عدم موفقیت روش لرزه ای و موفقیت روش قطبش القائی عمیق در اکتشاف نفت در منطقه دهددشت

دسته ژئوفیزیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده سید نورالدین سعادت میر قدریم
تاريخ برگزاری ۳۰ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه :

با توجه به تنوع ساختارهاى هیدروکربورى در ایران شرایط طورى فراهم گشته که ساختمان هاى بزرگ و عارى از مسائل و مشکلات زمین شناسى کشف شده اند. لیکن در پروژه هاى فعلى، اکتشاف مخازن نفتى به مناطقى با زمین شناسى پیچیده سوق پیدا مى کند که از لحاظ ژئوفیزیکى مشکلات عدیده اى را در جهت دسترسى به لایه هاى نفتى دارند. پروژه ژئوالکتریک عمیق منطقه دهدشت، براى اولین بار در ایران در تابستان سال ۱۳۸۴ انجام شد. این روش بسیار جامع و مفید، کاربردهاى فراوانى را در زمینه اکتشاف مى تواند داشته باشد بخصوص در مناطقى که از نظر زمین شناسى داراى تکتونیک پیچیده بوده و وجود سازند گچساران که باعث از بین رفتن کیفیت در مقاطع لرزه اى و به نتیجه نرسیدن لرزه نگارى مى شود، داشته باشد. روش قطبش القائى عمیق یکى از انواع روشهاى الکترومغناطیسى بوده و بر پایه روش هاى الکترومغناطیسى استوار است و در آن مؤلفه هاى الکتریکى و مغناطیسى اندازه گیرى مى شود و از طریق آنها دو کمیت مقاومت ویژه و فاز بدست مى آیند. از جمله مزیتهاى این روش مى توان قابلیت استفاده در شرایط زمین شناسى پیچیده ، دقت قابل قبول ، عمق نفوذ بالا ، قابلیت حمل آسان ، قابلیت دسترسى در شرایط مختلف توپوگرافى و کاهش ریسک و هزینه اکتشاف را نام برد[۶و۱۱].

 با توجه به مطالب گفته شده، شرکت ملى نفت ایران تصمیم به کاربرد این روش در منطقه دهدشت گرفت تا هم بتواند منطقه را از لحاظ مخازن هیدروکربونى بررسى کند و هم روش جدیدى را در اکتشاف منابع نفت و گاز در ایران راه اندازى کند. شهر دهدشت در استان کهکیلویه و بویراحمد، در ۶۰ کیلومتری شمال شرقی شهرستان بهبهان واقع شده است.

 

۱- اهمیت منطقه دهدشت از لحاظ  وضعیت زمین شناسى:

سازند گچساران در قسمت های وسیعی از منطقه دهدشت در سطح زمین نمایان شده است. این سازند در تشکیل بسیاری از مخازن نفتی ایران به عنوان سنگ پوش دخیل بوده است. سازند آسماری به عنوان سازند هدف اکتشافی آهک آسماری که در منطقه زاگروس مهمترین هدف اکتشافی می باشد، در این ناحیه مطرح است. نزدیکترین رخنمون آهک آسماری در کوه خویز در چند کیلومتری جنوب غرب دهدشت واقع شده است. از خویز به سمت دهدشت با افزایش ارتفاع توپوگرافی نه تنها چین خوردگی ها شدیدتر شده اند بلکه سازند آسماری تا حدودی عمیق تر شده و به وسیله سازندهای گچساران ، میشاق، آغاجاری و بختیاری پوشیده شده است. بطوریکه در منطقه دهدشت لایه سطحی ایی که عمده  برون زدگی ها را تشکیل داده، گچساران می باشد. بررسی های زمین شناسی باتوجه به رخنمون های اطراف (شمال و جنوب) این دشت، چین خوردگی حاصل را از نوع چین خوردگی معمول حوزه زاگروس در شرایط تکتونیکی ناشی از گسلهای تراستی (از نوع گسل خوردگی پلکانی(steep faulting))، تخمین می زنند.از آنجایی که سازند آسماری با این وضعیت چین خورده است و با گچساران پوشش یافته ، می توان تله های هیدروکربوری را بوجود آورند[۴، ۹و۱۰].

