سیمان شدگی و نقش آن در میزان تولید نفت از افقهای ماسه سنگی مخزن آسماری در میدان منصوری-اهواز

دسته زمین شناسی نفت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده سلیمانی،بهمن- حیدری،خسرو- اشجعی،عباس
تاريخ برگزاری ۱۳ مهر ۱۳۸۴

متن اصلی:
ارزیابی و آنالیز مقاطع نازک میکروسکوپی نشان می دهد که میانگین نسبت ماسه سنگ به کربنات در تعدادی از این چاهها برای زونهای 2 و3 به ترتیب حدود 48/8 و 02/1 می باشد.
براساس مطالعات پتروگرافی مشخص گردید که دانه های اصلی سازنده بخش های ماسه سنگی اغلب از کوارتز و مقداری هم از آهک، دولومیت، انیدریت وژیپس تشکیل شده است که دارای جورشدگی ضعیف تا متوسط هستند. در مطالعه این ماسه سنگها، قطعاتی از سنگهای آذرین و همینطور کوارتز پلی کریستالین و کانیهای سنگین هم دیده شد(شکل 2 و3) که نشانه وجود منشأ سنگهای آذرین درونی هستند. لذا با توجه به این یافته ها شاید بتوان منشأ ماسه سنگهای زونهای 2 و3 را بدین صورت تصور کرد که ابتدا از تخریب و فرسایش سنگهای آذرین سپر عربستان ماسه سنگهایی تشکیل شده است(که چنین شرایطی عملاً وجود داشته است)، سپس ماسه سنگها مجدداً مورد تخریب واقع شده و با ماسه سنگهای دیگر از منشأ دگرگونی و با جورشدگی کم مخلوط گردیده و پس از طی مسافت طولانی در شرایط مطلوب قاره ای سازند ماسه سنگی غار در عراق و ماسه سنگهای زونهای 2 و3 بخش اهواز را به وجود آورده است(Zahedinezhad, 1987) در هر حال وجود ماسه های خوب گرد شده در کنار ماسه های نیمه مدور ونیمه زاویه دار و دانه های درشت متبلور مؤید اختلاط و ته نشست دوباره ذرات از منابع گوناگون می باشد. جنس سیمان های موجود در ماسه سنگ های این میدان اغلب کربناته ومقداری هم سولفاته و دولومیتی می باشد(شکل 4 و5) که در بعضی جاها کاملاً دانه های ماسه را در برگرفته اند و در بعضی جاها نیز دانه های ماسه به صورت ناقص سیمانی شده اند و یا بطور کلی سیمانی در آنها مشاهده نمی شود(شکل 6). البته در اطراف بعضی از دانه ها آثار بیش از یک نوع سیمان دیده می شود که نشان دهنده فازهای مختلف سیمانی شدن می باشد. در بین لایه های ماسه سنگی و کربناته میان لایه هایی از انیدریت مشاهده می شود که می تواند منشأیی برای سیمان های سولفاته باشد. تخلخل در ماسه سنگهای این میدان از 35-1 درصد تغییر نموده که عمدتاً از نوع بین دانه ای(Intragranular)، درون دانه ای(Intragranular)، قالبی(Muldic) و شکستگی(Fracture) می باشد که در بعضی موارد این خلل و فرج ها و شکستگی ها و آثار فسیلی، توسط انیدریت پر شده اند(شکل 7). در بسیاری از موارد پدیده دولومیتی شدن آهکها و سولفاتها را هم می بینیم که باعث افزایش تخلخل و سست شدن دانه ها و سیمان بین آنها شده است. در مرز بین بعضی از دانه ها آثار شسته شدن سیمان مشاهده می شود که نشان می دهد در این مناطق سیمان در حال از بین رفتن است.
با بررسی مقاطع نازک در ستون های سنگ شناسی مختلف روشن می شود که از نظر سیمان شدگی، توالی سیمانهای کربناته، سولفاته و دولومیتی با سکانس محیطهای سبخایی و یا حوضه های کم عمق مطابقت دارد. این سکانس سیمان شدگی نشانه تغییرات افزایشی ph و سالینیته در محیط و یا ترکیب فاز سیال می باشد.
با توجه به بررسی های به عمل آمده بنظر می رسد که قسمت شرقی میدان از درجه سیمان شدگی بهتری برخوردار باشد. این پدیده در قسمت پایینی زون 3 بیشتر به چشم می خورد. در مخازن نفتی در طی مهاجرت و ورود هیدروکربور به داخل مخزن سرعت سیمان شدگی کمتر می شود(Worden et al, 1998). هیدروکربور وارد شده، جایگزین سیالات اولیه داخل مخزن، که حاوی مقادیر زیادی از سیمان می باشند، می شود. همچنین به علت خاصیت بالاروندگی نفت و کمتر بودن زون مخصوص آن نسبت به آب ابتدا قسمت های بالایی مخزن در طی مهاجرت توسط نفت و دیگر سیالات مخزنی اشغال می شود و پس از آن نوبت به مناطق پایین تر می رسد. به همین علت بخش های نزدیکتر به سطح آب و نفت از درجه سیمان شدگی بیشتری برخوردار هستند(Haszeldine, 2000).



