بخشی از مقاله
.1 مقدمه
آلکانهای نرمال (n-alkanes) به طور معمول برای شــناســایی منشــأ و بلوغ هیدروکربورها مورد اســتفاده قرار میگیرند. آلکانها نرمال
حاصـل از واکسهای سـطح پوشـشـی برگها (epicuticular leaf waxes) فراوانترین منشأ در رسوبات هستند و در محدوده - C24 C34 غالب میباشــند 2]،[1، در حالی که آلکانهای نرمال حاصــل از بلوغ حراتی ســنگ منشــأ ارجحیت کربنی فرد ( odd carbon (preference در محدوده آلکانهای نرمال C15 - C25 نشان میدهند 3]،4،5،.[6
بیومارکرها میتوانند برای تعیین نوع ماده آلی اولیه سنگ منشاء، محیط رسوبگذاری و شرایط حاکم بر آن، برای تطابق نفتها با همدیگر
و با سنگهای منشاء، تخمین بلوغ حرارتی نفتها، سن سنگ منشاء بوجود آورنده نفتها و همچنین در ارزیابی مهاجرت نفت و درجه تخریب زیستی آن مورد استفاده قرار گیرند .[7] علاوه بر این، بیومارکرها میتوانند برای تعیین لیتولوژی سنگ منشاء (کربناته یا شیلی
بودن آن) نیز مورد استفاده قرار گیرند .[8]
دشت آبادان با داشتن میادین نفتی همچون آزادگان، جفیر، دارخوین، حسینیه، ماهشهر، نوروز، هندیجان و کوشک با داشتن 35 تریلیون
فوت مکعب گاز و 56 میلیارد بشکه نفت به صورت درجا [9] دومین ایالت نفتی ایران بعد از فروافتادگی دزفول به شمار میرود (شکل .(1 سازند کژدمی در میدان نفتی آزادگان دارای دو بخش آهکی - شیلی (بخش بالایی) و ماسهسنگ آزادگان (بخش پایینی و معادل نهر
عمر در جنوب عراق و سازند بورگان در کویت) میباشد. سازند بورگان با سن کرتاسه پایینی - میانی عمدتا از ماسه سنگ و شیل
تشکیل شده که در سیستم دلتایی برجای گذاشته شده است. در برش الگو خود در کشور کویت بصورت یک طاقدیس عظیم (بورگان بزرگ، دومین مخزن بزرگ نفتی شناسایی شده جهان با 72 میلیارد بشکه ذخیره نفت) شناسایی شده است .[10] در ایران در بخش ماسهسنگ آزادگان 330 میلیون بشکه نفت با 30 درجه API به صورت درجا وجود دارد .[9] این مطالعه با هدف ارزیابی ژئوشیمیایی نفت مخزن آزادگان در میدان نفتی آزادگان صورت گرفته است. به همین دلیل تعداد 3 نمونه نفت از سه بخش شمالی (M-3)، مرکزی
(M-2) و جنوبی (M-1) میدان نفتی آزادگان مورد آنالیز قرار گرفته است (شکل .(1
شکل :1 موقعیت میدان نفتی آزادگان نسبت به میادین همجوار
22
بررسی ژئوشیمیایی و تعیین خانواده های نفتی مخزن آزادگان...
.2 روش کار
1 .2 آسفالتنگیری و کروماتوگرافی ستونی
ابتدا آسفالتن نمونهها توسط روش استاندارد آسفالتنگیری از طریق اضافه نمودن نرمالهگزان از نفت خام تفکیک شد، سپس توسط
کروماتوگرافی ستونی نفت به برشهای اشباع، آروماتیک و قطبی (NSO) به ترتیب با استفاده از نرمال هگزان، بنزن و متانول تفکیک
شد.
2.2 کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی گازی - طیفسنج جرمی
اجزاء اشباع و آروماتیک توسط دستگاه کروماتوگرافی گازی با ستون موئین 30 متری (قطر داخلی 0/22 میلیمتر) متصل به یک تله
یونی در طیفسنج جرمی با مدل Finnigan MAT GCQ مورد آنالیز قرار گرفتند. برنامه دمایی 70 تا 300 درجه سانتیگراد و افزایش دمایی 4 درجه در دقیقه (4 oC min-1) با یک دوره همدمایی 15 (isothermal period) دقیقهای انجام گرفت. از هلیوم به عنوان گاز حامل استفاده گردید. برای مطالعات بیومارکری نیز نسبتهای m/z 191 و m/z 217 حاصل از دستگاه طیفسنج جرمی مورد اسنفاده
قرار گرفتند در شکل شماره 2 کروماتوگرام گازی و جرمی نفتهای مورد مطالعه آمده است.
