ارزیابی توان گاززایی رسوبات میوسن در ناحیه مکران

دسته زمین شناسی نفت
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری یازدهمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده بهرام- حسن زاده شریف
تاريخ برگزاری ۲۴ بهمن ۱۳۷۱

۱- AGIP MINERARIA, ۱۹۶۲, Makran Area, New Field wildcat.
KARATI-۱, Location and drilling program. Sirip unpublished report.
۲- MAKRAN Area, ۱۹۶۲, Well Karati No. ۱ Final report. Sirip unpub report.
۳- BOZORGNIA, H. DASHTI, G. H., ۱۹۶۹, The Excursion to Shiraz west Makran areas with the research group of the shell company, GN No. ۱۸۸, N.I.O.C. unpud report.
۴- BRIKKE, I. BUREOOD, R., ۱۹۷۸, Hydrocarbon Generation and comparison of the DOD and LOM scales of organic diagenesis. Osco Technical Note ۳۴/۱۹۷۹.
۵- Geological Syrvey of IRAN. ۱۹۸۵, East Iran project Area No. ۱ report No. ۵۷
۶- GANSSER, A., HUBER, H., STOCKLIN, J., HEIM, A., ۱۹۵۲, Geology of the western coastal Markran area and paleontological investigations on samples from Bandar Abbas region and coastal Makran, N.l.O.C, Gr No. ۹۱ unpub.
۷- NATIONAL IRANIAN OIL COMPANY, Exploration and production affairs, ۱۹۷۸, Geological maps and sections of Iran.
۸- SEYED SIRTAJUDDIN, AHMED, ۱۹۶۹, Tertiary Geology of part of southern Makran, Baluchistan, west Pakistan A.A.P.G Bull. Vol. ۵۳, No. ۷.
۹- Stocklin, J. ۱۹۸۵, Geology of Iranian Makran, GR ۱۸۹ N.I.O.C unpub, report.

ناحیه مکران در جنوب شرقی ایران واقع شده، ضخامت رسوبات موجود بیش از 10000 متر می باشد که از کرتاسه تا پلیوسن را در بر می گیرد. در این ناحیه گل فشان های متعددی وجود دارد که به دلیل داشتن گاز متان حائز اهمیت هستند. تعداد 12 مقطع چینه شناسی در نواحی چابک، چابهار و باهو کلات برداشت شده، نمونه ها از نظر فسیل شناسی مورد مطالعه قرار گرفته و تعداد 280 نمونه مورد تجزیه ژئو شیمی آلی قرار گرفته است و پارامتر های CT (کربن آلی) CP (کربن قابل پیرولیز) و CE (بیتومین) به انضمام نسبت O /C و H /C تعداد 29 نمونه تعیین گردیده و جهت تعیین مرحله بلوغ حرارتی آنها دیاگرام های CR / CT نمونه ها ترسیم گردیده است.
این مطالعات عمدتاٌ بر روی رسوبات میوسن صورت گرفته و نشان می دهد درصد کربن آلی نمونه ها بین 46% تا 1/76 درصد تغییر می کند. متوسط کربن آلی 72 درصد می باشد.
تراکم نمونه های با درصد کربن آلی بیشتر در قسمت چابهار متمرکزند بر مبناء نسبت H /C و O /C تعیین شده کروژن موجود از نوع III می باشد که بیشتر دارای توان گاز زایی است، نمونه ها دارای بلوغ حرارتی بالایی هستند و اگر کروژن از نوعی غیر از نوع III نیز باشد از مرحله تولید نفت گذشته و فقط نفت میعانی و گاز خشک می توانند ایجاد نمایند. نتایج حاصله از تجزیه نمونه ها با برداشت صحرایی زمین شناسی تلفیق گردیده و نشان می دهد که تناوب شیل و ماسه سنگ موجود در سازند مکران در قسمت های مختلف حوضه تغییرات رخساره شدیدی را نشان می دهد، علاوه بر آن مقدار کربن آلی موجود نیز متغیر است. وجود گسل های متعدد در ناحیه باعث آزاد شدن گاز ها از لایه های ماسه سنگی گردیده است، وجود گل فشان ها در طول گسل های موجود موید این نظریه می باشد.
