مقدمه

توالیهای رسوبی پرمو-تریاس و ژوراسیک خلیج فارس و مناطق پیرامون آن بخش مهمی از منابع شاخته شده هیدروکربن

جهان را در خود جای دادهاند. در این میان، مخازن کربناته دالان- کنگان و سورمه از جایگاه ویژهای برخوردارند. سازندهای دالان و کنگان به ترتیب سن پرمین پسین (جلفین) و تریاس پیشین (اسکیتین) دارند و با سازند خوف هم ارزند ۱۵]،.[۲۱

مجموعه سازندهای یاد شده سنگ مخزن بزرگترین میدان گازی دنیا یعنی میدان پارس جنوبی را تشکیل میدهند که حدود

%۱۸ از کل ذخیره گاز جهان را در بر دارد ۲۷]،.[۳۰ همچنین، بخش بالایی سازند سورمه که معادل سازند عرب به سن

ژوراسیک پسین (کیمریجین- تیتونین) است، سنگ مخزن بسیاری از میادین هیدروکربنی خاورمیانه از جمله بزرگترین میدان نفتی جهان یعنی میدان قوار در عربستان است ۲۳] ،.[۳۹ بدیهی است که بهره برداری بهینه از منابع هیدروکربنی مستلزم ارزیابی درست پتانسیل مخازن آنها است. دستیابی به این هدف نیز به نوبه خود نیازمند مطالعه تاریخچه رسوبگذاری و دیاژنز

و سنجش دقیق پارامترهای پتروفیزیکی سنگهای میزبان به خصوص تخلخل، تراوایی و درجه اشباع میباشد. با توجه به

اهمیت موضوع، بررسیهای متعددی در این زمینه انجام شده است که از تازهترین آنها باید به مطالعات زارعی و همکاران

[۸](۱۳۸۷)، زمانی و همکاران [۹](۱۳۸۷)، جهانی و همکاران [۶](۱۳۸۸)، حسین یار و رحیم پور بناب [۷](۱۳۹۰)، سادات

کاظمی و قاسم العسکری، [۱۰](۱۳۹۰)، فتوت و همکارن [۱۲](۱۳۹۰)، کرمانشاهی و همکاران [۱۳](۱۳۹۰)، جلیل پیران و موسوی حرمی [۲](۱۳۹۱)، اسعدی و همکاران [۱](۱۳۹۲)، فتحی و همکاران [۱۱](۱۳۹۳) و ۳۴]،۲۰۰۷)[۳۳؛ Lucia (1999،
Ehrenberg (2006)[24]، Ehrenberg et al., (2006)[25]، Moradpour et al., (2008)[36]، Bordenave (2008)[22] و

Ahr (2008)[17] اشاره کرد. هدف اصلی این مقاله، مقایسه کیفیت مخزنی سنگهای کربناته سازند سورمه در میدان تابناک

و سازند دالان در میدان پارس جنوبی و بررسی دلایل تفاوت در میزان بازدهی و توان تولید این دو سازند است.

۲٫ موقعیت جغرافیایی میدانهای تابناک و پارس جنوبی

میدانهای مورد مطالعه در شمال و مرکز خلیج فارس و در محدوده استانهای فارس و بوشهر قرار دارند (شکل .(۱ میدان گازی تابناک قسمتی از منطقه عملیاتی پارسیان است. این منطقه از مجموع چهار میدان تابناک، هما، وراوی و شانول تشکیل شده و در حد فاصل شهرهای پارسیان و لامرد و در فاصله ۲۵ کیلومتری از ساحل واقع است. میدان تابناک با وسعت ۱۲۰۰ کیلومتر مربع بزرگترین میدان گاز شیرین ایران و بیستمین میدان بزرگ گازی دنیا محسوب میشود .[۴۱] این میدان در سال

۱۳۴۲ کشف شده و لایههای سورمه، دشتک، کنگان و دالان بالایی آن حاوی مقادیر متفاوتی هیدروکربن است. میدان گازی

پارس جنوبی در مرکز خلیج فارس واقع شده و در قطر به نام میدان گنبد شمالی (North Dome Field) شناخته میشود. این میدان حدود ۹۷۰۰ کیلومتر مربع مساحت دارد که ۳۷۰۰ کیلومتر مربع آن در آبهای ایران و مابقی در آبهای سرزمینی قطر قرار دارد .[۲۱]

.۳ روش مطالعه

این تحقیق بر اساس مطالعه مغزههای واحد کربنات بالایی سازند دالان در یکی از چاههای میدان گازی پارس جنوبی و واحد کربنات بالایی سازند سورمه در یکی از چاههای میدان گازی تابناک انجام شده است. واحد کربنات بالایی سازند سورمه در

