کاربرد نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما در شناسایی و انطباق سطوح کلیدی سکانسی، مطالعه موردی از سازند سروک در یکی از میادین هیدروکربنی زاگرس
محورهای موضوعی :
علی اسعدی
1
(شرکت مشاوران انرژی تهران)
علی ایمن دوست
2
(شرکت خدمات مهندسی نفت کیش، تهران)
جواد هنرمند
3
(پژوهشگاه صنعت نفت)
ایرج عبدالهی فرد
4
(شرکت ملی نفت)
امیدرضا سلمیان
5
(دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران)
کلید واژه: چینه¬نگاری سکانسی, دشت آبادان, سازند سروک, نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما,
چکیده مقاله :
شناسايي سطوح کليدي سکانسي، از بخش هاي مهم در ارزیابی زمینشناسی مخازن هيدروکربني است. سازند سروک با سن آلبین بالایی-تورونین زیرین، سنگ مخزن مهمي در ناحیه دشت آبادان در جنوب غرب ایران محسوب میشوند. در این مطالعه کارایی نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما (NCGDC) در شناسایی و تفکیک سکانس ها و انطباق آنها در شش چاه کلیدی در یکی از میادین بزرگ نفتی ناحیه دشت آبادان بررسی شده است. به این منظور، سطوح کلیدی سکانسی تفکیک شده بر اساس توصیف مغزه ها و پتروگرافی مقاطع نازک میکروسکوپی، با نتایج تفسیر نمودارNCGDC مقایسه شده است. از دیدگاه چینه نگاری سکانسی و با توجه به نتایج مطالعات زمین شناسی، چهار سکانس رده سوم در سازند سروک شناسایی و توصیف شده است. برخی از مرزهای سکانسی، به‌عنوان ناپیوستگی های مهم توسط شواهد کارستی شدن، برشی شدن و توسعه خاک قدیمه مشخص می شوند. به‌صورت کلی، سطوح مثبت همراه با سطوح حداکثر غرقابی و سطوح منفی بر مرز های سکانسی منطبق است. مقایسه نتایج نشان می دهد، روشNCGDC می تواند به‌صورت کارآمد در شناسایی و انطباق سکانس ها در محدوده یک میدان هیدروکربنی در مخازن مختلف کربناته و ماسه سنگی به‌کاربرده شود.
Identification of key sequence stratigraphic surfaces is an essential task in geological evaluation of hydrocarbon reservoirs. The Sarvak Formation with Late Albian-Early Turonian age constitute the important reservoir unit in the Abadan Plain region, SW Iran. This study investigates the application of Normalized Cumulative Gamma Deviation Log (NCGDC) to discriminate and correlate key sequence stratigraphic surfaces in six wells in a giant oil field in the Abadan Plain. To achieve this goal, identified key stratigraphic surfaces from core and thin sections were compared with interpretation of NCGDC method. From sequence stratigraphic point of view and based on the results from geological studies, the Sarvak Formation has been sub-divided into four third-order sequences which are described and interpreted. Two main disconformity surfaces, considered as sequence boundaries, are characterized by features of karstification, dissolution-collapse brecciation, and development of paleosol horizons. Generally, positive surfaces correspond to maximum flooding surfaces and negative surfaces occur at sequence boundary. Comparison of the results shows that, the identified sequence by NCGDC method can be effectively used for discrimination and correlation of sequences in different carbonate and siliciclastic reservoirs in the field scale.
امیدی، ر.، صادقی، ع.، حسینی برزی، م. و اکبری بس کلایه، ن.، 1397. زیست چینه نگاری سازندهای سروک و ایلام در میدان نفتی آب تیمور (چاههای شماره 1 و 14). فصلنامه زمینشناسی ایران ، 12، 46، 75-92.
-خشنودکیا، م.، آدابی، م.ح. و حسینی برزی، م.، 1398. رابطه دیاژنز، شکستگی، توزیع تخلخل ماتریکس و تولید چاهها در مخزن بنگستان اهواز. فصلنامه زمینشناسی ایران، 13، 51، 17-30.
-کیانی فرد، م.، جلیلیان، ع، ح. و ارزانی، ن.، 1399. غرق شدن ناگهانی پلاتفرم کربناتۀ کرتاسۀ پسین در حوضۀ رسوبی زاگرس مرکزی: مطالعۀ موردی از عضو شیلی لافان در یکی از میادین نفتی دشت آبادان، جنوب غربی ایران. فصلنامه زمینشناسی ایران ، 14، 56، 101-116.