براساس مشاهدات انجام شده ماسه سنگ های قسمت های پایینی زون 3 که در زیر سطح آب و نفت قرار دارند دارای درجه سیمان شدگی خوبی هستند. با توجه به اینکه وضعیت سیمان شدگی در قسمت های شرقی مخزن بهتر از غرب آن است، می توان اینطور عنوان نمود که در دوران آغازین مهاجرت، حرکت سیال هیدروکربوری از سمت غرب به طرف شرق بوده است و ابتدا قسمت های غربی مخزن و سپس بخش های شرقی توسط هیدروکربور اشغال شده اند و یا بعبارت دیگر جهت جریان هیدرودینامیکی از سمت غرب به شرق میدان می باشد. همین عامل باعث بهبود وضعیت سیمان شدگی در ماسه سنگهای واقع در شرق میدان شده است.
به طور کلی در ماسه سنگ های مخزن آسماری در میدان منصوری ترکیب سیمان ها از درجه استحکام کافی برخوردار نمی باشند و عدم پیوستگی لازم بین دانه ها و وجود آثار سیمان میکریتی در لبه بعضی از دانه های ماسه حکایت از این امر دارد. در این مناطق جریان سیال به راحتی توانایی عبور از بین لایه های ماسه سنگی را داشته و مقادیر زیادی از سیمان ها را شسته و از محل خارج نموده است.
به نظر می رسد که توزیع لیتولوژیکی، کنترل کننده مهمی در وضعیت سیمان شدگی باشد. در این مورد می توان به نقش میان لایه های انیدریتی و لایه های غیرقابل نفوذ اشاره نمود. بدین صورت که در فواصلی که ماسه بدون سیمان مشاهده می گردد در زیر آن یک لایه غیرقابل نفوذ هم دیده می شود که مانع نفوذ سیال در میان ماسه ها و سیمان شدگی آنها شده است و این موضوع نقش تراوایی لایه های مجاور در میزان درجه سیمان شدگی ماسه ها را بیش از پیش آشکار می کند. بدین ترتیب که اگر لایه های مجاور تراوایی خوبی داشته باشند و سیال وارد شده به مخزن نیز حاوی مقادیر زیادی سیمان به صورت محلول باشد، میزان سیمان شدگی لایه های ماسه سنگی بیشتر می گردد(shirley et al, 2002). تغییرات ضخامت جانبی افقهای ماسه سنگی نشان می دهد که این افقها به صورت بند انگشتی به عدسی های انیدریتی و یا شیلی تبدیل می شوند و عدسی ها مانع از سیمانی شدن کامل طبقات ماسه ای گردیده است. البته در بعضی موارد به علت نفوذ سیالات از لایه های مجاور به بخش های ماسه سنگی، بدلیل بالا بودن تراوایی افقهای ماسه ای، سیمانی تشکیل نشده و یا حتی باعث از بین رفتن سیمان و دانه های اصلی موجود در لایه نیز شده، به طوری که جنس بعضی از دانه های ماسه و سیمان آنها در ماسه سنگ های این میدان سولفاته می باشد و با توجه به عدم پایداری و استحکام کافی آنها، دانه ها و سیمان سولفاته توسط محلول ها و جریان سیال درون مخزن شسته شده و موجب ناپایداری و سست شدن هر چه بیشتر ماسه سنگ ها گردیده است. البته در بعضی جاها سیالات مخزنی به طرف بالا نفوذ کرده اند و همراه خود مقداری از سولفات را شسته ودر بین لایه های ماسه ای و کربناته بر جای گذاشته اند که این مطلب را می توان با پرشدگی بعضی شکستگی ها و آثار فسیلی توسط انیدریت اثبات نمود. از جمله مواد حل شده می توان سولفات ها را نام برد که گاه دولومیت جانشین آن شده است. سولفور آزاد شده به نظر می رسد که در آلودگی نفت مخازن نیز شرکت کرده باشد.
به طور کلی با مقایسه ستون های سنگ شناسی در بخش های مختلف مخزن و نمودارهای CNL و درصد تخلخل و ستون اشباعی و داده های حفاری آشکار شده است که ماسه سنگ های قسمت شرقی میدان از استحکام بیشتری برخوردار بوده و میزان تولید از چاه های واقع در این مناطق بواسطه بالا بودن ضخامت ستون هیدروکربوری، بیش از قسمت های غربی است، و چاه های تولیدی دراین مناطق، کمتر با مشکل تولید ماسه مواجه هستند. همینطور به علت استحکام بیشتر ماسه سنگ های زون 2 نسبت به زون 3، دبی تولید در زون 2 بسیار بالا می باشد و مقدار ماسه کمتری وارد چاه می شود. میزان درصد تخلخل در رأس بیش از بخش های دیگر است.بطوریکه چاه شماره 5 حدود 35% چاه شماره 41 حدود 31% و چاه شماره 4 واقع در بخش شمالغربی 16% تخلخل مفید دارند. درصد اشباع آب زون 3 در بخش شرقی کمتر از بخش غربی است(حداقل در چاه شماره 5) و در زون 2 نیز همین روند را نشان می دهد(در غرب 48% و در شرق حدود 5/14%)(جدول 1). حداکثر ضخامت ستون هیدروکربوری نیز 5/3 متر در بخش شرقی میدان است ودلیل آن تمیز بودن و عدم مقدار کافی رس یا کلسیت و... برای تشکیل هسته های اولیه سیمان است. یکی دیگر از دلایل آن می تواند ورود نفت به درون مخزن و جلوگیری از سیمانی شدن باشد. زیرا نفت ارتباط بین دانه ها را کاهش می دهد ونفوذپذیری را پایین می آورد.


کلید واژه ها: سیمانشدگی مخزنآسماری میدانمنصوری اهواز ماسهسنگ نفت هیدروکربور پتروگرافی زمین شناسی نفت خوزستان