بطورکلی اهمیت منطقه از لحاظ اکتشاف هیدروکربوری به شرح زیر است:

Ø                  آثاری از وجود هیدروکربن در نزدیکی منطقه دهدشت.

Ø                  وجود مخازن و تاقدیس های مجاور از قبیل؛ میدان گچساران، میدان منصورآباد، روند تاقدیس ها و مخازن جنوب و جنوب غربی ایران.

Ø                  وجود سنگهای منشاء، مخزن و پوش زاگرس در دهدشت از قبیل ؛ رخنمون گچساران در منطقه دهدشت، رخنمون آسماری در نزدیکی منطقه دهدشت.

 

۲- مطالعات لرزه نگارى در منطقه دهدشت:

عملیات برداشت لرزه نگاری در منطقه دهدشت طی دو دوره، در سالهای ۱۳۶۶ ، ۱۳۸۲  به منظور دستیابی به اهدافى از قبیل تعیین عوارض اصلی ساختمان منطقه، تعیین هندسه چین خوردگی منطقه، شناسایی بستگی ساختمان سازند آسماری در زیر سازند گچساران و شناسایی نقاط دارای پتانسیل وجود هیدروکربن جهت مطالعات تکمیلی و انجام حفاری اکتشافی، انجام گرفته است. در سال ۱۳۶۶ تعداد ۱۳ خط لرزه ای(فاصله گیرنده ها از یکدیگر ۵۰ متر و فاصله چشمه ها ۱۰۰ متر) با طول کلی حدود ۵۵/۲۶۴ کیلومتر و در سال ۱۳۸۲ تعداد ۱۲ خط لرزه ای(فاصله گیرنده ها از یکدیگر ۳۰ و فاصله چشمه ها از یکدیگر ۶۰ متر) با طول کلی حدود ۲۲/۲۹۵ کیلومتر طراحی گردیدند. بنابراین در مجموع حدود ۷۷/۵۵۹ کیلومتر عملیات لرزه نگاری دوبعدی در منطقه دهدشت انجام گرفت(شکل۲-الف). بعد از طراحی خطوط لرزه ای و ثبت اطلاعات خام، پردازش بر روی داده ها صورت گرفته و مقاطع لرزه ای قابل تفسیر تهیه شدند سپس بر روی مقاطع لرزه ای تهیه شده، تفسیرهای لازم انجام گرفت. با ترسیم مقاطع لرزه ای در امتداد خطوط برداشت مختلف، مشخص شد که داده هاى لرزه اى دارى کیفیت بسیار پایینى بوده و نمى توانند به تنهایى نتایج مطلوبى را به ما بدهند. دلیل ضعف داده هاى لرزه اى وجود رخنمون هاى سازند گچساران در منطقه است. همانطور که قبلاً گفته شد، منطقه دهدشت پوشیده از سازند گچساران است. این سازند به دلیل اینکه عموماً از سنگهای تبخیری کاملاً فشرده تشکیل شده و سرعت انتشار امواج در این نوع سنگها بسیار بالا است باعث تضعیف انرژی امواج لرزه ای شده و در نتیجه اطلاعات لرزه ای حاصل از برداشت های لرزه نگاری در این منطقه، بسیار ضعیف و غیر قابل استفاده شده است. این موضوع در مواقعی که انفجار دقیقاً در داخل این سازند انجام گیرد، قابل توجه تر خواهد بود[۱].