معرفی: Introduction
حوضه رسوبی مکران با وسعت تقریبی 160000 کیلومتر مربع است که حدود 70000 کیلومتر مربع آن در خاک ایران قرار دارد. ضخامت رسوبات دریایی بیش از 10000 متر است.
نبود فعالیت های آذرین در این ناحیه و وجود چشمه های گازی و گل فشان ها در طول سواحل جاسک تا مرز پاکستان معرف تشکیل هیدرو کربور در این ناحیه بوده و لذا این ناحیه از نقطه نظر پتانسیل هیدرو کربوری امید بخش به نظر می رسد. به این دلیل در 1962 چاه کراتی شماره 1 به عمق 4162 متر جهت ارزیابی امکانات نفتی و گازی منطقه که در چند افق محتوی گاز متان به مقدار 99 درصد بوده حفاری گردید ولی به دلیل اشکالات فنی به اهداف پیش بینی شده قبلی نرسید. همچنین تعداد 5 حلقه چاه از سال 1916 تا 1977 که کم عمق ترین آنها 810 و عمیق ترین آنها 4455 متر عمق داشت و در حین حفاری نیز به افق های گازی برخورد شده است، در ناحیه مکران پاکستان حفاری، ولی به دلیل اقتصادی نبودن آنها عملیات اکتشافی متوقف گردیده است.
هدف از مطالعه این ناحیه ارزیابی توان گاز زایی رسوبات میوسن در ناحیه مکران می باشد. به دلیل تغییرات رخساره شدید رسوبات فوق، تعداد 12 مقطع چینه شناسی طی عملیات صحرایی مختلف در ناحیه شمال و شمال غرب جاسک، شمال غرب کنارک، شمال و شمال شرق چاه بهار و منتهی الیه شرقی حوضه در طول رودخانه باهو کلات برداشت گردیده و پس از بررسی های فسیل شناسی تعداد 280 نمونه در مرکز پژوهش و خدمات علمی شرکت نفت مورد تجزیه قرار گرفته است. نتایج آنالیز های ژئو شیمیایی به صورت ارگانیک لاگ ترسیم گردیده و جهت ارزیابی مرحله بلوغ حرارتی دیاگرام های CR / CT که در آن CT معرف کربن آلی کلی موجود در نمونه قبل از پیرولیز و CR کربن آلی بعد از پیرولیز است، ترسیم گردیده است.
ژئوموفولوژی ناحیه:
ناحیه مکران از نظر مورفولوژی از دو قسمت تشکیل شده است، قسمت ساحلی که سواحل دریای عمان و دشت شمال آن را تشکیل می دهد عمدتاٌ از تپه های ماسه ای و رسوبات آبرفتی تشکیل شده، قسمت کوهستانی به موازات ساحل تا جازموریان ادامه دارد و علی رغم ارتفاع کم دارای دره های عمیق فرسایش یافته ای می باشد که به علت نبود جاده و شرایط نامساعد جوی فاقد تراکم جمعیت می باشد.
تمام رودخانه های موجود به دریای عمان میریزند، بارندگی ها حتی به مدت خیلی کم تمام دشت را باتلاقی نموده و ارتباط آبادیها را قطع می کند.
چینه شناسی ناحیه:
قدیمی ترین بیرون زدگی های موجود در ناحیه آمیزه های رنگین می باشد که در شمال ناحیه و جنوب جازموریان رخنمون یافته و مخلوط درهمی از سنگ های رسوبی، آذرین، متامورفیک می باشد که در آن سنگ های آذرین اولترا بازیک و بازیک و آتشفشانی توام با آهک های کریستالین نابرجا دیده می شود.