برش مورد نظر حدود ۲۵۴ متر ضخامت دارد که نزدیک به ۱۰۰ متر از مغزههای آن در این تحقیق مورد استناد قرار گرفته است. در برش زیرزمینی پارس جنوبی، بخش بالایی سازند دالان حدود ۲۷۰ متر ضخامت دارد که نیمی از مغزههای تهیه

۲

مقایسه پتانسیل مخزنی سازندهای سورمه و دالان…

شده از آن مورد بررسی قرار گرفت. از هر متر مغزه به طور میانگین ۳ پلاگ (Plug) آماده گردید و تخلخل (Helium porosity) و تراوایی (Air permeability) آنها اندازه گیری شد. از مجموع ۳۰۰ پلاگ سازند سورمه و ۴۰۰ پلاگ سازند دالان، حدود ۶۰۰ مقطع نازک تهیه گردید و با میکروسکوپ پلاریزان مورد مطالعه قرار گرفتند. به تعدادی از نمونههایی که

تخلخل و تراوایی بالایی داشتند (به خصوصاُاُیید گرینستون و دولوستون) رزین اپوکسی آبی (Blue epoxy resin) تزریق

گردید تا تنوع منافذ و توزیع تخلخل در نمونهها بیشتر نمایان شود. همزمان با بررسی پارامترهای پتروفیزیکی در مغزهها و

مقاطع نازک، دادههای حاصل با نمودارهای چاه پیمایی تهیه شده از دو چاه مورد نظر از جمله تخلخل، وزن مخصوص، گاما،

صوتی و نمودار تصویری مقایسه و کنترل شد. در نهایت با رسم نمودارهای نشانگر تغییرات تخلخل در مقابل تراوایی و عمق، پتانسیل مخزنی دو سازند مورد نظر با هم مقایسه گردید.

شکل :۱ موقعیت میدانهای تابناک و پارس جنوبی و توالی چینه شناسی پرمین – ژوراسیک در شمال خلیج فارس، بر اساس دادههای ۴۳]،۳۱،.[۲۹ واحدهای کربنات بالایی سازندهای سورمه و دالان با رنگ تیره مشخص شدهاند.

.۴ بحث

اساس تشکیل یک سیستم هیدروکربنی وجود سنگهای منشأ و مخزن و برقراری ارتباط مناسب بین آنها و در نهایت به دام

افتادن سیالات توسط سنگ پوشش است. بارزترین ویژگی یک سنگ مخزن خوب داشتن تخلخل و تراوایی کافی برای تجمع و انتقال مقادیر قابل توجه نفت و گاز است. بررسی مختصر اطلاعات مربوط به مهمترین میدانهای نفت و گاز منطقه خلیج فارس نشان میدهد که سنگهای کربناته سازندگان اصلی مخازن این میدانها هستند .[۲۷] همان طور که اشاره شد مجموعه کربناتهای متعلق به سازندهای دالان (پرمین) و سورمه (ژوراسیک) از این نظر اهمیت بسیار زیادی دارند. سازند سورمه از

۵ بخش سنگ چینه نگاری متفاوت تشکیل شده است (شکل (۱ که واحد کربنات بالایی آن در بسیاری از میدانهای نفت و

گاز سنگ مخزن است. بررسی تاریخچه رسوبگذاری سازند سورمه نشان میدهد که واحد کربنات بالایی در ژوراسیک پسین

(کیمریجین-تیتونین) و در مراحل پایانی تکامل حوضه درون شلفی پارس در شمال خلیج فارس کنونی نهشته شده است .[۳۱] نای بخش اساساً از رخسارههااُاُییید گرینستون و دولوستونهای درشت بلور در تناوب با رسوبات تبخیری تشکیل شده است .[۳] شرایط محیطی زمان تشکیل این بخش به گونهای بوده که کانی شناسی اولیه آن از نوع کلسیتی به خصوص

۳

مقایسه پتانسیل مخزنی سازندهای سورمه و دالان…

کلسیت با منیزیم زیاد (HMC) باشد .[۴] این امر زمینه لازم را برای دولومیتی شدن آهکهای واحد کربنات بالایی سورمه در

دیاژنز دفنی فراهم کرده است .[۵] در طبقه بندی پتروفیزیکی کربناتها توسط لوسیا [۳۲] گرینستونها و دولوستونها در رده یک قرار میگیرند که بالاترین مقدار تخلخل و تراوایی را دارد. در گرینستونها اندازه و توزیع منافذ تابع اندازه و

جورشدگی دانهها و مقدار سیمان بین منافذ میباشد. دولومیتی شدن میتواند تا حد زیادی فابریک سنگ را تغییر دهد که