 

۳- مطالعات روش قطبش القائى عمیق :

 

۳-۱- طراحی  و نحوه عملیات برداشت در صحرا:

طراحی کارهای صحرایی باید بر اساس تمام اطلاعات موجود در منطقه تحت بررسی، با استفاده از مدلسازی ریاضی انجام شود. ناتوانی و  ضعف اطلاعات اولیه در طراحی، می تواند به طور قابل توجهی بر روی نتایج نهایی تاثیر بگذارد. در طراحی عملیات برداشت IP یک سری عوامل یا پارامترها دخیل هستند که ابتدا باید این پارامتر ها با دقت زیادی تعیین شوند و سپس بر اساس آنها طراحی عملیات انجام گیرد. پارامترهای تاثیر گذار بر روی طراحی عملیات عبارتند از: موقعیت قرارگیری خطوط جریان، تعداد خطوط جریان، طول خطوط جریان، بازه تغییرات فرکانس برداشت، فاصله خط جریان با خطوط گیرنده، فاصله، طول و تعداد خطوط گیرنده(برای هر خط جریان) و ...[۷و۲]. شکل ۳ خطوط برداشت طراحى شده درمنطقه دهدشت را نشان مى دهد.

جریان مورنیاز توسط یک ژنراتور دیزلی سه فاز با توان ۵-۱۰۰ کیلووات و ولتاژ ۳۸۰ ولت و فرکانس HZ۵۰ و به همراه یک دستگاه مبدل(محرکه الکتریکی جریان متناوب) ایجاد می شود. این جریان توسط الکترود های AوB طی یک جدول زمانبندی مشخص، در زمان های مشخصی از روز به داخل زمین فرستاده می شود. الکترودهای AوB به فاصله

 از یکدیگر به داخل زمین کوبیده می شوند و بهتر است که در هر نقطه AوB به جای استفاده از یک الکترود بزرگ از چندین الکترود کوچکتر (میله های فولادی با طول ۵/۱متر و ضخامت۲-۵/۱سانتیمتر) استفاده شود. در هر نقطه حدود ۴۰ تا ۶۰ الکترود به داخل زمین کوبیده می شود. دلیل استفاده از چندین الکترود کوچک به جای یک الکترود بزرگ، افزایش سطح تماس الکترودها با خاک یا سنگ های اطراف، عدم نیاز به حفاری و همچنین افزایش میزان کیفیت انتقال جریان به داخل زمین است[۷]. در فواصل بین (حداقل فاصله خط جریان با خط گیرنده) و (حداکثر فاصله خط جریان با خط گیرنده) برداشت ها روی خطوط گیرنده انجام می شود. در روی هر خط برداشت چندین ایستگاه اندازه گیری وجود دارد که هر ایستگاه حدود۱۲۰۰متر از خط برداشت را تحت پوشش قرار می دهد. طریقه برداشت نیز بدین گونه است که ابتدا دستگاه گیرنده(AGE-XXL) به همراه کابل ها، الکترودها و لوپ ها  به ایستگاه برداشت انتقال داده می شوند. دستگاه  ۲۴ کاناله(AGE-XXL) در محل ایستگاه برداشت مستقر شده و کابل ها به گیرنده وصل می شوند و در امتداد خط برداشت، در دو طرف دستگاه (۶۰۰ متر به راست و ۶۰۰ متر به چپ) روی زمین پهن می شوند(شکل۴). باید توجه شود که کابل باید بدون هیچگونه تابیدگی یا تاشدگی، روی زمین پهن شود. به منظور اندازه گیری مولفه الکتریکی ، از الکترود های غیر پلاریزاسیون(میله ای برنجی با طول ۷/۰ تا ۱متر و ضخامت یک سانتیمتر است) استفاده می شود[۷]. این الکترودها با فاصله های ثابت ۵۰ از یکدیگر به کابل وصل شده و تا عمق بیشتر از cm۵۰ به داخل زمین کوبیده می شوند. پس از اتصال کلیه الکترود ها به کابل و کوبیده شدن به زمین، اپراتور گیرنده توسط دستگاه گیرنده و سیگنال هاى دریافتى، کیفیت اتصال الکترودها را چک مى کند. در صورت عدم وجود مشکل و درستى اتصال الکترودها، خط گیرنده آماده برداشت خواهد بود. بعد از آماده سازى خط گیرنده باید منتظر اولین تزریق جریان توسط خط فرستنده شد. همگام سازى(یا همزمان سازى) بین دستگاه گیرنده و دستگاه فرستنده نیز از طریق دستگاه ماهواراى GPS انجام مى شود. بعد از تزریق جریان و برداشت داده ها توسط خط گیرنده، تجهیزات مستقر شده بر روى خط گیرنده جمع آورى شده و جهت برداشت بعدى به ایستگاه بعدى انتقال داده مى شوند. به منظور اندازه گیری مؤلفه مغناطیسی  نیز از لوپ ها (لوپ از کابل تلفن چند رشته ای (۳۲ رشته ای) ساخته شده است) استفاده می شود[۷]. این لوپ ها با فاصله های ثابت ۱۰۰ از یکدیگر به کابل وصل شده و  به صورت مربع(به ضلع ۵ متر) به حالت کاملا خوابیده و بدون هیچگونه تاخوردگی بر روی زمین پهن می شوند. در اینجا نیز پس از اتمام اتصال  کلیه لوپ ها به کابل و پهن شدن آن بر روى زمین ، اپراتور توسط دستگاه گیرنده کیفیت اتصال لوپ ها را چک مى کند. در صورت عدم مشکل خط گیرنده آماده برداشت خواهد بود. بطور کلی تعداد ۵۰ خط اندازه گیری با طول حدود ۱۰ تا ۱۲ کیلومتر و با فاصله های ۵۰۰ متر ازیکدیگر برای عملیات برداشت در منطقه دهدشت طراحی شدند و میزان کل اندازه گیری ها در این منطقه حدود ۱۳۵۰۰ نقطه تعیین شد که از این مقدار تعداد ۱۲۷۴۱ نقطه با موفقیت برداشت شدند.