بر روی آمیزه های رنگین رسوبات یکنواخت شیل، شیل ماسه ای و ماسه سنگ قرار می گیرد که دارای عدسی های آهکی محتوی فسیل ائوسن می باشد. یکی از بهترین رخنمون این آهک ها در 30 کیلومتری شمال جاده ایرانشهر خاش، در غرب ده دامن دیده می شود که یک آهک مرجانی با فسیل های نومولیت و دیسکوسیکلین و آلوئولین به سن ائوسن می باشد. در بعضی از نواحی نیز آهک های رودیست دار کرتاسه بر روی آمیزه های رنگین مشاهده می شود. رسوب گذاری شیل و ماسه سنگ توام با سنگ های آهکی نابر جا می باشد که آهک های فوق نقاط نسبتاٌ مرتفعی را تشکیل می دهند. این بخش از توالی رسوبی را به نام Wild flysch نامگذاری کرده اند که می تواند معرف واریزه های تکراری زیر دریایی باشد. به طرف جنوب بر روی این توالی رسوبی تناوبی از شیل و ماسه سنگ وجود دارد که فاقد آهک های نابرجا بوده بنام فلیش های ائوسن که تا الیگوسن و میوسن نیز ادامه داشته است. ضخامت عظیمی از این توالی رسوبی در ناحیه وجود دارد و بالاخره رسوبات میوسن توسط توالی دیگری به سن پلیوسن پوشیده می شوند که در سواحل مکران رخنمون آنها دیده می شود.
رسوبات میو پلیوسن که از توالی چند هزار متری از شیل، ماسه سنگ و مارن تشکیل شده عمدتاٌ لیتورال و شلف هستند و دارای تغییرات رخساره سریع بوده و قسمت عظیمی از ناحیه مکران را در بر میگیرند. وجود گونه های مختلف Orbulina, Miogypsina و سایر فسیل های شاخص، معرف سن میوسن و بالاخره رسوبات کواترنری که از تراس ها، رسوبات آبرفتی و سایر رسوبات عهد حاضر تشکیل شده است سطح ناحیه را می پوشاند. به این ترتیب ناحیه مکران از نظر چینه شناسی کلاٌ به صورت زیر دیده می شود:
- در نواحی شمالی مکران افیولیت ملانژ ها، فلیش های ائوسن، الیگوسن و For- arc accretionary complex دیده می شود.
- در مکران جنوبی عمدتاٌ مولاس های نئوژن و Fore- arc complex متشکل از مواد منشاء گرفته از خشکی و بالاخره Offshore accretionary complex دیده می شود. در این ناحیه توالی آهک های ائوسن که در قاعده رسوب فلیش وجود دارد و بنام آهک خاران در پاکستان معروف است و همچنین گسترش آهک های مرجانی در میوسن که به صورت بین انگشتی با شیل ها قرار دارند (در ناحیه کمشولک 60 کیلومتری شمال جاسک) و همچنین لایه های ماسه سنگ ضخیم لایه، از نقطه نظر اکتشاف هیدرو کربوری حائز اهمیت هستند.
بررسی ژئو شیمیایی
اهمیت بررسی های ژئو شیمی آلی در اکتشاف منابع هیدروکربوری در بیست سال اخیر به حدی رسیده که اکنون در اغلب شرکت های نفتی به موازات بررسی های زمین شناسی و ژئو فیزیک مطالعات ژئو شیمی آلی صورت می گیرد تا بتوان مساعد ترین افق تجمع هیدرو کربور را در یک حوضه رسوبی تعیین نمود. در این مطالعات دو فکر اساسی مد نظر است:
1- مشخص کردن سنگ منشاء و تخمین قدرت زایشی هیدرو کربوری آن و تعیین مسیر های مهاجرت آنها
2- انطباق نتایج ژئوشیمی آلی با اطلاعات زمین شناسی و ژئو فیزیک به منظور مشخص نمودن منطقه فعالیت اکتشافی
به این منظور برای ارزیابی امکانات هیدرو کربوری منطقه مکران مطالعات ژئو شیمی مد نظر قرار گرفته و برداشت نمونه از قسمت های مختلف حوضه از رسوبات میوسن انجام گرفته است.
