مقایسه ژئوشیمیائی نفت مخزن آسماری میدان نفتی هفتکل با مخزن بنگستان نفت سفید با استفاده از داده­های حاصل از دستگاه کروماتوگرافی گازی- طیف­سنجی جرمی (GC-MS)

دسته زمین شناسی نفت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده لیلا شعبان
تاريخ برگزاری ۰۱ اسفند ۱۳۸۵

 
◊◊◊◊
 
 
◊◊◊◊
مقدمه :
میدان نفت سفید در ۶۵ کیلومترى شمال شرقى اهواز و در شمال غرب میدان هفتکل تقریباً بر روى امتداد محور حداکثر فرونشست فروافتادگى دزفول واقع است
 
 
میدان هفتکل قسمتى از بزرگ طاقدیس پارسى شوشتر را تشکیل می­دهد. ساختمان فوق داراى یال­هاى پرشیب و نامتقارنى است که در یال جنوبى، شیب زیادترى از خود نشان می­دهد (مطیعى، ۱۳۷۴). در ابتدا که از مخزن آسمارى و بنگستان میدان نفت سفید تولیدنفت می­شده، مشاهده می­گردید که افت فشار در دومخزن تقریباً نزدیک به هم بوده و تصور می­شد که این دو مخزن از نظر فشارى ممکن است با هم ارتباط داشته باشند ولى به سال ۱۹۷۶ (۱۳۵۵ شمسى) که تزریق گاز از کلاهک گازى چند چاه گازى نفت­سفید شروع گردید و گاز نیز به میدان هفتکل و در مخزن آسمارى تزریق شد، مشاهده گردید که فشار مخزن آسمارى میدان نفت سفید افت پیدا کرده، در حالیکه فشار مخزن بنگستان در همین میدان بتدریج بالا مى رود. پس از سالها تزریق گاز واندازه­گیرى فشار مخازن در شرایط مختلف ملاحظه شد که در اثر تزریق از مخزن آسمارى میدان نفت­سفید به آسمارى میدان هفتکل فشار مخزن آسمارى هفتگل بالا رفته و در همان حال فشار مخزن بنگستان این میدان نیز بالا می­رود. این خود نشان می­دهد که ارتباط بین مخازن آسمارى و بنگستان میدان هفتگل به احتمال زیاد برقرار مى باشد. همچنین بعد از تزریق گاز و ارتباط فشار بین آسمارى و بنگستان هفتگل ملاحظه شد که فشار بنگستان نفت­سفید نیز بالا می­رود که نشان دهنده ارتباط بین این مخازن می­باشد (مطیعى، ۱۳۷۴). درصورتى که این مخازن با یکدیگر در ارتباط باشند، بررسی­هاى ژئوشیمیایى برروى نفت هر مخزن، خواص ژئوشیمیایى یکسان و بیومارکرهاى مشابهى در آنها مشاهده خواهد شد.
◊◊◊◊
روش کار:
آنالیزهاى طیف­سنجى جرمى- کروماتوگرافى نمونه­هاى نفتى، ابتدا آسفالت آنها باید جدا شود. جهت انجام این عمل، مقدار ۵۰ تا ۱۰۰ میلى گرم از هر نمونه وزن شده و سپس در مقدار معینى حلال (پنتان) حل و آسفالتن آنها جدا گردید. محلول عارى از آسفالتن مالتن نامیده می­شود. نمونه­هاى عارى از آسفالتن در دستگاه کروماتوگرافى گازى مدل Agilent ۶۸۹۰ به همراه طیف­سنجى جرمى مدل ۵۹۷۳ Agilentبا آشکارگر انتخابى جرمى از نوع نمایشگر یونى انتخابى با قدرت ۷۰ الکتروولت (ev)، تزریق شدند. آنالیزهاى طیف­سنجى جرمى- کروماتوگرافى گازى (GC-MS) بیومارکر هوپان (M/Z ۱۹۱) و استران (M/Z ۲۱۷) با استفاده از ستون موئینه مورد استفاده در آن از نوع DB۱J&W با طول ۶۰ متر، قطر ۲/۰ میلى متر و ضخامت فیلم ۲/۰ میکرومتر می­باشد. آنالیزهاى ((GC-MS بر روى نمونه­هاى این مطالعه در آزمایشگاه Humble تگزاس واقع درایالات متحده آمریکا انجام گرفت. 
◊◊◊◊
بحث:
   بررسى درصد برشهاى نفتى در میدانهاى هفتکل و نفت سفید نشان دهنده درصد بالاى برشاشباع آنها می­باشد که می­تواند به علت بلوغ بالا یا مهاجرت طولانى آنها باشدAlizadeh et al., ۲۰۰۵))  (شکل۲).
 
 
 
با توجه به کروماتوگرام که مربوط به توزیع استرانها در نمونه­هاى چاه شماره ۳۳ میدان هفتکل و چاه شماره ۱۳ میدان نفت­سفید می­باشد، استرانهاى C۲۹ نسبت به استرانهاى C۲۷ و C۲۸ فراوانى نسبى بیشترى را نشان می­دهند. کروماتوگرامهاى مربوط به توزیع استــــــرانها (m/z ۲۱۷) و هوپـــــــــــــــانها
 (m/z ۱۹۱) تطابق خوبى را بین نفت مخزن آسمارى میدان هفتکل با نفت مخزن بنگستان میدان نفت سفید نشان میدهد (شکل ۳و۴).مقدار غلظت استرانها در دو نمونه ­نفتى به صورت C۲۸۲۷۲۹ می­باشد. شکل (۵) یک دیاگرام مثلثى را نشان می­دهد که بر اساس غلظت استرانهاى C۲۹، C۲۸، C۲۷ ترسیم شده و نمایانگر منشاء و نوع کروژن تشکیل دهنده نمونه­هاى نفتى می­باشد (کمالی.، ۱۳۷۹).
 
 
 
۵: دیاگرام مثلثى تغییرات استرانهاى C۲۹، C۲۸، C۲۷ به منظور شناسایى محیط رسوبگذارى سنگهاى منشاء نفت­هاى دو میدان هفتکل و نفت­سفید .

 نفت­هاى خام مورد مطالعه با داشتن مقادیر بالایى از نسبت ترپانهاى سه­حلقه­اى C۲۲/C۲۱ و مقادیر پایین از نسبت C۲۴/C۲۳ مشخص کننده سنگ منشائى کربناته مارنى می­باشد(شکل۶).براى تشخیص موقعیت عرض جغرافیائى سنگ منشاء تشکیل دهنده نفت دو میدان و لیتولوژى آنها، از نسبت تغییرات استران به هوپان (Strane /Hopane) در برابر نسبت استرانهاى C۲۷/C۲۹ استفاده می­شـــــــــــــــود ۲۰۰۰)(Andrusevich et al.,. نمونه­هاى نفتى مورد مطالعه در این نمودار محیط­هایى با عرض جغرافیائى پایــــــــــــــــــین را نشــــــــــــــــــــــــــــــان مـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــی­دهــــند

 
 
مقادیرETRبراى نمونه­هاى نفتى برابر ۹۳/۰ می­باشد که نشان دهنده سنگ منشائى با سن ژوراسیک میانى یا جوانتر براى نفت­هاى دو میدان می­باشد. مهمترین پارامترهاى که می­تواند سنگهای­ منشائى با سن کرتاسه یا جوانتر را از سنگهاى منشاءقدیمی­تر تفکیک نماید، استفاده از نسبت Oleanane/Oleanane+Hopane می­باشد Peters et al., ۱۹۹۹)). نسبت این مقدار براى نفت­هاى مورد مطالعه بین ۱۵/۰تا ۱۶/۰ می­باشد، که نشان­دهنده سنگ منشائى با سن کرتاسه می­باشد. اگرچه پارامتر­هاى دیگر نیز باید در نظر گرفته شوند. از آنجا که مقادیر نسبت C۲۹ /C۲۸ درنفت­هاى مورد مطالعه در محدوده­اى بین ۸۱/۰ تا ۸۳/۰ قرار می­گیرد بنابراین می­توان چنین نتیجه­گیرى کرد که این نفت­ها احتمالا داراى سن ژوراسیک بالائى و میوسن می­باشند. همانطور که نتایج حاصل از کروماتوگرافى گازى براى نمونه­هاى مورد مطالعه نشان می­دهد و با توجه به درصد بالاى مقادیر پارافین در آنها، وقوع هرگونه پدیده تجزیه زیستى (biodegradation) در نفت­هاى دو میدان رد می­گردد (Alizadeh et al., ۲۰۰۵).  مقادیر ترپانهاى چهار حلقه­اى با افزایش بلوغ، بیشتر می­شود (Behar and Albrecht, ۱۹۸۴). با توجه به مقادیر ترپانهاى چهار حلقه­اى موجود در نمونه­هاى مورد مطالعه، نفت هر دو میدان تقریبا بلوغ یکسانى را نشان می­دهند ولى به نظر میرسد که نفت مخزن بنگستان میدان نفت ­سفید تا اندازه­اى از نفت مخزن آسمارى میدان هفتکل بلوغ یافته تر باشد. البته این نتیجه باید با پارامترهاى دیگر نیز تطبیق داده شود که روند بلوغ در نفت­هاى دو مخزن مشخص شود. جهت تعیین بلوغ نفت­هاى خام و زمان تشکیل آنها از سنگهاى می­توان از نمودار استاندارد تغییرات نسبت C۳۲-hopane ۲۲S/(۲۲S+۲۲R) در برابر C۲۹-Strane ۲۰S/(۲۰S+۲۰R) استفاده نمود (Ourisson et al., ۱۹۸۴). نفت­هاى مورد مطالعه با قرار گرفتن در یک محدوده معین، در ابتداى مرحله پنجره نفتى (Oil window) تشکیل شده­اند و بلوغ نسبتا بالایـــــــــــــــــــــــــــى را نشــــــــــــــــــــــــــــــان می­دهـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــند (شکل۸).

 
توگرامهاى مربوط به توزیع استرانها (m/z ۲۱۷) و هوپانها (m/z ۱۹۱) تطابق خوبى را بین نفت مخزن آسمارى میدان هفتکل با نفت مخزن بنگستان میدان نفت سفید نشان میدهد. غلظت استرانهاى C۲۹، C۲۸، C۲۷ یک منشاء کربناته – دریایى با کروژن نوع II را براى نفتها نشان می­دهد. این سنگهاى منشاء احتمالاً از جلبکهاى قرمز و قهوه­اى مشتق شده اند. تغییرات مقادیر نسبت ترپانهاى سه­حلقه­اى C۲۲/C۲۱ در برابر C۲۴/C۲۳، دیاگرام مثلثى تغییرات مقادیر استرانهاى C۲۷, C۲۸, C۲۹، تغییرات نسبت استران به هوپان در برابر نسبت استرانهاىC۲۹/ C۲۷ و دیگر پارامترهاى ژئوشیمیائى این نفتها، همگى نشان می­دهند که نفت دو میدان از سنـــــــــــــــــــــــــــــگ منشــــــــــــــــــــــــائى کربناته–شیــــــــــــــــــــــــلى مشــــــــــــــتق شــــده است ولى به نظر می­رسد که تاثیرسنگ منشاء کربناته­ در تشکیل این نفتها بیشتر بوده است. همچنین نمودار تغییرات مقادیر نسبت استران­هاى C۲۷/C۲۹ در برابر مقادیر Sreane/Hopane نشان می­دهد که سنگهاى منشاء این دو میدان در مناطقى با عرض جغرافیائى پایین نهشته شده­اند (محیط­هاى حاره­اى). حضور ترپانهاى سه­حلقه­ای Tricyclic terpanes)) در محدوده C۱۹ تا C۳۰، مقادیر ETR، استفاده از نسبت Oleanane/Oleanane+Hopane نسبت استرانهاى C۲۸/C۲۹ و سایر پارامترهاى دیگر، نشان می­دهند ک سنگ منشاء می­تواند سازندى کربناته – شیلى با سن ژوراسیک بالائى و میوسن باشد.  جهت تعیین بلوغ نفت­هاى خام و زمان تشکیل آنها از سنگهاى می­توان از نمودار اســــــــــــــــــــــــــــتاندارد تغــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــییرات نســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــبت
C۳۲-hopane ۲۲S/(۲۲S+۲۲R)
در برابر C۲۹-Strane ۲۰S/(۲۰S+۲۰R) استفاده نمود  .(Hunt, ۱۹۹۶)با توجه به اینکه شکستگی­ها و گسل­هاى رورانده در مخزن بنگستان نفت­سفید گسترش قابل توجهى یافته و از این طریق لایه­هاى گوناگون آن با تماس هستند وجود الینان حاصل از سازند پابده موجود در نفت­هاى مخزن بنگستان را میتوان توجیه نمود. بنابراین براساس کلیه این پارامترها می­توان نتیجه گرفت که مخزن آسمارى میدان نفتى هفتکل با مخزن بنگستان میدان نفتى نفت سفید در ارتباط می­باشد.
 
 
◊◊◊◊
منابع:
-علیزاده، بهرام: آدابى، محمد حسین:تژه، فرید (۱۳۸۵). ارزیابى پتانسیل هیدروکربن­زائى سنگهاى منشاء احتمالى در میدان نفتى مارون با استفاده از دستگاه پیرولیز راک ایول ۶. مجله علوم دانشگاه تهران (زیر چاپ). 
-کمالى , م., معماریانى, م., انگجى وند, م., ۱۳۷۹, ارزیابى شیمیائى نمونه هاى مربوط به چاهاى موجود در دریاى خزر, فصلنامه تحقیق پژوهشگاه صنعت نفت, سال دهم, شماره ۳۶.
-مطیعى، ه.، (۱۳۷۴)، زمین شناسى نفت زاگرس، انتشارات سازمان زمین شناسى کشور.
 
Reference:
-Alizadeh, b., Adabi, M.H., Tezheh, F. (۲۰۰۵). Oil-oil correlation of Asmari and Bangestan Reservoirs using Gas chromatography (GC) and stable isotopics of carbon and sulfur in Marun Oilfield, S.W. Iran. Iranian Journal of Science and Technology (in review).
 