یکی از نتایج آن افزایش نسبی تخلخل و تراوایی است. در دولوستونها میزان تخلخل و تراوایی توسط اندازه بلورهای

دولومیت و اندازه دانهها و جورشدگی سنگ آهک اولیه تعیین میگردد. در مجموع، در اغلب مخازن کربناته مقدار تخلخل

به طور متوسط بین ۵ تا %۱۵ و تراوایی بین ۰/۱ میلی دارسی تا ۱۰ دارسی متغیر است .[۱۷] مطالعه مقاطع نازک تهیه شده از مغزههای واحد کربنات بالایی سازند سورمه در میدان تابناک گویای آن است که قسمت عمده منافذ موجود در این بخش از نوع بین دانهای، بین بلوری و فنسترال است (شکل .(۲ در بررسی ویژگیهای بافتی نمونهها نیز متوسط اندازه آلوکمها به
خصوص اُاُییدها حدود ۰/۴ میلی متر به دست آمد (شکل .(۲C

شکل (A) :2 تصویر نمونه مغزه از عمق ۱۵۰۰ متری (B) تصویر میکروسکوپی تخلخل بین بلوری در دولوستون درشت بلور (عمق ۱۴۷۸ متری) و (C) تخلخل بین دانهدرای اُاُیید گرینستون (عمق ۱۴۱۵ متری) و (D) تخلخل فنسترال در دولومیکرایت و بایوکلاست پلویید پکستون (عمق ۱۵۴۰ متری) بعضی از نمونههای واحد کربنات بالایی سازند سورمه در میدان تابناک .(PPL)

ارزیابی پارامترهای پتروفیزیکی این بخش نشان میدهد که مقدار تخلخل در این نمونهها بین ۷/۵ تا %۲۷ (میانگین (%۱۷/۱۵

و مقدار تراوایی بین ۵ تا ۷۰۰ میلی دارسی (میانگین (۳۰۸ در اعماق مختلف تغییر میکند. از نظر آماری %۷/۷ از نمونهها

دارای تخلخل متوسط، %۲۱ تخلخل خوب، %۲۵/۲۰ تخلخل خیلی خوب و %۴۶/۱۰ آنها تخلخل عالی داشتند (شکل .(۵A

با این مقادیر، کیفیت مخزنی کربناتهای بخش بالایی سازند سورمه به طور میانگین در حد خیلی خوب ارزیابی میشود. در

مخازن خیلی خوب مقدار تخلخل بین ۱۵ تا %۲۰ و تراوایی بین ۲۵۰ تا ۱۰۰۰ میلی دارسی تعیین شده است ۳۸]،.[۲۰ بررسی نمودارهای چاه پیمایی و ستون رخسارههای واحد کربنات بالایی سازند سورمه در میدان تابناک وجود چهار چرخه کم عمق شونده کربناته-تبخیری را در این بخش نشان میدهد (شکل .(۳ چرخه نخست ۱۵۷ متر ضخامت دارد که در پایین شامل ۱۲۶ متر دولومیکرایت و بایوکلاست پلویید پکستون با تخلخل متوسط تا خوب است. در میانه این چرخه ۲۹ متر تناوب

اُاُیید گرینستون و دولوستون با تخلخل خیلی خوب تا عالی وجود دارد. در انتهای چرخه اول حدود ۲ متر رسوبات تبخیری نقش سنگ پوشش را ایفا میکنند. چرخه دوم با ۲۳ متر ضخامت شامل دو بخش است. در قسمت زیرین ۸ متر دولوستون
۴

مقایسه پتانسیل مخزنی سازندهای سورمه و دالان…

با تخلخل خوب وجود دارد که با ۱۵ متر رسوبات تبخیری پوشیده میشود. چرخه سوم با ۴۸ متر ضخامت مشابه چرخه اول

و شامل سه بخش است. متر۳۰ اُاُیید گرینستون در پایه، یک واحد ۲ متری دولوستون در میانه و ۱۶ متر تبخیری در انتها که چرخه را کامل میکند. چرخه چهارم ۲۶ متر ضخامت دارد، متر۲۰ اُاُیید گرینستون که با ۶ متر رسوبات تبخیری پوشیده شده

است. در مجموع، میتوان چنین ارزیابی کرد که در توالی رسوبی سورمه بالایی در میدان تابناک حدود ۹۰ متر کربنات از نوع

اُاُیید گرینستون و دولوستون وجود دارد کهاساساً ظرفیت مخزنی این سازند به وجود آن وابسته است.

شکل :۳ نمودار چاه نگاری، ستون رخسارهها و چرخههای کربناته-تبخیری واحد کربنات بالایی سازند سورمه در میدان تابناک، به ارتباط تغییرات وزن مخصوص به عنوان شاخص تخلخل و تنوع رخسارهها در اعماق مختلف مخزن توجه شود (بر اساس دادههای شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب).