بررسی ژئو شیمیایی
تعداد 280 نمونه برداشت شده از 12 مقطع چینه ای اندازه گیری شده (و تعدادی نمونه های بدون مقطع) مورد تجزیه قرار گرفته است. به دلیل نبود نمونه مغزه از چاه مطالعات محدود به نمونه های جمع آوری شده از رخنمون های سطح زمین بوده است. نمونه های برداشت شده در مرکز پژوهش و خدمات صنعت نفت مورد تجزیه قرار گرفته و پارامتر های زیر تعیین گردیده است.
- درصد بیتومین (Extractable carbon)
2- کل کربن آلی موجود در نمونه بر حسب ppm و درصد (Total organic carbon)
3- کربن آلی قابل پیرولیز در 600 درجه سانتیگراد (Removable carbon by pyrolysis)
4- نسبت اتمی O /C و H / C تعداد 29 نمونه
5- نسبت پریستان به فیتان تعدادی از نمونه ها
6- Cpi index

کربن آلی کلی موجود Total organic carbon- CT
حداقل CT برای نمونه های شیلی 0/5 درصد می باشد تا آن را به عنوان سنگ منشاء یا Source rock در نظر گرفت، در نمونه های جمع آوری شده از بین 5 مقطع ناحیه جاسک نمونه های مقطع شماره یک، شماره سه و شماره پنج با مقادیر به ترتیب 0/65 درصد و 0/57 درصد و 0/51 درصد دارای حداقل لازم میباشد و با در نظر گرفتن ضخامت این رسوبات که بیش از 3250 متر است این مقدار قابل توجه است.
در مقاطع شمال چابهار مقطع شماره 6 مربوط به ناحیه چاخان با ضخامت 2550 متر و مقدار متوسط
CT= 0.74% و مقطع شماره 8 مربوط به زر آباد با ضخامت 2350 متر و متوسط CT= 1.22% و همچنین تعداد 29 نمونه Spot با درصد متوسط 1/09% نواحی با کربن آلی خوبی را تشکیل می دهند.
در مقاطع شرق مکران مقدار کربن آلی بسیار متغیر بوده و بین 0/37% در ناحیه سد پیشین تا 1/76% در جنوب مدت گات- جگوربیت متغیر است وبه غیر از نمونه های مقطع شماره 11 بقیه نمونه ها دارای کربن آلی بیش از 0/5% هستند میانگین 280 نمونه برداشت شده 0/72% می باشد. بدین ترتیب کاهش نسبی مقدار کربن آلی از قسمت مرکزی به طرف غرب کاملاٌ محسوس است در قسمت مرکزی در شمال چاه بهار این مقدار نسبت به نواحی شرق و غربی بیشتر است.
بیتومین Solvent Extractable Carbon= CE
متوسط درصد بیتومین برای نمونه ها تعیین شده بسیار متغیر است و بین 50 تا 390 ppm تغییر می کند Reed, Claypool 1976 مقدار 100 ppm برای تفکیک (درصد کربن آلی 0/5 درصد در شیل ها) سنگ منشا های زیر متوسط و متوسط پیشنهاد نموده اند این درصد برای کلیه مقاطع جاسک بیش از 100 ppm است و بین 110 تا 160 متر متغیر است.
همچنین در مقاطع شمال چاه بهار بین 60 تا 110 ppm متغیر است.
در مقاطع شرق مکران این پارامتر بین 90 تا 180 ppm متغیر است. به این ترتیب با توجه به پیشنهاد Claypool نمونه ها در حد متوسط و زیر متوسط قرار دارند. پایین بودن نسبت CE / CT را می توان بدین ترتیب توجیه کرد که به علت بالا بودن شرایط حرارتی ملکول های سنگین خرد شده و تولید ملکول های سبک نظیر گاز تر (Wet Gas) با گاز خشک (Dry Gas) نموده باشد.
از طرفی پایین بودن درصد بیتومین نشان می دهد که مقادیر فوق پایین تر از حد استاندارد برای تولید نفت است ولی وجود گاز را نفی نمی نماید.