23
زمین شناسی نفت ایران، شماره 6
M-1
M-2
شکل :2 کروماتوگرام گازی و جرمی نفتهای مورد مطالعه
24
بررسی ژئوشیمیایی و تعیین خانواده های نفتی مخزن آزادگان...
.3 بحث
در نمونههای نفتی مورد مطالعه اجزا اشباع، قطبی و آروماتیک به ترتیب بیشترین برش هیدروکربوری را به خود اختصاص دادهاند (جدول .(1 میزان ترکیبات اشباع از جنوب به سمت شمال میدان کاهش پیدا میکند این امر میتواند به علت کاهش بلوغ و یا درصد مواد قارهای وارده به حوضه رسوبی رخ داده باشد. با ترسیم نمودار مثلثی تیسوت و ولته [11] نفتهای مخزن آزادگان در میدان نفتی آزادگان در محدودهی پارافینی و پارافینی - نفتنی قرار میگیرند (شکل .(3
شکل :3 نتایج حاصل از کروماتوگرافی ستونی بر روی نمونههای مورد مطالعه (اقتباس از .([11]
1 .3 تعیین بلوغ حرارتی نفتهای مورد مطالعه
مقادیر شاخص ارجحیت کربنی (CPI) بدست آمده توسط نتایج حاصل از کروماتوگرافی گازی (GC) برای تمامی
نفتهای مورد مطالعه (0/93 - 0/98)، بلوغ نسبتا بالایی را برای آنها نشان میدهد (جدول .(1
نمودار تغییرات نسبت Pr/nC17 در برابر Ph/nC18 جهت ارزیابی بلوغ[12] در نمونههای نفتی مخزن آزادگان، حاکی از بالا بودن نسبی بلوغ (maturity) میباشد (شکل .(4
از میان تمامی نسبتهای بیومارکری مورد استفاده برای تعیین بلوغ حرارتی، نسبتهای به دست آمده بر مبنای واکنشهای ایزومریزاسیون و اپیمریزاسیون استرانهای C29 دارای اعتبار بیشتری هستند .[8] استفاده از این نسبتها نشان میدهد که نمونههای مورد مطالعه در مراحل ابتدایی بلوغ تا پنجره زایش نفت (Early Mature/Peak Oil Generation) قرار میگیرد
(شکل .(5
استفاده از نسبتهای اپیمریزاسیون استرانهای C29 در مقابل هوپان C32 نیز میتواند برای تعیین بلوغ حرارتی ماده آلی مورد استفاده
قرار گیرد .[13]
25
زمین شناسی نفت ایران، شماره 6
شکل :4 نمودار تغییرات نسبت Pristane/nC17 در مقابل Phytane/nC18، (اقتباس از .( [12]
شکل :5 نمودار نسبت ( &29 6WHUDQH /( + در برابر نسبت C29 Sterane 20S/(20S+20R) برای تشخیص میزان بلوغ نمونه مورد مطالعه
(اقتباس از .([8]
استفاده از این نمودار نیز نمونههای مورد مطالعه را از لحاظ بلوغ حرارتی در مرحله پنجره نفتی (Peak Oil Window) قرار میدهد (شکل .(6
2 .3 تعیین لیتولوژی سنگ منشاء تشکیل دهنده نفت مخزن آزادگان
هنگامی که نسبتهای Pr/Ph به همراه نسبتهای DBT/Phen در کنار یکدیگر مورد استفاده قرار گیرند، اطلاعات با ارزشی را در مورد محیط تهنشینی و لیتولوژی سنگ منشاء فراهم میکنند .[14] استفاده از این نمودار نشان میدهد سنگهای منشأ نمونههای مورد مطالعه
در زون IB (محدوده محیط دریایی کربناته و مارنی تا دریاچهای غنی از سولفات) قرار میگیرند (شکل .(7