 

۳- ۲- پردازش و تفسیر داده هاى قطبش القائى:

در حین انجام عملیات و ثبت رکوردهای الکترومغناطیسی به خاطر ماهیت این امواج، عوامل مختلفی می توانند آنها را تحت تاثیر قرار دهند، در نتیجه نویز های مختلفی به همراه رکورد اصلی ثبت خواهند شد. از طرفی در بیشتر مواقع محل هایى که در آن کاوش هاى الکتریکى انجام مى شود در مناطق صنعتى و نزدیک مناطق مسکونى و زیستگاهها واقع مى شوند. گاهى اوقات نیز خطوط اندازه گیرى با خطوط فشار قوى برق برخورد مى کنند(از زیر آنها عبور مى کند) در چنین مواقعى داده های حاصل از برداشت در اثر وجود نویز هاى صنعتى قوى(HZ۵۰)، پیچیده مى شوند و طیف فرکانسى وسیعى از نویز هاى غیرساکن در آنها ایجاد مى شود. مهمترین منبع نویز، فرکانس برق می باشد که به شدت رکوردهای دریافتی را متاثر می کند بطوری که اگر با فیلتری مناسب از بین نرود رکوردها قابل استفاده نخواهند بود. بعلاوه تغییرات میدان مگنتو تلوریک نیز نویز هاى پالسى فراوانى را ایجاد مى کنند که باعث پیچیده تر شدن این اطلاعات مى شوند[۵و۸]. نویز های دیگری که در طی انجام عملیات برداشت در منطقه دهدشت مشاهده شدند، نویز های رادیویی، نویزهای ناشی از عبور و مرور وسایل نقلیه(اگر خط گیرنده از روی جاده عبور کند)، نویزهای ناشی از وزش باد( که باعث حرکت کابلهای اندازه گیری یا حلقه های مغناطیسی می شوند)، نویز های ناشی از حیوانات و  نویز های ناشی از حرکت ضربات ناگهانی به گیرنده ها می باشند که قبل تفسیر داده ها و در مرحله پردازش داده ها باید تمامى این نویزها حذف شوند.

