بخشی از مقاله
مقدمه
اندازه و شکل تخلخل، کمیت و کیفیت شبکه ارتباطی بین منافذ و نسبت انـدازه گلوگاههـا بـه فضـای خـالی در کیفیـت مخزنی و میزان بازدهی سنگ مخزن تأثیر بسیار دارد . بنابراین مطالعه و شناخت عوامل یـاد شـده، در بهینـه سـازی بهـره برداری از مخازن اهمیت ویژهای دارد. نمودار FMS که یکی از انواع نمودارهای الکتریکـی تصـویرگر میباشـد، قـدرت
بررسی پارامترهای ساختمانی مانند امتداد و شـیب و سـاختارهای رسـوبی ماننـد نـواحی متخلخـل و لایهبنـدی را دارد
.(Prenesky, 1999) توانمندی این ابزار در تعیین پارامترهای ساختمانی مانند شکستگیها و سـاختارهای اسـتیلولیتی، بـا
انجام مطالعات تطابق نتایج نمودارFMS 1 و مغزه در تعیین پارامترهای فوق، در میادین مختلفی در دنیا و از جمله ایـران، اثبات شده است. از آن جمله میتوان به مقایسه نتایج به دست آمـده از نمـودار FMS و مغـزه در تعیـین شکسـتگیهای
سازند آسماری و مطالعه بر روی توانایی نمودار FMS در تشخیص این پارامتر اشاره کـرد( آقـاجری و سـادات مـولایی،
1390و.(Khoshbakht et.al, 2009 با توجه به اینکه نمودار FMS مناطق رسانا و نارسانا را از یکدیگر تفکیک میکند، در
نتیجه امکان تعیین نواحی متخلخل که به علت نفوذ گل حفاری رسانا، به رنگ تیره نمایان میشوند را دارد ( Mahmoud .(Akbar, 2003 ارزیابی کلی تخلخل و لیتولوژی به کمک نمودار FMS در کنار نمودارهای پتروفیزیکی، مغـزه و مقـاطع
نازک، در برخی سازندهای ماسه سنگی مناطق مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است Tovaglieri, 2012) وSilva , 2003
و .(Kovak, 2009 بسیاری از سازندهای کربناته که قابلیت تولید دارند، دارای سیستمهای پیچیده تخلخل با طیف وسـیع تغییرات از تخلخل اولیه تا ثانویه میباشند. تخلخل ثانویـه ممکـن اسـت شـامل تخلخـل کانـالی2، حفـرهای3، قـالبی4 و شکستگی باشد. همچنین ممکن است ماتریکس یک دست یا تخلخل میاندانهای اولیه، در اثر فرایندهای سیمانی شدن به صورت تکه تکه5 در آید .(Choquette e and Pray, 1970) در ایـن حالـت، تخلخـل بـر روی نمودارهـای پتروفیزیکـی (چگالی، نوترون، صوتی) به صورت توزیعهای یکنواخت دیده میشود و به علت وضوح پایین این چنین نمودارها، ایـن نوع تخلخلها یا به صورت اشتباه تخمین زده میشوند، یا کاملا از آنها چشمپوشی میشود. در صورتی که نمـودار FMS دارای قدرت تفکیک و پوششدهی بالایی در تعیین انواع تخلخلهای فوق است .(Mahmoud Akbar, 2000)
با توجه به دانش یافته شده، مطالعه کامل و جزئی در تعیین هندسه تخلخل به کمک نمودار FMS و قابلیت ایـن نمـودار
در تشخیص پارامتر فوق، در ایران صورت نگرفته است. هدف اصلی در این مقاله، در راستای بررسیهای مخزنی، انجـام
مطالعات اعتبارسنجی نمودار تصویری FMS و تلفیق و مقایسه آنها با ویژگیهای پترولوژیکی سنگ مخزن است کـه بـه منظور تعیین هندسه تخلخل در سازند کربناته مزدوران (ژوراسـیک بـالایی) در یکـی از میـادین شـرق حوضـه کپـه داغ میباشد. در این راستا، مطالعه هندسه تخلخل که در واقع ارزیابی شکل و اندازه فضـاهای خـالی اسـت، در بررسـیهای
مخزنی نقش کلیدی ایفا میکند.
1 Formation Micro Scanner 2 Channel 3 Vuggy 4 Moldic 5 Patchy
47
مجله زمین شناسی نفت ایران، سال سوم، شماره 5، 1392
.2 هندسه تخلخل1
اندازه و شکل تخلخل رابطه تنگاتنگ با روند تشکیل آن در محیطهای رسوبی و محیطهای دیاژنزی سـنگ دارد. در ایـن مقاله به دلیل ضرورت بحث، مروری گذرا بر طبقهبندی سنگهای کربناته و تعمیم آن بـر سـنگ آهکهـای مـزدوران در منطقه مورد مطالعه مفید میباشد.