-هنرمند، ج.، کدخدایی ایلخچی، ر.، اسعدی، ع.، ایمن دوست، ع. و خدایی.، ن، 1397. توزیع فرآیندهای سیمانی شدن و انحلال در ارتباط با رخسارههای رسوبی و سطوح ناپیوستگی سازند سروک در یکی از میادین هیدروکربنی جنوب غرب ایران. فصلنامه پژوهش نفت، 28، 98، 32-45.
-Abdollahie-Fard, I. A., Braathen, A., Mokhtari, M. and Alavi, S. A., 2006. Interaction of the Zagros Fold–Thrust Belt and the Arabian-type, deep-seated folds in the Abadan Plain and the Dezful Embayment, SW Iran. Petroleum Geoscience, 12(4), 347-362.
- Alsharhan, A.S. and Nairn, E. M., 1997. Sedimentary basins and petroleum geology of the Middle East. Elsevier. 883.
-Ainsworth, R. B., 2006. Sequence stratigraphic-based analysis of reservoir connectivity: influence of sealing faults–a case study from a marginal marine depositional setting. Petroleum Geoscience, 12(2), 127-141.
-Aqrawi, A. A. and Badics, B., 2015. Geochemical characterisation, volumetric assessment and shale-oil/gas potential of the Middle Jurassic–Lower Cretaceous source rocks of NE Arabian Plate. GeoArabia, 20(3), 99-140.
-Assadi, A., Honarmand, J., Moallemi, S. A. and Abdollahie-Fard, I., 2016. Depositional environments and sequence stratigraphy of the Sarvak Formation in an oil field in the Abadan Plain, SW Iran. Facies, 62(4), 1-22.
-Assadi, A., Honarmand, J., Moallemi, S. A. and Abdollahie-Fard, I., 2018. An integrated approach for identification and characterization of palaeo-exposure surfaces in the upper Sarvak Formation of Abadan Plain, SW Iran. Journal of African Earth Sciences, 145, 32-48.
-Catuneanu, O., 2017. Sequence stratigraphy: Guidelines for a standard methodology. In Stratigraphy and timescales, 2, 1-57.
-Christian, L., 1997. Cretaceous subsurface geology of the Middle East region. GeoArabia, 2(3), 239-256.
-Ehrenberg, S. N. and Svana, T. A., 2001. Use of spectral gamma-ray signature to interpret stratigraphic surfaces in carbonate strata: An example from the Finnmark carbonate platform (Carboniferous-Permian), Barents Sea. AAPG bulletin, 85(2), 295-308.
-Hosseini, S., Conrad, M. A. and Kindler, P., 2021. Sequence stratigraphy, depositional setting and evolution of the Fahliyan carbonate platform (Zagros fold-thrust belt, SW Iran) in the Early Cretaceous. Marine and Petroleum Geology, 128, 105-116.
-Kadkhodaie, A. and Rezaee, R., 2017. Intelligent sequence stratigraphy through a wavelet-based decomposition of well log data. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 40, 38-50.
Navidtalab, A., Rahimpour-Bonab, H., Huck, S. and Heimhofer, U., 2016. Elemental geochemistry and strontium-isotope stratigraphy of Cenomanian to Santonian neritic carbonates in the Zagros Basin, Iran. Sedimentary Geology, 346, 35-48.
-Rahimpour‐Bonab, H., Mehrabi, H., Navidtalab, A., Omidvar, M., Enayati‐Bidgoli, A. H., Sonei, R. and Izadi‐Mazidi, E., 2013. Palaeo‐exposure surfaces in Cenomanian–Santonian carbonate reservoirs in the Dezful embayment, SW Iran. Journal of Petroleum Geology, 36(4), 335-362.
-Sadooni, F. N. and Aqrawi, A. A., 2000. Cretaceous sequence stratigraphy and petroleum potential of the Mesopotamian basin, Iraq. In: Scott B, Alsharhan AS (eds) Middle east models of Jurassic cretaceous carbonate systems, SEPM Special Publication 69:315–334.
-Tavakoli, V., 2017. Application of gamma deviation log (GDL) in sequence stratigraphy of carbonate strata, an example from offshore Persian Gulf, Iran. Journal of Petroleum Science and Engineering, 156, 868-876.
Vail P 1991. The stratigraphic signatures of tectonics, eustasy and sedimentology: an overview. Springer, Berlin, 617–659.
-van Buchem, F. S. P., Simmons, M. D., Droste, H. J. and Davies, R. B., 2011. Late Aptian to Turonian stratigraphy of the eastern Arabian Plate–depositional sequences and lithostratigraphic nomenclature. Petroleum Geoscience, 17(3), 211-222.
