل سازی تاریخچه تدفین مربوط به آن بازسازی می شود. - Waples'1985 -

بلوغ سنگ های منشأ تابع دما، زمان و عمق تدفین رسوبات می باشد. بدین منظور مدل سازی حرارتی - - Thermal modelingروشی است که برای سنجش میزان بلوغ سنگ های منشأ بکار می رود.نرم افزارهای مختلفی برای مدل سازی حرارتی وجود دارد، از جمله آن ها می توان به Pars Basin Modeler یا به اختصار PBM که یکی از جدیدترین آن ها می باشد اشاره کرد. این نرم افزار در ایران و در مرکز مطالعات و پژوهش های اکتشاف و تولید پژوهشگاه صنعت نفت طراحی گردیده است که از لحاظ طراحی نرم افزاری ، استفاده از نمودارها و اشکال مختلف و تطبیق مدل بدست آمده از آن با مطالعات زمین شناسی ساختمانی و چینه شناسی و مطالعات آزمایشگا هی و ژئوشیمیایی و تطبیق TTI این نرم افزار با TTI دستی محاسبه شده ، از بهترین نرم افزارهای مدل سازی حرارتی است.هدف از این مقاله مدل سازی حرارتی برای تعیین زمان و عمق زایش هیدروکربن درچاه کیش- - K - 2 - 2 می باشد.

-2 معرفی منطقه مورد مطالعه

میدان گازی کیش در آبهای خلیج فارس در فاصله 30 کیلومتری شرق جزیره لاوان با انجام عملیات لرزهنگاری دوبعدی در سال 1968 میلادی مشخص گردید - شکل . - 1 اولین چاه این میدان در تاریخ 26 مه 1968 توسط شرکت اسکو برای ارزیابی پتانسیل هیدروکربوری افق آسماری، گروه بنگستان، خامی و دهرم حفاری شد. حفاری چاه شماره 2 برای ارزیابی گروه دهرم در تاریخ 8 دی 1383 آغاز و در عمق نهایی 4409 متری در سازند فراقون به علت مشاهده آب متوقف گردید. با انجام آزمایشات بهرهدهی، وجود گاز شیرین در سازندهای کنگان، دالان فوقانی، نار و دالان تحتانی به اثبات رسید.

-3 روش های ارزیابی سنگ منشأ

محققین روش های گوناگونی را در زمان های مختلف برای ارزیابی سنگ های منشأ نفت و گاز به کار بردهاند که هرکدام محدودیت ها و مزیت هایی دارند. ازجمله آن ها می توان به دوروش مستقیم پیرولیز حرارتی و پتروگرافی آلی و یک روش غیرمستقیم مدل سازی حرارتی اشاره نمود. در روش پیرولیز حرارتی دستگاه پیرولیزراک اول - Rock-Eval Pyrolysis - آنالیز نمونهها را بطور خودکار انجام داده و اطلاعات مفیدی را در مورد نوع ماده آلی، پتانسیل باقیمانده نمونه، کل کربن آلی - TOC - و تحول حرارتی ماده آلی ارائه میکند. پتروگرافی آلی شامل مطالعه مواد آلی توسط میکروسکوپهای با نور عبوری، نور انعکاسی و نور ماوراء بنفش میباشد واز مهم ترین آن یکی روش اندیس دگرسانی حرارتی - Thermal Alteration Index - است که در آن با افزایش حرارت باعث تغییر رنگ بعضی از ماسرال های کروژن گردیده و از رنگ زرد در مرحله نابالغ شروع و در نهایت به رنگ قهوه ای تیره تا سیاه در مرحله خیلی بالغ خاتمه می یابد. روش دیگر مطالعه با نور انعکاسی است که در آن با حرارت کروژن باعث منظم شدن لایه های غنی از آروماتیک موجود در ساختمان داخلی ماسرال ویترینایت گردیده و این رویداد ضریب انعکاس یا درخشش ویترینایت را به طور تدریجی افزایش می دهد.

-3-1 روش مدل سازی حرارتی

مدل سازی حرارتی مواد آلی امروزه به عنوان یک روش پیشرفته برای ارزیابی غیر مستقیم میزان بلوغ سنگ های منشأ و تعیین پنجره های نفت و گاززایی مطرح است و در این ارتباط، نرم افزارهای مدرن در اختیار زمین شناسان و ژئوشیمیست ها قرار گرفته است. این مدل برای توصیف رفتار هر یک از شاخص های حرارتی مانند انعکاس ویترینایت و همچنین برای توصیف تشکیل هیدروکربن به کار می رود.مدل سازی حرارتی در راستای شناخت بهتر حوضه های نفتی و گازی جهت فعالیت های اکتشافی و تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. زایش نفت از سنگ منشأ توسط دو پارامتر زمان و دما کنترل می شود . - waples, 1980 -

این پارامترها در قالب های مختلف ظاهر می شوند.هنگامی که رسوبات سریعاً به وسیله رسوبات بالایی تدفین می گردند فرآیند زایش نفت شتاب بیش تری می گیرد و ضخامت سازندها، مشخص کننده افزایش عمق تدفین سنگ منشأ طی نهشته شدن سازند است. هم چنین عمق تدفین با افزایش میزان حرارت ارتباط مستقیم دارد. هنگامی که سنگ منشأ در مدت زمان کافی در اعماق یا حرارت مناسب قرار گرفت زایش هیدروکربن از آن آغاز می شود. دما مهم ترین فاکتور کنترل کننده زایش نفت است، زیرا زمان در دمای پایین - کمتر از - 50 نمی تواند یک سنگ منشأ را به مرحلأ زایش نفت برساند. در مقابل در دمای بالای 130 پختگی، خیلی سریع رخ میدهد و تنها در بازه زمانی 70-100 است که زمان نقش عمده ای دارد.

هم چنین دمای بالا باعث رسیدن پختگی بالا در یک دوره کوتاه زمین شناسی می گردد - . - waples, 1980برای انجام مدل سازی حرارتی از روش های مختلفی استفاده می شود که یکی از آن ها روش اندیس زمان-حرارت - - TTI - Time- Temperature Index - است که در آن برای محاسبه بلوغ حرارتی نیاز به مطالعه تاریخچه تدفین و تاریخچه حرارتی منطقه مورد نظر می باشد. لوپاتین - - Lopatin در سال 1971 این روش را معرفی نمود که به وسیله آن تأثیر عوامل زمان و درجه حرارت در محاسبه بلوغ حرارتی مواد ارگانیکی رسوبات، در نظرگرفته شده است. در این مرحله منحنی های تاریخچه تدفین و شبکه های حرارتی بدست آمده را باید روی یکدیگر منطبق نمود.

از برخورد منحنی های تاریخچه تدفین با هریک از ایزوترم هانقاطی حاصل می شودکه این نقاط،زمان و فواصل دمایی راکه درمحاسبات مورداستفاده قرارمیگیرد،مشخص می نماید.در طی سال های اخیرکه ضریب انعکاس ویترینایت به عنوان شاخص بلوغ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته، مدل های مختلفی برای پیش بینی مقادیر Ro با توجه به عوامل زمان و دما ارائه گردیده است. لذا هر چند در آزمایشگاه ها مقدار Ro

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید