بخشی از مقاله
1 مقدمه
مطالعات نشان داده است که اگرچه بخش زیادی از خواص پتروفیزیکی مخازن میتواند توسط توزیع رخسارههای رسوبی کنترل شود اما در بسیاری از مخازن بهویژه مخازن کربناته، فرایندهای دیاژنزی نقش بسیار مهمتری در توزیع تخلخل، تراوایی
و مقدار تولید از مخزن دارند. بنابراین شناخت فرایندهای دیاژنزی بخش مهمی از توصیف مخازن کربناته و بازسازی مدلهای مخزنی را تشکیل میدهد 1]،2،.[3
در کشور ما نیز مطالعات گستردهای در مورد نقش عوامل دیاژنزی بر روی تخلخل و تراوایی نمونهها، در مقیاس یک یا چند چاه محدود انجام شده است. جدیدترین مطالعه بر روی سازند آسماری با عنوان "بررسی عوامل دیاژنزی مؤثر در کنترل
جریان سیال در مخزن آسماری میدان گچساران" است که در سالهای اخیر با مشارکت پژوهشگاه صنعت نفت و انستیتو نفت آی اف پی فرانسه انجام شده است .[4]
یک مجموعه رسوبی فقط یک بار نهشته میشود، درحالیکه به دفعات ممکن است تحت تأثیر یک یا چند پدیده دیاژنزی قرار گیرد. لذا تعیین تاریخچه توالی وقایع دیاژنزی نقش مهمی در شناخت شدت تأثیر آنها در زمانهای مختلف و در
محیطهای دیاژنزی مختلف خواهد داشت. در برخی مواقع توالی وقایع دیاژنزی ممکن است فوقالعاده پیچیده بوده و بهویژه
درصورتیکه این پدیدهها با الگوی رسوبگذاری انطباق نداشته باشد، پیشبینی الگوی توزیع محصولات دیاژنزی در گستره
مورد مطالعه مشکل خواهد بود 5]،6،1،2،. [7
باتوجه به اهمیت مطالعات دیاژنزی سازند آسماری در بررسی روند توزیع ویژگیهای مخزنی این سازند، مطالعات دقیق دیاژنزی در مقیاس میکروسکوپی و ماکروسکوپی بر روی نمونههای میدان چشمهخوش انجام شد. این مطالعات نشان داد که مهمترین پدیدههای دیاژنزی مؤثر بر کیفیت مخزنی سازند آسماری در میدان مورد مطالعه تراکم، سیمانیشدن، تشکیل سیمان تبخیری، انحلال و دولومیتیشدن میباشند. پدیدههای دیاژنزی مذکور چندان از رخسارههای رسوبی سازند آسماری تبعیت نمیکند. تأثیر توأم پدیدههای تراکم و سیمانیشدن باعث تشکیل افقهای ناتراوا شده در حالی که انحلال و دولومیتیشدن در برخی افقها، تخلخل و تراوایی را بهطور محسوسی افزایش داده و افقهای مخزنی را ایجاد نموده است.
.2 موقعیت جغرافیایی و زمینشناسی منطقه
میدان چشمهخوش در منتهیالیه شمالی فروافتادگی دزفول، در نزدیکی مرز جنوبی لرستان و در فاصله حدود 180کیلومتری
شمال غربی اهواز بین میادین نفتی دانان و پایدار قرار دارد (شکل .(A-1 اولین چاه در این میدان در سال 1345 حفر شده، و
در حال حاضر تعداد چاههای حفاری شده در این میدان به 12 حلقه چاه رسیده است.
در میدان چشمهخوش همچون بسیاری از میادین واقع در فروافتادگی دزفول، سازند آسماری گسترش زیرسطحی داشته و
مخزن مهم این میادین را تشکیل میدهد. در این بخش (فروافتادگی دزفول) قدیمیترین سازند دارای رخنمون سازند
آغاجاری با سن پلیوسن میباشد .[1]
دادههای لرزهنگاری دو بعدی نشان میدهد که تاقدیس چشمهخـوش دارای طـول 28/5 و عـرض حـداکثر 4/5 کیلـومتر در بخشهای مرکزی در افق آسماری می باشد. در سطح زمین ساختمان چشمهخوش یک ساختمان تک شیب میباشد کـه بـه-طرف شمال شرقی شیب دارد و بخش جنوب غربی آن توسط یک گسل تراستی محدود شده است.
17
مجله زمین شناسی نفت ایران، جلد3، شماره3، 1391
مخزن آسماری، با ضخامت حدود 320 متر (در چاه (6، در این میدان به علت نفوذ بخش ماسه سنگی اهواز به صورت یک
مخزن هیبرید یا مخلوط ماسه سنگ و کربنات میباشد [2]، (شکل .(B-1 در این مطالعه، پدیدههای دیاژنزی و تأثیر آنها بر کیفیت مخزنی توالی کربناته این سازند مورد مطالعه قرار گرفت.
.3 روشهای مطالعه
این مطالعه با هدف تعیین زونهای دیاژنزی در بخشهای مختلف مخزن و ارتباط آنها با خواص مخزنی تخلخل و تراوایی
سازند آسماری در این میدان، انجام شد. به منظور شناسایی فرآیندهای دیاژنزی سازند آسماری در میدان مورد نظر، در ابتدا 242 متر نمونه مغزه از سه چاه مورد مطالعه قرار گرفتند وپارامترهایِ در مقیاس مغزه همچون سنگشناسی، اندازه دانهها،
ساختمانهای رسوبی، آثار تراکم (بهویژه رگچههای انحلالی و استیلولیتها)، آثار زیستآشفتگی (مانند اثرات حفاری
موجودات)، فضاهای خالی انحلالی، سیمانهای کلسیتی و انیدریتی قابل روئیت، نودولهای انیدریتی و نوع و مقدار تخلخل قابل روئیت بررسی گردید. در ادامه تعداد 720 مقطع نازک تهیه شده از نمونههای مغزه که، مطابق روش دیکسون[8]، با
محلول آلیزارین قرمز رنگآمیزی شده بودند با میکروسکوپ پلاریزان (مدل نیکون) مورد مطالعات دقیق و کامل قرار گرفتند.
کلیه پدیدههای دیاژنزی در مقیاس میکروسکوپی همچون زیستآشفتگی، میکرایتیشدن، دولومیتیشدن(اندازه و شکل بلورهای دولومیت)، تراکم مکانیکی و شیمیایی، تخلخلهای انحلالی (از نوع قالبی اسکلتی، قالبی اوئیدی، حفرهای و کانالی)، سیمانیشدن کلسیتی (شامل انواع اسپاری درشتبلور، همبعد، فراگیرنده، رشدیهممحور و حاشیهای همضخامت) شناسایی و به تصویر کشیده شدند همچنین به منظور بررسی ارتباط پدیدههای دیاژنزی با رخسارههای رسوبی، پارامترهایی همچون
بافت رسوبی و نوع و فراوانی آلوکمها (همچون اوئیدها و فسیلها) مطالعه و رخسارههای رسوبی و کمربندهای رخسارهای
معرفی شدند به منظور شناخت دقیقتر مورفولوژی سیمانهای مختلف کلسیتی نمونهها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی و
کاتدولومینسانس نیز مورد مطالعه قرار گرفتند 9]،10،11،[12 جهت بررسی ارتباط گسترش پدیدههای دیاژنزی با خواص
مخزنی، نتایج آنالیز مغزه شامل مقادیر تخلخل و تراوایی از تعداد 700 نمونه پلاگ و همچنین نمودارهای پتروفیزیکی همچون نمودار گاما، تخلخل واشباعِ نفت نیز مورد استفاده قرار گرفتند. تخلخل و تراوایی مغزه در آزمایشگاه و بهترتیب، نسبت به گاز هلیم و هوا اندازهگیری گردیدند. در این مطالعه به منظور تفسیرهای پتروفیزیکی و رسم نمودارها از نرمافزار ژئولاگ استفاده شد
18
فرآیندهای دیاژنزی کنترلکننده کیفیت مخزنی توالی کربناته سازند آسماری
شکل :1 موقعیت جغرافیایی میدان چشمهخوش، ستون چینهشناسی میدان و موقعیت چینهشناسی توالی کربناته مورد مطالعه
.4 رخسارههای رسوبی
به منظور بررسی نقش رخسارههای رسوبی بر کنترل خواص مخزنی سازند آسماری، نمونههای مغزه و مقاطع نازک از دیدگاه رسوبشناسی نیز مورد مطالعه قرار گرفت. براساس مشاهدات ماکروسکوپی ومیکروسکوپی و مقایسه با رخسارههای معرفی
شده توسط محققین دیگر 13]،14،15،16،21،20،119،18،[17 توالی کربناته سازند آسماری مطالعه و 12 رخساره میکروسکوپی یا رخساره1 در قالب 5 کمربند رخسارهای (A, B, C, D & E) معرفی گردید. توصیف رخسارههای مذکور، به
اختصار در جدول 1 ارائه شده است.
1 Microfacies
19
مجله زمین شناسی نفت ایران، جلد3، شماره3، 1391
جدول :1 رخسارهها و کمربندهای رخسارهای بخشهای کربناته سازند آسماری در میدان چشمهخوش
کمربند
رخسارهها
رخسارهای
A بایوکلاست وکستون دارای فرامینیفرهای بخش عمیق
پلاژیک دریای باز
B1 بایوکلاست پکستون دارای فرامینیفرهای
بنتیک بزرگ بخش کم عمق
B2 بایوکلست پکستون دارای جلبک قرمز، دریای باز
اکینودرم و روتالیا
C1 اوئیدگرینستون
C2 بایوکلاست / فاورینا / اوئیدگرینستون سد
C3 میلیولیدا دندریتینا گرینستون
D1 میلیولید بایوکلاست پکستون
D2 میلیولید دندریتینا وکستون -پکستون لاگون
D3 باندستون مرجانی
E1 مادستون دولومیتی دانهریز بدون لایهبندی
E2 مادستون دولومیتی دانهریز دارای لایهبندی پهنه جزر و مدی
و بینلایههای تبخیری
E3 پیسونلیا پکستون
در شکل 2 ارتباط این رخسارهها با تخلخل و تراوایی مغزه ارائه شده است. این نمودارها نشان میدهد که در این میدان نیز همچون بسیاری از میادین فروافتادگی دزفول، خواص مخزنی چندان از رخساره رسوبی تبعیت نمیکند. این حالت در
رخسارههای سد، حاشیه سد و لاگون به مراتب بیشتر مشاهده میشود. بنابراین انتظار میرود که پدیدههای دیاژنزی نقش
خیلی مهمتری در ایجاد ناهمگونیهای افقی و عمودی در خواص مخزنی این سازند ایفا نمایند.
- فرآیندهای دیاژنزی
مشاهدات ماکروسکوپی و میکروسکوپی نمونههای سازند آسماری در میدان چشمهخوش نشان میدهد که توالی کربناته این
سازند متأثر از فرآیندهای دیاژنزی متنوعی بوده که خواص پتروفیزیکی آن را دستخوش تغییرات زیادی نموده است. زیست-
آشفتگی1، تراکم2، انحلال3، سیمانی شدن4، کانهزایی تبخیری5 و دولومیتیشدن، مهمترین پدیدههای دیاژنزی موثر بر سازند
Bioturbation Compaction Dissolution Cementation Evaporite mineralization
20
1
2
3
4
5
فرآیندهای دیاژنزی کنترلکننده کیفیت مخزنی توالی کربناته سازند آسماری
آسماری در این میدان میباشند. در ادامه هر یک از پدیدههای دیاژنزی مذکور و ارتباط آنها با ویژگیهای مخزنی این سازند
بررسی میشود.