-van Buchem, F. S. P., Allan, T. L., Laursen, G. V., Lotfpour, M., Moallemi, A., Monibi, S. and Vincent, B., 2010. Regional stratigraphic architecture and reservoir types of the Oligo-Miocene deposits in the Dezful Embayment (Asmari and Pabdeh Formations) SW Iran. Geological Society, London, Special Publications, 329(1), 219-263.
-Van Wagoner, J., Mitchum, R., Campion, K. and Rahmanian V., 1990. Siliciclastic sequence stratigraphy in well logs, cores, and outcrops: concepts for high-resolution correlation of time and facies. American Association of Petroleum Geologists Special series 7.73.
-Vincent, B., van Buchem, F. S., Bulot, L. G., Jalali, M., Swennen, R., Hosseini, A. S. and Baghbani, D., 2015. Depositional sequences, diagenesis and structural control of the Albian to Turonian carbonate platform systems in coastal Fars (SW Iran). Marine and Petroleum Geology, 63, 46-67.
کاربرد نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما در شناسایی و انطباق سطوح کلیدی سکانسی، مطالعه موردی از سازند سروک در یکی از میادین هیدروکربنی زاگرس
علی اسعدی1و*، علی ایمن دوست2، جواد هنرمند3، ایرج عبدالهی فرد4، امیدرضا سلمیان5
1. دانشآموخته دکترای زمینشناسی نفت، بخش علوم زمین، شرکت مشاوران انرژی تهران، ایران
2. دانشآموخته کارشناسی ارشد چینهشناسی و فسیل‌شناسی، بخش علوم زمین، شرکت خدمات مهندسی نفت کیش، تهران، ایران
3. استادیار گروه زمینشناسی، بخش علوم زمین، پژوهشگاه صنعت نفت
4. دانشآموخته دکترای تکتونیک، مدیریت اکتشاف شرکت ملی نفت ایران، تهران، ایران
5. دانشآموخته کارشناسی ارشد مهندسی اکتشاف نفت، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، ایران
چکیده
شناسايي سطوح کليدي سکانسي، از بخشهاي مهم در ارزیابی زمینشناسی مخازن هيدروکربني است. سازند سروک با سن آلبین بالایی-تورونین زیرین، سنگ مخزن مهمي در ناحیه دشت آبادان در جنوب غرب ایران محسوب میشوند. در این مطالعه کارایی نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما (NCGDC) در شناسایی و تفکیک سکانسها و انطباق آنها در شش چاه کلیدی در یکی از میادین بزرگ نفتی ناحیه دشت آبادان بررسی شده است. به این منظور، سطوح کلیدی سکانسی تفکیک شده بر اساس توصیف مغزهها و پتروگرافی مقاطع نازک میکروسکوپی، با نتایج تفسیر نمودارNCGDC مقایسه شده است. از دیدگاه چینهنگاری سکانسی و با توجه به نتایج مطالعات زمینشناسی، چهار سکانس رده سوم در سازند سروک شناسایی و توصیف شده است. برخی از مرزهای سکانسی، به‌عنوان ناپیوستگیهای مهم توسط شواهد کارستی شدن، برشی شدن و توسعه خاک قدیمه مشخص میشوند. به‌صورت کلی، سطوح مثبت همراه با سطوح حداکثر غرقابی و سطوح منفی بر مرزهای سکانسی منطبق است. مقایسه نتایج نشان میدهد، روشNCGDC میتواند به‌صورت کارآمد در شناسایی و انطباق سکانسها در محدوده یک میدان هیدروکربنی در مخازن مختلف کربناته و ماسهسنگی به‌کاربرده شود.
واژههای کلیدی: چینهنگاری سکانسی، دشت آبادان، سازند سروک، نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما.