تفسیر داده ها قطبش القائى شامل مراحل زیر است:

مرحله اول: تهیه نقشه کنتوری مقاومت ویژه در فرکانس پایین مناسب و تعیین آنومالی مقاومت ویژه پایین و آنومالی های هیدروکربنی است. شکل (۵-الف) نقشه کنتوری مقاومت ویژه را در فرکانس۳۴۷/۰ نشان می دهد.

مرحله دوم: تهیه نقشه های کنتوری فاز در فرکانس پایین مناسب و تعیین آنومالی های فاز بالا است. شکل (۵-ب) نقشه کنتوری فاز را در فرکانس ۳۴۷/۰ نشان می دهد

مرحله سوم: انطباق نقشه های فاز و مقاومت ویژه با یکدیگر می باشد. در این مرحله نقاطی را که دارای آنومالی فاز بالا و مقاومت ویژه پایین هستند را به عنوان آنومالی هیدروکربوری معرفی می کنیم. شکل ۶ انطباق نقشه فاز را بر روی نقشه مقاومت ویژه نشان می دهد. با توجه به این نقشه می توان چهار محدوده A، B و C  را به عنوان نقاطی که مستعد حضور مخازن هیدروکربوری هستند، معرفی نمود.

 

نتیجه گیرى :

 

با توجه به شرایط زمین شناسى پیچیده و حضور سازند گچساران در منطقه دهدشت، داده هاى لرزه اى کیفییت مطلوبى نداشته و نتوانستند نتایج خوبى را در اختیار بگذارند، ولى روش قطبش القائى عمیق توانسته است، اطلاعات خوبى را در اختیار ما بگذارد بطوریکه نقشه هاى کنتورى مقاومت ویژه و فاز رسم شده در این روش، سه محدوده را به عنوان نقاط آنومالى مخازن نفتى معرفى نمودند. از آنجایى که در حال حاضر در ایران ساختمان هاى بزرگ و عارى از مسائل و مشکلات زمین شناسى کشف شده اند و پروژه هاى فعلى به سمت اکتشاف مناطقى با زمین شناسى پیچیده سوق پیدا کرده اند، بنابراین با توجه به مزیت روش قطبش القائى عمیق نسبت به روش لرزه اى در این مناطق، کاربرد روش قطبش القائى در ایران بیشتر خواهد شد. از این رو پیشنهاد مى شود که جهت بومى شدن کامل این روش، تلاشهاى لازم انجام گیرد.

 

 

 

منابع فارسى :

 

۱- حنیف زاده، ابوذر، تفسیر مقاطع لرزه اى و ارائه مدل زمین-ساختى منطقه دهدشت، پایان نامه کارشناسى ارشد، دانشگاه صنعتى امیرکبیر،

۲- سعادت میر قدیم، سید نورالدین، معرفى انواع مختلف روشهاى الکترومغناطیسى و کاربرد آنها در اکتشاف نفت، پایا نامه کارشناسى ارشد، دانشگاه صنعتى سهند تبریز، پاییز ۱۳۸۵

۳-  طباطبایی ، سید هاشم ، جزوه درس مباحث ویژه ، دانشگاه صنعتی سهند تبریز ، ۱۳۸۴

۴- همتى، یگانه، تعیین اندیس هاى معدنى با استفاده از طیف دامنه و فاز داده هاى IPطیفى، پایان نامه کارشناسى ارشد، دانشگاه تهران، تیر۱۳۸۵

 

 

References :

 

۵-Huang Zheu, Pong Weibin, and He Tiezhi, Two – Component Multi – Parameter Tim – Frequency Electromagnetics, Applied Geophysics, Volume ۶, ۲۰۰۳, ۴۶-۴۹

۶-Jiang Wenbo, He Zhaxiang, Liu Hong, New approach to investigating near-surface structures for complex seismic topography, Applied Geophysics, Volume۶, ۲۰۰۳, ۲۲-۲۶

۷-Geoneftegaz, Ltd of Russia۱:place>۱:country-region>, Program of Work in the Dezfool region, N.I.O.C, ۲۰۰۵.

