نقش کانی‌شناسی و اجزاء تخریبی بر روند دیاژنز و تأثیر آن بر تکامل سیستم منافذ و کنترل کیفیت مخزنی در ماسه‌سنگ‌های کم تراوای حوضه مغان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، ایران

2 پژوهشکده علوم زمین، پردیس پژوهش و توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

3 مدیریت اکتشاف شرکت ملی نفت ایران، تهران، ایران

چکیده

سازندهای تخریبی اجاق قشلاق و زیور، به‌عنوان سنگ مخزن حوضه مغان، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. رخساره‌های ماسه‌سنگی این سازندها به‌عنوان نمونه منحصر به‌فرد از مخازن نامتعارف (ماسه‌سنگ‌های کم‌تراوا) در ایران هستند که با توجه به مشخصه‌های بافتی و دیاژنزی مؤثر بر سیستم منافذ آنها، دارای تولید ناپایدار، همراه با افت فشار هستند. در این مطالعه، مشخصه‌های سنگ‌شناسی و رسوبی این سازندها با تلفیق نتایج توصیف مغزه، مطالعات پتروگرافی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی همراه با داده‌های تخلخل و تراوایی مغزه به‌دست آمده از برش‌های سطحی و چاه بررسی گردید. نتایج نشان می‌دهد که بلوغ کانی‌شناسی پایین این ماسه‌سنگ‌ها که عمدتا دارای خرده‌سنگ‌های آتشفشانی و فلدسپات هستند نقش مهمی در تغییر و تکامل سیستم منافذ طی تاریخچه دیاژنزی آنها داشته است. در واقع حضور خرده‌سنگ‌های آتشفشانی به‌عنوان اجزاء تراکم‌پذیر، عامل مؤثری در کاهش تخلخل این ماسه‌سنگ‌ها طی تدفین و تراکم آنهاست. همچنین دگرسانی این اجزاء در کنار فلدسپات‌ها منجر به گسترش انواع رس‌های دیاژنزی شده است که این رس‌ها هم به‌عنوان سیمان درون منافذ عمل نموده‌اند و هم در گسترش ریزتخلخل‌ها درون سیستم منافذ نقش به‌سزایی داشته‌اند. فرآیند انحلال نیز با گسترش محدود منجر به توسعه تخلخل‌های انحلالی مجزا شده است. در مجموع تأثیر متقابل سه عامل تراکم، رس‌های دیاژنزی و انحلال در تقابل با کانی‌شناسی، نقش مؤثری در توسعه سیستم منافذ و کیفیت مخزنی ماسه‌سنگ‌های حوضه مغان داشته است که در نتیجه آن ماسه‌سنگ‌های کم تراوا با بافت متراکم و سیستم منافذ با ارتباط ضعیف متشکل از تخلخل‌های انحلالی مجزا و ریزتخلخل‌ها توسعه یافته است. از این رو ماسه‌سنگ‌های این حوضه با توجه به مقادیر تخلخل کم تا زیاد و تراوایی کم (عمدتاً کمتر از mD 1/0)، قابل مقایسه با ماسه‌سنگ‌های کم تراوا در سایر نقاط جهان مانند حوضه پرت استرالیا بوده و در گروه مخازن ماسه‌سنگی نامتعارف قرار می‌گیرند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Role of Mineralogy and Clastic Components on Diagenesis and Its Effect on the Evolution of the Pore System and Controlling the Reservoir Quality in Tight Sandstones of Moghan Basin

نویسندگان [English]

  • Rahim Kadkhodaie-Ilkhchi 1
  • Peiman Mohammadi 2
  • Mohammad Reza Mirzaee 2
  • Farzin Farzaneh 3
  • Noorazar Shokrzadeh 3
1 Earth Science Department, Faculty of Natural Science, University of Tabriz, Iran
2 Petroleum Geology Department, Research and Development in Upstream Petroleum Industry, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran
3 National Iran Oil Company Exploration Directorate, Tehran, Iran
چکیده [English]