The application of Normalized Cumulative Gamma Deviation Log (NCGDL) in sequence stratigraphy analysis and correlation, a case study from the Sarvak Formation, Abadan Plain, SW, Iran
Asaadi, A., 1, Imandoust, A., 2 Honarmand, J.,3 Abdollahie-Fard, I., 4 and Salmian, O.R.,
1. PhD in Petroleum Geology, Department of Earth Sciences, Tehran Energy Consultants Company (TEC), Iran
2. MSc in Stratigraphy and Paleontology, Department of Geosciences, Kish Petroleum Engineering, Tehran, Iran
3. Assistant Professor, Department of Geology, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, Iran
4. PhD in Tectonics, National Iranian Oil Company, Exploration Directorate, Tehran, Iran
5. MSc in Oil Exploration Engineering, Faculty of Mining Engineering, University of Tehran
Abstract
Identification of key sequence stratigraphic surfaces is an essential task in geological evaluation of hydrocarbon reservoirs. The Sarvak Formation with Late Albian-Early Turonian age constitute the important reservoir unit in the Abadan Plain region, SW Iran. This study investigates the application of Normalized Cumulative Gamma Deviation Log (NCGDC) to discriminate and correlate key sequence stratigraphic surfaces in six wells a giant oil field in the Abadan Plain. To achieve this goal, identified key stratigraphic surfaces from core and thin sections were compared with interpretation of NCGDC method. From sequence stratigraphic point of view and based on the results from geological studies, the Sarvak Formation has been sub-divided into four third-order sequences which are described and interpreted. Two main disconformity surfaces, considered as sequence boundaries, are characterized by features of karstification, dissolution-collapse brecciation, and development of paleosol horizons. Generally, positive surfaces correspond to maximum flooding surfaces and negative surfaces occur at sequence boundary. Comparison of the results shown that, the identified sequence by NCGDC method can be effectively used for discrimination and correlation of sequences in different carbonate and siliciclastic reservoirs in the field scale.
Keywords: Sequence stratigraphy, Abadan plain, Sarvak formation, Normalized Cumulative Gamma Deviation Log (NCGDL)
مقدمه
چینهنگاری سکانسی، یکی از شاخه‌های مهم چینهشناسی است و کاربرد زیادی در تفسیر حوضه رسوبی و شناسایی گستره، پهنهها، کمربندهای مستعد از دیدگاه سنگ منشاء، سنگ مخزن و پوش سنگ در مطالعات جامع مخزني دارد (Catuneanu, 2017). در تعریف جدید که با هدف قدرت تفکیک و دقت بالاتر در استفاده از دادههای لرزهای برای تفکیک سکانسها ارائه شده است، به‌صورت یک چرخه از تغییر در الگوی بر انبارش که توسط رخداد سطوح کلیدی سکانسی در توالی سنگی مشخص میشود، تعریف شود (Catuneanu et al., 2017). در مطالعات چینهنگاری سکانسی از دادههای با مقیاس مختلف شامل، مقاطع نازک میکروسکوپی، مغزهها، نمودارهای پتروفیزیکی و نیمرخهای لرزهای استفاده میشود (Kadkhodaie and Rezaee, 2017; Tavakoli, 2017; van Buchem, et al., 2010, 2011). در مطالعات چینهنگاری سکانسی و شناسایی سطوح کلیدی، اطلاعات مغزه و مقاطع نازک میکروسکوپی به‌عنوان دادههای مستقیم، اطلاعات ارزشمندی فراهم میآورند. (Hosseini et al., 2021; Assadi et al., 2016, 2018). مغزهها عموما محدود به چاههای کلیدی و به‌صورت ناپیوسته در دسترس بوده و به‌منظور آگاهی از چارچوب چینهشناسی سکانسی در محدوده میدان، می‌بایست از شواهد و دادههای غیرمستقیم از قبیل نمودارهای پتروفیزیکی استفاده شود (Kadkhodaie and Rezaee, 2017; Tavakoli , 2017).
استفاده از نمودار گاما به‌عنوان یک نمودار پتروفیزیکی رایج در عموم چاههای حفاری شده در میادین هیدروکربنی، میتواند در مطالعات چینهنگاری سکانسی به‌منظور شناسایی سطوح کلیدی استفاده گردد (Tavakoli , 2017; Ehrenberg and Svana, 2001). نمودار گاما با توجه به تاثیر اندک از عوامل محیطی، پایداری در برابر فرآیندهای دیاژنزی و نیز فراهم بودن در بیشتر چاههای حفاری شده در یک میدان، به‌صورت گسترده در مطالعات چینهنگاری سکانسی استفاده میشود (Ainsworth, 2006). توکلی (Tavakoli , 2017)، در یک مطالعه موردی بر روی توالی پرمین-تریاس یکی از میادین گازی خلیج فارس، از نمودار انحراف گاما2 به‌منظور شناسایی سکانسها استفاده کرد. او ابتدا انحراف از میانگین را محاسبه و سپس نمودار تجمعی این انحراف را محاسبه و در برابر عمق رسم کرد (Tavakoli , 2017). با استفاده از این روش و مقایسه با نتایج توصیف مغزهها مشخص گردید که با استفاده از این روش ساده محاسباتی میتوان سکانسها و سطوح کلیدی به‌ویژه مرز پرمین-تریاس را شناسایی نمود. این روش معرفی شده (Tavakoli , 2017)، میتواند در صورت نرمال‌سازی مقادیر و در کنار نتایج مطالعات زمینشناسی به‌عنوان یک روش کاربردی در شناسایی سکانسها و انطباق استفاده گردد. به‌عبارت‌دیگر، نرمال کردن نمودار انحراف گاما، امکان انطباق و درک تغییرات نمودار و نقاط عطف آن را تسهیل میکند. در این تحقیق از نمودار نرمال شده تجمعی انحراف گاما3در سازند سروک یکی از میادین هیدروکربنی ناحیه دشت آبادان به‌منظور شناسایی سکانس و انطباق آنها استفاده شده است. ابتدا از طریق توصیف مغزهها و پتروگرافی مقاطع نازک، سکانسها شناسایی و با سطوح کلیدی مشخص شده از طریق نمودارNCGDL مقایسه و در نهایت کارآرایی این روش در مطالعات چینهنگاری سکانسی، ارزیابی شده است. نتایج این تحقیق میتواند در ارتباط با استفاده از نمودارهای پتروفیزیکی در شناسایی سکانسها و انطباق بین چاههای کلیدی اطلاعات ارزشمندی فراهم آورد.