سازند دالان شامل مجموعهای از نهشتههای کربناته و تبخیری به سن پرمین پسین است که به سه بخش کربنات زیرین، واحد

تبخیری نار و کربنات بالایی تفکیک شده است .[۴۳] توالی یاد شده در زیرمحیطهای مختلف یک رمپ هموکلینال در جنوب زاگرس و مناطقی از خلیج فارس بر جای گذاشته شده است ۲۸]،.[۱۴ از این بخشها واحد کربنات بالایی سنگ مخزن بسیار توانمندی است که بخش عمده پتانسیل مخزنآنی به وجود رخساره اُاُیید گرینستون مربوط میشود ۳۵]،.[۲۵ با توجه به
گسترش دریاهای آراگونیتی در زمان پرمین پسین [۴۰] به نظر میرسد کانی شناسی اولیه کربناتهای سازند دالان نیز از نوع

آراگونیتی بوده است؛ به همین خاطر انحلال آلوکمها نقش مؤثری در کنترل و توسعه تخلخل این سازند ایفا کرده است.

مطالعات پتروگرافی نمونههای واحد کربنات بالایی سازند دالان در میدان پارس جنوبی بیانگر حضور بیشتر منافذ از نوع بین

دانهای، بین بلوری و قالبی (Oomoldic) است (شکل .(۴ متوسط اندازه آلوکمهابه خصوص اُاُییدهای واحد کربنات بالایی

دالان حدود ۰/۲۵ میلی متر تعیین شده است .[۹]

۵

مقایسه پتانسیل مخزنی سازندهای سورمه و دالان…

شکل (A) :4 تصویر نمونه مغزه با استیلولیتهای متعدد از عمق ۲۹۵۰ متری (B) و (C) تصویر میکروسکوپی تخلخل بین دانهای و تخلخل قالبی (Oomoldic)در رخساره اُاُیید گرینستون از عمق ۲۹۹۱ متری و (D) تخلخل بین بلوری همراه با سیمان انیدریتی در دولوستون از عمق ۲۹۱۷ متری بعضی از نمونههای واحد کربنات بالایی سازند دالان در میدان پارس جنوبی .(PPL)

مقدار تخلخل در نمونههای سازند دالان ۳ تا %۱۵ (میانگین (%۸/۵۰ و تراوایی آنها ۰/۲ تا ۱۰۷ میلی دارسی (میانگین (۲۹/۸۵ اندازه گیری شد. از نظر آماری %۴۶/۶۶ نمونهها دارای تخلخل ضعیف، %۱۳/۳۳ دارای تخلخل متوسط و %۴۰/۰۱ آنها تخلخل خوب داشتند (شکل .(۵B با این ارقام، کیفیت مخزنی کربناتهای دالان بالایی در حد متوسط ارزیابی میشود. در مخازن متوسط مقدار تخلخل بین ۵ تا %۱۰ و تراوایی بین ۱۵ تا ۵۰ میلی دارسی تعیین شده است ۳۸]،.[۲۰

بررسی نمودارهای چاه پیمایی و ستون رخسارههای واحد کربنات بالایی سازند دالان در میدان پارس جنوبی نشان میدهد که این بخش از پنج چرخه کم عمق شونده تشکیل شده است (شکل .(۶ چرخههای اول، دوم و چهارم تقرباًی مشابهند و از

تکرار رخسارههااُاُییید گرینستون، بایوکلاست پلویید مادستون/وکستون و اینتراکلاست بایوکلاست وکستون/پکستون به وجود آمدهاند. چرخه نخست حدود ۲۸ متر ضخامت دارد و با بیشترنگسترشی رخساره اُاُیید گرینستون، نقش اصلی را در

تعیین ظرفیت مخزنی دالان بالایی به عهده دارد. چرخههای دوم و چهارم به ترتیب ۵۶ و ۴۱ متر ضخامت دارند. چرخه سوم با ۶۴ متر ضخامت کمترین مقدار تخلخل و پایینترین کیفیت مخزن را دارد. چرخه پنجم ۸۱ متر ضخامت دارد و فاقد رخساره اُاُیید گرینستون است؛ با این حال ۲۲ متر بخش انتهایی این چرخه از دولوستون تشکیل شده است که با افزایش

نسبی تخلخل همراه است. در یک ارزیابی کلی میتوان گفت که در واحد کربنات بالایی سازند دالان میدان پارس جنوبی

حدود متر۴۲ دولوستون و اُاُیید گرینستون با تخلخل متوسط تا خوب وجود دارد که بخش عمده کیفیت مخزنی این سازند

را کنترل میکنند.