The siliciclastic formations of Ojagheshlaq and Zeivar, as the reservoir rock of Moghan basin are of special importance. The sandstone facies of these formations are a unique example of unconventional reservoirs (tight sandstones) in Iran, which due to the textural and diagenetic characteristics affecting their pore system, have unstable production with pressure drop. In this study, the lithological and sedimentary characteristics of these formations were investigated by combining the results of core description, petrographic studies, scanning electron microscope images along with porosity and permeability data of the core obtained from outcrops and wells. The results show that the low mineralogical maturity of these sandstones, which mainly contain volcanic lithics and feldspar, has played an important role on modification and evolution of the pore system during their diagenetic history. In fact, the presence of volcanic lithics as compressible components is an effective factor in reducing the porosity of these sandstones during burial and compaction. Also, the alteration of these components along with feldspars has led to the formation of various diagenetic clays that have acted as cement inside the pores and have played an important role in developing micropores within the pore system. The dissolution process has also led to the development of isolated dissolution pores with limited expansion. In general, the interaction of three factors of compaction, diagenetic clays and dissolution in contrast to mineralogy, has played an effective role in the development of pore system and reservoir quality of Moghan basin sandstones, as a result of which tight sandstones with a compacted texture and pore system with a poor connection consisting of isolated dissolution pore types and micropores have been developed.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tight Sandstones
  • Mineralogical Maturity
  • Compaction
  • Diagenetic Clays
  • Pore System
  • Reservoir Quality
[1]. Bowers G L, Katsube T J (2002) The role of shale pore structure on the sensitivity of wire-line logs to overpressure, in Huffman A, Bowers G, eds., Pressure regimes in sedimentary basins and their prediction, AAPG Memoir 76: 43-60. ##
[2]. Nelson PH (2009) Pore-throat sizes in sandstones, tight sandstones, and shales, AAPG Bulletin, 93, 3: 329-340. ##
[3]. Tobin RC, McClain T, Lieber RB, Ozkan A, Banfield LA, Marchand AME, McRae LE (2010) Reservoir quality modeling of tight-gas sands in Wamsutter field: Integration of diagenesis, petroleum systems, and production data, AAPG Bulletin, 94, 8: 1229-1266. ##
[4]. Mousavi MA, Bryant SL (2012) Connectivity of pore space as a control on two-phase flow properties of tight-gas sandstones, Transport in Porous Media, 94: 537-554. ##
[5]. Sakhaee-Pour, A, Steven L (2014) Bryant Effect of pore structure on the producibility of tight-gas sandstones, AAPG Bulletin, 98, 4: 663-694. ##
[6]. Bahrami H, Rezaee R, Clennell B (2012) Water blocking damage in hydraulically fractured tight sand gas reservoirs: An example from Perth Basin, Western Australia, Journal of Petroleum Science and Engineering, 88-89: 100-106. ##  
[7]. Kadkhodaie-Ilkhchi R, Kadkhodaie-Ilkhchi A, Rezaee R (2019) Unraveling the reservoir heterogeneity of the tight gas sandstones using the porosity conditioned facies modeling in the Whicher Range field, Perth Basin, Western Australia, Journal of Petroleum Science and Engineering, 176: 97-115. ##
[8]. Zeng L, Su H, Tang X, Peng Y, Gong L (2013) Fractured tight sandstone oil and gas reservoirs: A new play type in the Dongpu depression, Bohai Bay Basin, China, AAPG Bulletin, 97, 3: 363-377. ##
 [9]. Huang W, Lu S, Hersi OS, Wang M, Deng S, Lu R (2017) Reservoir spaces in tight sandstones: Classification, fractal characters, and heterogeneity, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 46: 80-92. ##
[10]. Liu G, Bai Y, Gu D, Lu Y, Yang D (2018) Determination of static and dynamic characteristics of microscopic pore-throat structure in a tight oil-bearing sandstone formation, AAPG Bulletin, 102, 9: 1867-1892. ##
[11]. Jiang F, Zhang C, Wang K, Zhao Z, Zhong K (2019) Characteristics of micropores, pore t hroats, and movable fluids in the tight sandstone oil reservoirs of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin, China. AAPG Bulletin, 1031, 2: 2835–2859. ##