زمینشناسی ناحیهای
میدان مورد مطالعه در کمربند ساختاری دشت آبادان و در حد فاصل دو ناحیه مهم هیدروکربنی دنیا، شامل دزفول فروافتاده و حوضه مزوپوتامین عراق واقع است (شکل 1). دشت آبادان بخش شمال شرقی صفحه عربی محسوب میشود و ویژگیهای زمینشناسی آن شباهت زیادی با حوضه مزوپوتامین عراق نشان میدهد (Aqrawi and Badics, 2015; Abdollahie Fard et al., 2006). این ناحیه، یک پهنه هموار، مسطح و بدون رخنمون سازندها میباشد که تنها اطلاعات حاصل از حفاری چاهها و دادههای ژئوفیزیکی به منظور شناخت ویژگیهای مختلف زمینشناسی-مهندسی منطقه در دسترس میباشد (Abdollahie Fard et al., 2006). میادین بزرگ و عظیم ناحیه دارای روند شمالی-جنوبی است و تصور میشود، شکلگیری آنها مرتبط با فعالیت دوباره گسلهای پیسنگی قدیمی و بسته شدن نئوتتیس باشد (Abdollahie Fard et al., 2006). توالی کرتاسه خاورمیانه میتواند به سه چرخه تکتونیکی-رسوبی بزرگ از قدیم به جدید شامل، کرتاسه زیرین (نئوکومین-آپتین)، کرتاسه میانی (آلبین-تورونین) و کرتاسه بالایی (کونیاسین-ماستریشتین) بر اساس دو ناپیوستگی ناحیهای آپتین پسین و تورونین میانی تقسیم شود (شکل 2-a) (Sadooni and Aqrawi, 2000; Alsharhan and Nairn,1997). توالی آلبین-تورونین شامل دو سازند کژدمی و سروک و معادلهای آنها در صفحه عربی است که بخش بالایی سکانس بزرگ مقیاس ناحیهای AP8 را تشکیل میدهد (Sharland et al., 2001). سازند سروک یکی از مخازن مهم حوضه زاگرس و خلیج فارس است که از جنبههای زیست چینهنگاری، کیفیت مخزنی، دیاژنز و ناپیوستگی‌ها بررسی شده است (کیانی فرد و همکاران 1399، خشنودکیا و همکاران 1398، امیدی و همکاران، 1397، هنرمند و همکاران 1397). در ناحیه دشت آبادان، یک لایه آهک آرژیلیتی-شیلی با ضخامت حدود 10-15 متر، دو سازند سروک و ایلام را از هم تفکیک میکند. این افق از آن با نام سازند یا بخش لافان و به‌عنوان یک لایه پوش‌سنگی در نظر میگیرند. سازند سروک در دشت آبادان حدود 700 متر ضخامت دارد و رخسارههای رودیستدار بخش بالایی سازند (معادل با سازند میشریف) با ضخامت حدود 300 متر از نظر مخزنی مورد توجه میباشد (شکل 2-b).
شکل 1. موقعیت میدان مورد مطالعه در ناحیه دشت آبادان، که از نظر زمینشناسی بخشی از حوضه مزوپوتامین محسوب میشود (Aqrawi and Badics, 2015). موقعیت 6 چاه مورد مطالعه در میدان مورد بررسی مشخص است