پیرولیز:
پیرولیز برای اندازه گیری بلوغ کروژن در سنگ منشاء های نفتی به کار گرفته می شود و عبارت است از ایجاد شرایط آزمایشگاهی مشابه شرایط طبیعی موجود در اعماق زمین. لذا پیرولیز نمونه های برداشت شده سطحی ممکن است شرایط مشابه برای رسوبات مدفون شده در اعماق حوضه رسوبی را فراهم نماید. نظر به اینکه کروژن نابالغ و یا در مراحل اولیه بلوغ مواد فرار بیشتری از کروژن بالغ ایجاد می نماید اندازه گیری این مواد راهنمای مناسبی برای تعیین بلوغ حرارتی کروژن می باشد. بنا به نظرات Eisma, Gransch که در سال 1966 میلادی بیان شده است نسبت CR / CT برای مشخص کردن بلوغ کروژن به کار گرفته شده است که در آن CT نسبت کربن آلی موجود در نمونه و CR کربن باقیمانده (رزیجوال) بعد از عمل پیرولیز است. به نظر مولفین فوق بلوغ کردن کروژن نوع III تقریباٌ از 0/6 درصد شروع می گردد. این دیاگرام ها در شکل های شماره 7و 8 و 9 و 10 ارائه شده است برمبناء دیاگرام های ترسیمی این درصد در نمونه های جاسک بین 0/54- 0/48
در نمونه های شمال غرب چاه بهار بین 0/51 تا 0/74، در نمونه های شرق مکران بین 0/68 تا 0/78 تغییر می کند و نمونه های قسمت مرکزی و شرقی مکران دارای بلوغ حرارتی بالاتری از غرب مکران هستند و با نمونه های حوضه گازی سلیمان پاکستان قابل مقایسه هستند (بر مبناء دیاگرام ترسیمی BURWOOD)
نوع کروژن
در تقسیم بندی کروژن بر مبناء نسبت اتمی H /C و
O / C ارقام زیر را در نظر می گیرند کروژن نوع II با نسبت O / C در حدود 0/2 و H/ C در حدود 1-1/5
کروژن نوع III با نسبت O/C در حدود 0/2-0/3 و H /C کوچکتر از 1.
از 29 نمونه بررسی شده به استثناء دو نمونه بقیه نمونه ها دارای H / C کوچکتر از یک هستند که با کروژن نوع III تطابق دارند و احتمالاٌ دو نمونه موجود در مقطع بهمری جاسک و نمونه، Hz 776 مربوط به شرق مکران مخلوطی از کروژن نوع III و II خواهد بود. کروژن نوع III دارای توان گاز زایی است و فاقد توان ایجاد نفت می باشد.
نتیجه بررسی های ژئو شیمیایی:
برررسی نتایج 280 نمونه برداشت شده از ناحیه مکران نشان می دهد که:
1- نمونه ها اکثراٌ دارای کربن آلی بیش از 0/5 درصد هستند و درصد مواد آلی در قسمت مرکزی و شرقی بیش از قسمت غربی است.
2- نسبت CE / CT و درصد وزنی بیتومین نشان دهنده این است که نمونه ها فقط می توانند گاز ایجاد نمایند.
3- نسبت H /C , O /C اغلب نمونه با کروژن نوع III منطبق است این کروژن فقط قادر به ایجاد گاز می باشد.
4- دیاگرام های CR / CT اغلب نمونه ها معرف بلوغ حرارتی نمونه ها و قرار گرفتن آنها در مرحله تولید گاز در تحت شرایط مناسب می باشد.
5- با توجه به مجموع نتایج به دست آمده در حوضه رسوبی مکران فقط توان گاز زایی وجود داشته و با توجه به نوع کروژن و مرحله بلوغ حرارتی رسوبات میوسن فاقد قدرت تولید نفت می باشند.

کلید واژه ها: مکران میوسن هیدروکربور ژئوفیزیک ژئوشیمی کروژن زمین شناسی نفت سایر موارد