۸-Geoneftogaz, Ltd of Russia۱:place>۱:country-region>, Processing and Interpretation of HRES-IP Data, N.I.O.C, ۲۰۰۵

۹-Llewellyn.P.G, Deh Dasht Geological Compilation Map, Iranian Oil Operating Companies, June ۱۹۷۳

۱۰-Macleod.J.H, Akbari.Y, Behbehan Geological Compilation Map, Iranian Oil Operating Companies, February ۱۹۷۰

۱۱-Zhanxiang he, Xuejun liu, Weiting Qiu, and Huang Zhou, Mapping Reservoir Boundary by Borehole- Surface TFEM: Tow Case Studies, BGP of CNPC, ۲۰۰۴.

سید نورالدین سعادت میر قدریم ، دانشجوی کارشناس ارشد مهندسی معدن از دانشگاه صنعتی سهند تبریز

محمد جعفر محمدزاده، دکترای زمین شناسی اقتصادی از کشور هندوستان، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی سهند

سید هاشم طباطبایی، دکترای ژئو فیزیک از کشور ترکیه  ، مدیریت اکتشافات ژئوفیززیکی شرکت ملی نفت ایران

مهرداد ایوبی، کارشناس ارشد ژئوفیزیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، شرکت ملی نفت ایران

 

چکیده:

بررسی های زمین شناسی در منطقه دهدشت نشان دادند که این منطقه دارای پتانسیل حضور مخازن نفتی می باشد، از طرف دیگر داده های گرانی سنجی نیز امکان حضور مخازن نفتی را در منطقه تایید نمودند. بنابراین در ابتدا، اقدام به اکتشاف نفت به روش لرزه ای شد. اکتشافات لرزه ای طی دو دوره در سالهای 1366 و 1382 انجام گرفت که به دلیل حضور سازند گچساران در منطقه و وضعیت زمین شناسی پیچیده منطقه، داده های لرزه ای، بسیار ضعیف بدست آمدند و نتوانستند نتایج مناسبی را بدست آورند. در سال 1384 نیز، اقدام به اکتشاف نفت با روش قطبش القای عمیق شد که نتایج مثبتی را به همراه داشت. در این منطقه تعداد 50 خط اندازه گیری با طول 10تا 12 کیلومتر و به فاصله های 500 متر از یکدیگر برداشت شدند. بعد از جمع آوری و پردازش داده ها، نقشه های کنتوری مقاومت ویژه و فاز ترسیم شدند که از طریق آنها سه محدوده به عنوان نقاط مستعد حضور هیدروکربن معرفی شدند.

کلمات کلیدی: دهدشت، مخازن نفتی، روش لرزه ای، قطبش القائی عمیق

 

Abstract :

Geological reviews in Dehdasht area showed that this area has oil reservoirs existence potential, on the other hand, gravity survey data confirmed possibility of presence of oil reservoirs in this area. So at first effort was carried out for oil exploration by seismic method. Seismic surveys was done during two periods in years 1987 and 2003 that due to the presence of gachsaran Formation in area and complex geological situation of the area, they obtained very weak data and they couldn’t obtain appropriate results. Also in 2005 in this area, effort was made for oil exploration by deep induced polarization method that brought positive results. In this area, number of 50 measurement lines was measured that they had 10 to 12 Km length and their distances was 500 meter from each other. After acquisition and processing of data, contour maps of resistivity and phase drawn, that through them three limit introduced as favorable places for hidrocarbonic presence.

Keywords: Dehdasht, oil reservoirs, seismic method, deep induced polarization

کلید واژه ها: دهدشت مخازننفتی گرانی‌سنجی‌ ژئوفیزیک اکتشافنفت مقاومتویژه سایر موارد