تخلخل در سنگهای کربناته با توجه به زمان و محیط تشکیل آنها به دو گروه در حین رسوبگذاری و بعد از رسوبگذاری
تفکیک میشود: گروه اول، هنگام رسوبگذاری و تحت شرایط محیط رسوبی تشکیل شده است. سنگ آهکهای درشـت
دانه با بافت تخریبی، از این نوع بوده که تخلخل در آنها درون دانهای یا بین دانهای میباشد.
تخلخل نوع دوم که تشکیل آن بعد از رسوبگذاری و در محیطهای دیاژنزی انجام گرفته، از تنوع زیادی برخوردار اسـت.
سطوح لایهبندی، شکستگی، گسل، حفرههای انحلالی، فضاهای بین بلوری و بسیاری انـواع دیگـر، در ایـن گـروه قـرار
میگیرند (سحابی، .(1385
معمولا مطالعه هندسه تخلخل در برشهای رخنمون شده روی دیواره چاه، به کمک تحلیل ماکروسکوپی و میکروسکوپی
مغزه2 انجام میشود. هزینه بالای مغزهگیری و نیز عدم دسترسی به مغزههای تهیه شده قبلی، مشکلاتی را در عمـل بـرای
مطالعاتی از این دست به وجود آورده است. اگرچه هیچ مطالعهای نمیتواند جایگزین دادههای مغزه شود امـا بـا مطالعـه
نمودار تصویری FMS و تلفیق آنها با پترولوژی تخلخل به کمک مقاطع نازک حاصل از خردههای حفاری، مخصوصا در مواردی که مغزه وجود ندارد، میتوان تا حدود زیادی ابعاد ماکروسکوپی (سطوح لایهبندی، حفرههـای انحلالـی و ...) و میکروسکوپی (ویژگیهای بافتی و دیاژنزی) هندسه تخلخل را شناسایی کرد. مهمتر آنکه در این روش، تمـام ضـخامت حفاری شده به طور ممتد و متوالی، مورد برداشت و بررسی قرار میگیرد. مطالعـه پارامترهـای صـفحهای نظیـر سـطوح لایهبندی، شکستگیها و سطوح استیلولیتی روی نمودار FMS پیشنهاد شده است .(Serra,1989) در ایـن قسـمت نتـایج حاصل از نمودارFMS با واقعیت پترولوژی نمونهها در مقاطع نازک، برای تعیین هندسه تخلخل، ردیابی، مقایسه و تلفیـق شده است.
.3 زمین شناسی منطقه
میدان مورد بررسی یکی از میادین عظیم گازی درشرق حوضه کپهداغ بوده که مخزن اصلی آن سازند کربناته مزدوران بـا سن ژوراسیک بالایی است که عمدتا از جنس آهکهای ضخیم لایه با میان لایههایی از شیل و مارن میباشد.
بخشهای کربناته شامل سنگ آهکهای درشت دانه و غنی از خردههای فسیل و قطعات اسکلتی بـا بافـت بیوکلاسـتیک است. در برخی از دانههای اسکلتی در اثر انحلال بخشی، فضاهای خالی درون دانهای3 به صورت قالبهـای داخلـی بـه
وجود آمده است. برخی از این قالبها با سیمان کلسیتی پر شده و بـه قالبهـای پـر شـده کلسـیتی4 تبـدیل شـده انـد (سحابی،1385 و شکل .(3
ضمن آنکه بخشی از فضاهای بین دانهای که همچنان خالی باقی مانده، به نوبه خود تخلخل بین دانهای5 را در بافت سنگ تشکیل دادهاند (شکل.(2
1 Geometry of porosity 2 Core analysis 3 Intraparticle porosity 4 Calcite cement casts 5 Interpartice porosity
48
مقایسه نتایج حاصل از نمودار تصویری FMS با دادههای مقاطع نازک ...
از دیگر شاخصههای سازند مزدوران، گسترش دولومیتی شدن در سنگ آهکهای قدیمی است که به طرف شـرق میـدان
شدت بیشتری یافته است. فرآیند دولومیتی شدن با ایجاد تخلخل بین بلوری1، کیفیت مخزنی سازند مزدوران را در میدان
مورد مطالعه، افزایش داده است (شکل.(1
.4 روش مطالعه
برای مطالعه تغییرات لیتواستراتیگرافیک و بررسی عملکرد نمودار تصویری FMS در سازند مخزنی مزدوران، چاه A که با
گل آب پایه و اشباع نمکی حفاری شده، در یکی از میادین گازی در شرق حوضه کپه داغ انتخاب شد. در این چاه سری کامل مقاطع نازک حاصل از خردههای حفاری و نمودار FMS در دسترس میباشد.