-Andrusevich, V.E., Engel, M.H., Zumberge, J.E. (۲۰۰۰). Effects of paleolatitude on stable carbon isotope composition of crude oils. Geology, v. ۲۸, pp. ۸۴۷-۸۵۰.
 
-Behar, F.H., Albrecht, p. (۱۹۸۴). Correlations between carboxylic acids and hydrocarbons in several crude oils. Alteration by biodegradation. Organic Geochemistry, v. ۶, pp. ۵۹۵-۶۰۴.
 
-Hunt,(۱۹۹۶). Petroleum geochemistry and geology.p.۷۴۳.
 
-Ourisson, G., Albrecht, P., Rohmer, M. (۱۹۸۴). The microbial origin of fossil fuels. Scientific American, V. ۲۵۱, pp. ۴۴-۵۱.
 
-Peters, K.E., Clutson, M.J., Robertson, G. (۱۹۹۹). Mixed marine and Lacustrine input to an oil-cemented sandstone breccia from Brora, Scotland.organic Geochemistry, v.۳۰, pp. ۲۳۷-۲۴۸.
 
-Peters, K.E., Foweler, M.G., ۲۰۰۲, Application of petroleum geochemistry to exploration and reservoir management. ExxonMobile Upstream Reserch Companay, pp. ۵-۶.
 
-Zumberge, J.E., Romos, S. (۱۹۹۶). Classification of crude oils based on genetic origin Using multivariate modelling techniques. Presented at the ۱۳th Australian Geological Convention, Canberra, Australia.

لیلا شعبان، کارشناسی ارشد زمین­شناسی نفت از دانشگاه شهید چمران اهواز
بهرام علیزاده، دکتری نفت، عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز
محمد حسین حیدری­فرد ، کارشناس ارشد اداره زمبن­شناسی مناطق نفتخیز جنوب
◊◊◊◊
چکیده:
  برای اولین بار در ایران دو مخزن با افقهای متفاوت در دو میدان نفتی با یکدیگر مورد مقایسه قرار داده شدند. در این مطالعه خواص ژئوشیمیائی نفتهای مخزن آسماری میدان هفتکل و مخزن بنگستان میدان نفت سفید مورد بررسی قرار گرفته است. دیاگرام مثلثی تغییرات مقادیر استرانهای C27, C28, C29، تغییرات نسبت استران به هوپان در برابر نسبت استرانهای C29/ C27نمودار تغییرات مقادیر نسبت ترپانهای سـه حلقه­ای C22/C21و دیگر پارامترهای ژئوشیمیائی این نفتها، همگی نشان می­دهند که نفت دو میدان از سنگ منشائی کربناته – شیلی مشتق شده­است ولی به نظر می­رسد که تاثیر سنگ منشاء کربناته­ در تشکیل این نفتها بیشتر بوده است. مقادیر ترپانهای چهار حلقه­ای، نمودار استاندارد تغییرات نسبت
C32-hopane 22S/ (22S+22R) در برابر C29-Strane 20S/ (20S+20R) و دیگر پارامترهای ژئوشیمیائی نشان می­دهد که تقریبا نفت­های خام دو میدان، از بلوغ نسبتا بالائی برخوردار می­باشند و در اوایل مرحله پنجره نفتی (oil window) تشکیل گردیده­اندبنابراین براساس این پارامترها می­توان نتیجه گرفت که مخزن آسماری میدان نفتی هفتکل با مخزن بنگستان میدان نفتی نفت سفید در ارتباط می­باشد.
 
Abstract:
For the first time in Iran, two reservoirs with different horizontals in two oilfields are compared. In this study geochemical characters of oils of Asmari reservoir of Haftkel oilfield and Bangestan reservoir of Naftsefied oilfield has been investigated. Changes of ternary diagram of C29, C28, C27 stranes values, the ratio of strane to hopane v.s ratio of C27/C29 stranes, plot of tricyclic terpanes to C22/C21 and onother geochemical characters of these oils, show that is derived from shale-carbonate source rock oi in these two oilfield. However, it seems that the carbonate source has had more effect on the oil generation. Tetracyclic terpanes values and the standard plot of C32-hopane 22S/ (22S+22R) v.s C29-Strane 20S/ (20S+20R) and other geochemical parameters indicate that the oil in these two oilfield has approximately high maturity and are generated in the early stages of oil window. Therefore, based on these parameters concluded that asmari reservoir of Haftkel oilfield and Bangestan reservoir of Naftsefid oilfield are in relation with eachother.

کلید واژه ها: نفتمخزنآسماری میداننفتیهفتکل مخزنبنگستان نفتسفید دستگاهکروماتوگرافی زمین شناسی نفت سایر موارد