- زیست آشفتگی
زیستآشفتگی فرآیندی است که معمولا" براثر فعالیت موجودات در زمان رسوبگذاری (درمحیط فرآتیک دریایی) میتواند باعث تغییراتی در بافت و یا رنگ رسوبات گردد. افزون بر آن فعالیت موجودات زنده بر روی رسوبات سخت نشده و گاهی
سخت شده میتواند آثار حفاری ایجاد نماید .[22] آثار زیستآشفتگی و حفاری موجودات در سازند آسماری میدان مورد مطالعه بسیار محدود و عمدتا" در نهشتههای گل-پشتیبان (مادستون، وکستون و پکستون) متعلق به محیطهای لاگون
(رخساره(D2 و دریای باز (رخساره B1 و (B2 مشاهده گردید (شکلهای A-3 و .(B-3
از آنجا که حضور و فعالیت موجود و درنتیجه آثار زیستآشفتگی عمدتا" در محیطهای آرام و کم انرژی زیر سطح اثر امواج در شرایط عادی1 میباشد و در چنین شرایطی رخسارهها عمدتا" از زمینه میکرایتی با تخلخل کم برخوردارند [2]، لذا هرچند
در مواردی فرآیند زیستآشفتگی و حفاری موجودات میتواند باعث ایجاد ناهمگونی در بافت و درنتیجه تخلخل و تراوایی سنگ گردد اما تاثیر آن بر خواص مخزنی عمدتا" قابل توجه نمیباشد.
- تراکم
مطالعات پتروگرافی سازند آسماری در میدان مورد مطالعه نشان میدهد که تراکم در سازند آسماری به دو شکل مکانیکی و
شیمیایی مشاهده میشود 24]،.[23 فرآیند تراکم مکانیکی در این سازند به شکل کاهش حجم فضاهای بیندانهای، درهم-رفتگی و شکستگی دانهها و همچنین شکستگی سیمان ایزوپکوس اطراف آلوکمها رخ داده است (شکل .(D-3 فرآیند تراکم
مکانیکی در نهشتههای دانهریز با بافت گل- پشتیبان، بهویژه در اعماق تدفین کم، مؤثرتر بوده اما آثار این تراکم در نهشتههای
دانه-پشتیبان با بافت گرینستون و پکستون مشهودتر هستند. باتوجه به فراوانی بیشتر رخسارههای با بافت گرینستون و پکستون (رخسارههای B1، B2، C1، C2، C3، D1 و (D2 در سازند آسماری میدان مورد مطالعه و تأثیر زیاد تراکم مکانیکی بر این نوع بافت، بخش زیادی از فضاهای خالی بیندانهای در این سازند از بین رفته است.
تراکم شیمیایی ناشی از افزایش فشار در محل تماس دانهها و یا در امتداد سطوح لایهبندی میباشد. منشاء این فشار میتواند وزن طبقات بالایی و یا تنشهای تکتونیکی باشد. افزایش فشار باعث انحلال در مرز دانهها شده و به تدریج فابریکهای درهم2، رگچههای انحلالی3 و استیلولیتها4 را تشکیل میدهد .[5] این اشکال در گرینستونهای اوئیدی و اسکلتی و پکستون اسکلتی محیطهای لاگون و بخش کم عمق دریای باز به فراوانی مشاهده گردید (شکلهای C-3 و .(D-3 باتوجه به تغییرات ایجاد شده در بافت و فابریک سنگ در نتیجه تراکم، بخش زیادی از فضاهای خالی بیندانهای سازند آسماری از بین رفته و
در حواشی زونهای استیلولیتی نیز سیمان کلسیتی مرتبط با انحلال فشاری بخش زیادی از فضاهای خالی را اشغال نموده است. به این ترتیب فرآیند تراکم شیمیایی به عنوان یکی از مهمترین پدیدههای دیاژنزی کاهشدهنده تخلخل و تراوایی در
سازند آسماری میدان مورد مطالعه محسوب میشود.
Fair weather wave base Fitted Fabric Solution seams Stylolite
21
1
2
3
4
مجله زمین شناسی نفت ایران، جلد3، شماره3، 1391
شکل :2 نمودار تخلخل-تراوایی رخسارههای کربناته سازند سماری در میدان چشمهخوش
22
فرآیندهای دیاژنزی کنترلکننده کیفیت مخزنی توالی کربناته سازند آسماری
- بیشترین آثار تراکم مکانیکی در نمونههای متعلق به رخسارههای سد و حاشیه لاگونی سد (C1, C2 & C3) وجود دارد. بیشترین آثار تراکم شیمیایی شامل رگچههای انحلالی و استیلولیت نیز در نمونههای متعلق به رخسارههای لاگون و سد (D1, D2, C1, C2 & C3) وجود دارد.