ویژگیهای بافت شناسی و فرایندهای دیاژنزی سازند کربناته مزدوران با نگاه خاص بر هندسه تخلخل بـر اسـاس منشـأ
رسوبی یا غیررسوبی آن (سحابی، (1385 با مطالعه تعداد 119 مقطع نازک، بررسی شد. تخلخل رسوبی به صورت درون
دانهای و بیندانهای و تخلخل غیر رسوبی به اشـکال مختلـف از جملـه بازشـدگیهای اسـتیلولیتی، سـطوح شکسـتگی،
حفرههای انحلالی(کارستی) و فضاهای بین بلوری در بافتهای دولومیتی، شناسایی و مشخص شد. لازم به ذکر است در
این مطالعه به علت عدم وجود مقاطع حاصل از مغزه در چاه مورد نظر، از مقاطع حاصل از خردههـای حفـاری اسـتفاده
شده است.
فضاهای خالی با توجه به اندازه آنها، روی نمودار FMS به علت نفوذ گل حفاری، به صورت لکهها و یا نقاط پراکنده سیاه رنگ، نمایان میشوند. لکههای بزرگ مربوط به قالبها و حفرههای انحلالـی بـزرگ مقیـاس میباشـد. علـی رغـم اینکـه تخلخلهای اولیه بیندانهای و بینبلوری معمولا به صورت یکنواخت و لایهای هستند، روی نمودار FMS به علـت مقیـاس کوچک این تخلخلها، به صورت نقاط سیاه رنگ و اندکی پراکنده نمایان میشوند. پس از آنکه محل و موقعیت فضـاهای خالی روی نمودارFMS مشخص شد، نتایج پترولوژیک از مقاطع نازک مربوط به همان عمق، روی نمودار FMS ردیـابی و با آن تطبیق داده شده است. به این ترتیب دادههای نمودار FMS با نتایج مطالعات مقاطع نازک، تلفیـق و تکمیـل شـده تـا هندسه تخلخل روی دیواره چاه مشخص شود. با توجه به اینکه هدف در این مطالعه، بررسی کارایی نمودار FMS در تعیین
هندسه تخلخل میباشد، لذا در این مقایسه حضور این پارامتر در اعماقی که نمودار FMS آنها را تعیـین کـرده اسـت، روی
مقاطع نازک جستوجو میشود و از مطالعه کمی وجزئیاتی مانند میزان دقیق تخلخل صرف نظر شده و بر کلیاتی همچون وجود تخلخل، نوع و هندسه آن تمرکز شده است.
در آخر جهت کنترل نتایج تعیین نوع تخلخل توسط نمودار FMS و مقاطع نازک، نمودار انحراف سرعت2 و نمودار چگالی
شکستگیها نسبت به عمق3 نیز ترسیم شده تا تأثیر شکستگیها روی تخلخل نیز مشخص شود.
.5 بحث، ردیابی و مقایسه دادهها
در این قسمت چند مورد از نمایش تخلخل روی نمودار FMS و ردیابی و مقایسه ویژگیهای پترولوژیکی از مقاطع نازک در عمق مربوطه آمده است. در بعضی از نمونهها به دلیل کوچک بودن اندازه خرده سنگها و قطع شدگی فضـای خـالی و
بافت سنگ طی حفاری، محدودیتهایی به وجود میآید.
1 Intercrystalline porosity 2 Velocity Deviation Log 3 Fracture Density
49
مجله زمین شناسی نفت ایران، سال سوم، شماره 5، 1392
در مطالعه پیش رو نمودار FMS توسط نرم افزار Geoframe مورد پردازش و تفسیر قرار گرفته است. توسـط مـدولهای
مختلف این نرم افزار ابتدا تصحیحات محیطی و حفاری انجام گرفته، سپس تصحیحات سـرعت و تصـحیحات هندسـی
نمودار مانند تعداد دکمههای به کار گرفته شـده در نمـودارگیری و پـس از آن فیلترهـای تقویـت کنندهاضـافه میشـود.
همچنین جهت انجام تطبیق عمق1 و هم عمق کردن نمودار مقاومت با جریان از مدول Borscale در نرم افزار Geoframe
استفاده شده است.
لازم به ذکر است که خردههای حفاری بر اساس زمان تأخیر2 برگشت گل از نظر عمقی تطابق داده شده است. همچنـین
لازم به ذکر است چون نمودار FMS در چاههای حفاری شده با گلهای پایه آبی رانده میشود، تأثیر گـل حفـاری حتـی اگر وزن آن بالا باشد، روی این نمودار نا چیز است.