[12]. Xiao L, Li J, Mao Z, Yu H (2020) A method t o e valuate pore structures of fractured tight sandstone reservoirs using borehole electrical image logging, AAPG Bulletin, 104, 1: 205-226. ##
[13]. Law, BE (1986) Geologic characterization of low-permeability gas reservoirs in selected wells, Greater Green River Basin, Wyoming, Colorado, and Utah, American Association of Petroleum Geologists Studies in Geology, 24: 253-269. ##
[14]. Holditch SA (2006) Tight gas sands: Society of Petroleum Engineers Paper 103356, Journal of Petroleum Technology, 58, 6: 86-94. ##
[15]. نبوی م ح (1355) دیباچه‌ای بر زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی کشور، 109-1. ##
[16]. Adamia S, Zakariadze G, Chkhotua T, Sadradze N, Tsereteli N, Chabukiani A, Gventsadze A (2011) Geology of the Caucasus: a review, Turkish Journal of Earth Sciences, 20: 489-544. ##
[17]. جعفرزاده م (1392) بررسی خاستگاه، جایگاه تکتونیکی و عملکرد فرآیندهای دیاژنتیکی سازند سیلیسی آواری سازند زیوه (الیگو-میوسن) در شرق دشت مغان، رساله دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران، 301-1. ##
[18]. Fotouhi M (1973) A comprehensive review of geology and oil possibilities in Moghan area, National Iranian Oil Company, Geological Report, 1-348. ##
[19]. Luk Oil (2007) Geological model creation, delineation and estimation of prospects for Moghan and Lali blocks (Iran). Joint study project, NIOC Exploration/Luk Oil Company, Final Report to Contract No. IR 40-06-71-001-23/06, 1-658. ##
[20]. Haim H (1950) In: Willm, CH, Brasseur R, Revoo G, Marchand J, Rochet J, Hindermeyer J (1961) Geological Report 235, on Moghan area, IFP mission in Azerbaijan, National Iranian Oil Company. ##
[21]. Taraz A (1953) Geological report Number 114, NIOC internal report. ##
[22]. Rezaee R, Saeedi A, Clennell B (2012) Tight gas sands permeability estimation from mercury injection capillary pressure and nuclear magnetic resonance data, Journal of Petroleum Science and Engineering, 88-89: 92-99. ##
[23]. Kadkhodaie-Ilkhchi R, Rezaee R, Moussavi-Harami R, Kadkhodaie-Ilkhchi A (2013) Analysis of the reservoir electrofacies in the framework of hydraulic flow units in the Whicher Range Field, Perth Basin, Western Australia, Journal of Petroleum Science and Engineering, 111: 106-120. ##
[24]. بهرامی ح. (1377) مطالعه پالئونتولوژی بر نمونه های سطحی منطقه مغان، گزارش داخلی شرکت ملی نفت ایران، (TR#373). ##
[25]. رجبی ا.، صفایی س. و عبادیان ح (1379) زمین‌شناسی ساختمانی تاقدیس قره سو، ناحیه مغان، شرکت ملی نفت ایران، گزارش زمین‌شناسی شماره 1943. ##
[26]. امینی ع (1382) مشخصات سنگ شناسی و محیط رسوبی سازند زیوه در دشت مغان، گزارش داخلی شرکت ملی نفت ایران (مدیریت اکتشاف)، شماره 2019، 146. ##
[27]. بخشی ا (1383) مطالعات رسوب‌شناسی بر سکانس های حفاری چاه اصلاندوز-1 و چاه اورتاداغ 1 و 2 در منطقه مغان شمال غربی ایران، گزارش داخلی شرکت ملی نفت ایران (TR#1312). ##
[28]. فرزانه ف (1378) بررسی مشخصه‌های سنگ‌شناسی و عوارض دیاژنتیکی سازند زیور در نواحی قره خان بیگلو و اجاق قشلاق، شرق مغان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 199-1. ##
[29]. حاجی بابایی م (1390) بررسی مشخصات سنگ‌شناسی، محیط رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی سازند زیور در برش پاراقشلاق، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 120-1. ##
[30]. رمضانی ف (1390) بررسی مشخصات سنگ‌شناسی، محیط رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی سازند زیور در برش تولون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 149-1. ##
[31]. رزازی بروجنی م (1391) بررسی مشخصات سنگ‌شناسی، محیط رسوبی و چینه‌نگاری سکانسی سازند زیور در برش آبش احمد و تغییرات ضخامت آن در منطقه مغان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 157-1. ##
[32]. رادمرد س (1391) بررسی مشخصات شنگ‌شناسی، محیط رسوبی و چینه‌نگاری سازند زیور در برش دیگداش و تغییرات ضخامت آن در منطقه مغان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران، 90-1. ##
[33]. Pettijohn FJ, Potter PE, Siever R (1987) Sand and Sandstone (2nd eds.), Berlin7 Springer-Verlag, 553. ##
[34]. IFP (1960) Geological Report Number. 235, NIOC. ##
[35]. Zeng L, Jiang J, Yang Y (2010) Fractures in the low porosity and ultra-low permeability glutenite reservoir s: A case study of the late Eocene Hetaoyuan formation in the Anpeng Oil field, Nanxiang Basin, China, Marine and Petroleum Geology, 27: 1642-1650. ##