1 .5 تخلخل بین بلوری
این نمونه در عمق 3492 تا 3494 متری روی نمودار FMS، نقاط پراکنده سیاه رنگ که نشـان دهنـده تخلخـل کوچـک
مقیاس است را نشان میدهد. به منظور تعیین نوع دقیق تخلخل، به مطالعه مقاطع نازک در عمـق 3492 تـا 3494 متـری پرداخته و مشاهده شد که در این عمق، گرینستون و وکستون دولومیتی شده وجود دارد. بنایراین تخلخل موجود در ایـن
مقطع که وجود آن روی نمودار FMS نیز تأیید شده، تخلخل بیندانهای و بینبلوری میباشد که در مقاطع نازک به رنـگ
صورتی کمرنگ درآمده است. با توجه به وجود دو نوع تخلخل، یعنی تخلخـل بیندانـهای و بـینبلـوری و عـدم امکـان
تفکیک آنها توسط نمودار FMS، این تخلخلها با یکدیگر تلفیق و باعث شدهاند که بـر روی نمـودار FMS ناحیـهای بـا تخلخل بالا (لکههای بزرگ تیره رنگ) نمایان شود (شکل .(A-1
همانطور که در شکل((B -1 مشاهده میشود بافت پکستون با تخلخل بین دانهای وجود دارد که به علت انحلال آنهـا و
ایجاد تخلخل قالبی بین ذرات آلوکم، محیطی متخلخل و تراوا برای حرکت هیدروکربن ایجاد شده است. شکل (C-1) و (D -1) دولومیتی شدن بافت وکستون و پکستون را نشان میدهد.در این مقاطع مشاهده میشود کـه ذرات دولومیـت در میان ذرات آلوکم قرار گرفتهاند و در واقع اختلاف لیتولوژی باعث ایجاد تخلخل شده است. همچنین فراوانی دولومیتها همراه با تخلخل بین بلوری و انحلال همراه با دولومیتی شدن باعث شده تا تخلخلهـای بـین دانـهای بـه هـم متصـل و
تراوایی مناسبی در این نواحی به وجود آید.
1 Depth Match 2 Lag time
50
مقایسه نتایج حاصل از نمودار تصویری FMS با دادههای مقاطع نازک ...
شکل -1 مقایسه و ردیابی تخلخل بین بلوری و بین دانهای در نمودار FMS و مقطع نازک. (A نمودار FMS که در آن تخلخل کوچک مقیاس به صورت نقاط پراکنده تیره رنگ مشخص شده است. قسمتی از نمودار به علت تداخل تخلخلهای بین دانهای و بین بلوری به صورت حفرههای سیاه رنگ نمایان شده است. (B بافت پکستون همراه با تخلخل بین دانهای (بیضیهای آبی) که در اثر انحلال در برخی مناطق، تخلخلها به هم مرتبط شدهاند. (C ذرات دولومیت همراه با تخلخل بین بلوری و درون بلوری (بیضی آبی). (D بافت پکستون و وکستون دولومیتی شده. تبدیل کلسیت به دولومیت باعث تشکیل مجاری ارتباطی بین تخلخلهای بین دانهای شده و ناحیهای با تخلخل و تراوایی مناسب ایجاد شده است.
2 .5 تخلخل بین دانهای
در این نمونه روی نمودار FMS و در عمق 3314 متری، روند Foreset که نشان دهنده بافت گرینستون بوده و نقاط پراکنده
سیاه رنگ که نشان دهنده تخلخل کوچک مقیاس است، مشـاهده میشـود. روی نمـودار، تخلخـل حفـرهای هـم مشـاهده میشود اما در این مثال تخلخل بین دانهای به علت حجم بیشتر، مد نظر میباشد. توسط این نمودار به تنهایی نمیتوان نوع
دقیق تخلخل را مشخص کرد. با مطالعه مقطع نازک در عمق 3313 تا 3315 متری، ملاحظه میشود کـه تخلخـل مشـاهده شده روی نمودار FMS، از نوع تخلخل بیندانهای و در بافت دانه پشتیبان گرینستون بوده کـه نشـان دهنـده انـرژی بـالای محیط میباشد و وجود تخلخل در مقطع نازک با نمودار تصویری در همان عمق مطابقت دارد. گرینستون موجـود در ایـن
51
مجله زمین شناسی نفت ایران، سال سوم، شماره 5، 1392
مقطع به میزان اندک، سیمانی شده است اما چون سیمان رشد کافی نکرده تخلخل بین دانهای اولیه از بین نرفته و باقی مانده
است (سحابی،.(1385 همانطور که در شکل (B-2) مشاهده میشود، ابعاد این نوع تخلخل کوچک بوده امـا ذرات آلـوکم
که در اینجا االیت میباشد، توسط شکستگیهای ریز به هم متصل شدهاند و این مطلب باعث اتصال تخلخلهای بیندانهای
و افزایش تراوایی شده به طوری که در برخی نواحی، وجود هیدروکربن مشاهده میشود
