بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات، مدل‌سازی حرارتی و مقایسه نتایج نرم افزارها در حوضه رسوبی زاگرس

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات، مدل‌سازی حرارتی و مقایسه نتایج نرم افزارها در حوضه رسوبی زاگرس

1)مقدمه

2)اهداف پروژه

فصل اول - زمين‌شناسي زاگرس - (با نگرش به نواحي خوزستان و فروافتادگي دزفول)

1-1)کليات

1-2-1)دشت خوزستان

1-2-2)منطقه چين خورده زاگرس

1-2-3)منطقه رورانده زاگرس

1-3) فروافتادگي دزفول

1-4) چينه‌شناسي زاگرس

1-4-1) تشکيلات ژوراسيک در زاگرس

1-4-1-1) کليات

1-4-1-2) سازند دولوميتي نيريز

1-4-1-3) سازند انيدريتي عدايه

1-4-1-4) سازند آهکي موس

1-4-1-5) سازند انيدريتي علن

1-4-1-6) سازند کربناتي- شيلي سرگلو

1-4-1-7) سازند آهکي نجمه

1-4-1-8) سازند تبخيري گوتنيا

1-4-1-9) سازند کربناتي سورمه

1-4-2) تشکيلات کرتاسه در زاگرس

1-4-2-1)کليات

1-4-2-1-1) کرتاسه پاييني (نئوکومين- آپتين)

1-4-2-1-2) کرتاسه مياني (آلبين-تورونين)

1-4-2-1-3) کرتاسه بالايي (کنياسين- ماستريشتين)

1-4-2-2)سازند آهکي فهليان

1-4-2-3) سازند شيلي- آهکي گدوان

1-4-2-4) سازند آهکي داريان

1-4-2-5) سازند شيلي گرو

1-4-2-6) سازند شيلي کژدمي

1-4-2-7) سازند آهکي سروک

1-4-2-8 ) سازند آهکي ايلام

1-4-2-9) سازند شيلي گورپي

1-4-3 ) تشکيلات ترشيري در زاگرس

1-4-3-1) کليات

1-4-3-2) سازند شيلي پابده

1-4-3-3) سازند دولوميتي جهرم

1-4-3-4) سازند آهکي آسماري

1-4-3-5) سازند تبخيري گچساران

1-4-3-6) سازند مارني ميشان

1-4-3-7 ) سازند آواري آغاجاري

1-4-3-8) سازند کنگلومرايي بختياري

فصل دوم - سنگ منشاء هيدروکربن

2-1) تعريف سنگ منشاء

2-2) انواع سنگ منشاء

2-3) ماده آلي

2-4) شرايط و محيط‌هاي مناسب جهت رسوبگذاري و حفظ ماده آلي

2-4-1) مناطق با جريان‌هاي بالا رونده

2-4-2) درياچه‌هاي بزرگ احيايي

2-4-3) حوضه‌هاي نيمه محدود

2-4-4) حوضه‌هاي عميق و بسته اقيانوسي

2-5) کربن آلي کل

2-6) کروژن‌ و انواع آن

2-6-1)تعريف

2-6-2) اجزاي تشکيل دهنده کروژن

2-6-3) انواع کروژن

2-7) نحوه تشکيل هيدروکربن

2-8) مراحل تشکيل هيدروکربن‌ از سنگ منشاء با افزايش عمق تدفين

2-9) ارزيابي سنگ منشاء

2-9-1) روش پيروليز

2-9-2) شاخص دگرسانی حرارتی (TAI)

2-9-3) مطالعه فلورانس زايي

2-9-4) انديس دگرساني کنودونت

2-9-5) ضريب انعکاس ويترینیت

2-10) توزیع سنگ های منشاء موثر نفت در جهان

2-11) فاکتورهاي ژئوشيميايي کنترل کننده سنگ منشاء

2-12) رابطه تشکيل سنگ منشاء با تکتونيک

2-13) سنگ‌هاي منشاء نفت در حوضه رسوبي زاگرس

فصل سوم - مدل سازي‌ژئوشيميايي(حرارتي) Thermal modeling))

3-1 )مباني مدل‌سازي حرارتي و کاربردهاي آن

3-1-1)مقدمه

3-1-2) اهداف

3-1-3) انواع مدل‌سازي حرارتي

3-1-3-1) مدل‌سازي انديس زمان- حرارت

3-1-3-2)مدل‌سازي سينيتيکي

3-1-3-3) آرينوس مدل‌سازي

3-1-4) مدل سازي شاخص‌هاي حرارتي

3-1-5)مدل‌سازي تشکيل هيدروکربن

3-1-6) مدل‌سازي شکسته‌شدن مولکول‌هاي نفت

3-1-7) کاربردهاي مدل‌سازي حرارتي

3-2) داده‌هاي زمين‌شناسي ورودي در نرم‌افزارهاي مدل‌سازي

3-2-1) سنگ شناسي

3-2-2) سن واحدهاي سنگي

3-2-3) ضخامت واحدهاي سنگي

3-2-4)عمق آب

3-2-5)دگرشيبي

3-2-6 ) خواص پتروفيزيکي

3-2-7)گسل‌خوردگي

3-2-8) شيب زمين گرمايي

3-2-9) دماي سطح زمين

3-2-10) هدايت گرمايي

3-3) فرايند بهينه‌سازي در مدل‌سازي حرارتي

3-4 )ارزيابي سنگ‌هاي منشاء با استفاده از روش لوپاتين

3-4-1 )مقدمه

3-4-2 )روش رسم منحني‌هاي تاريخچه تدفين

3-4-3 )تاريخچه درجه حرارت

3-4-4 )محاسبه بلوغ حرارتي سنگ منشاء

3-4-5) فاكتور‌هاي تدفين موثر بر بلوغ حرارتي

3-5 )تعيين پارامترهاي سینیتیکی براي توليد نفت (الف) و تغيير اين پارامترها با نوع كروژن (ب)

3-6) شرح يك روش گرافيكي براي مدل سازي پنجره‌هاي نفت و گاز

3-7)تكامل تدريجي حوضه‌هاي رسوبي وتاثير آن بر بلوغ هيدروكربن‌ها

3-7-1) مقدمه

3-7-2) مدل‌هاي تئوري

3-7-2-1 )رسوبگذاري آني

3-7-2-2 رسوبگذاري پيوسته

فصل چهارم - نتايج مدل سازي حرارتي (ژئوشيميايي) نرم افزارها

1) چاه آغاجاری -

نرم افزاراول، Pars Basin Modeler (PBM)

نرم افزار دوم ،Winbury

نرم افزارسوم ،Genex

2) چاه بینک –

نرم افزاراول، Pars Basin Modeler (PBM)

نرم افزار دوم ،Winbury

نرم افزارسوم ،Genex

3)چاه گچساران –

نرم افزاراول، Pars Basin Modeler (PBM)

نرم افزار دوم ،Winbury

نرم افزارسوم ،Genex

4)چاه منصوری –

نرم افزاراول، Pars Basin Modeler (PBM)

نرم افزار دوم ،Winbury

نرم افزارسوم ،Genex

5) چاه پارسي-

نرم افزاراول، Pars Basin Modeler (PBM)

نرم افزار دوم ،Winbury

نرم افزارسوم ،Genex

فصل پنجم - نتيجه گيري

1) چاه آغاجاری –

2) چاه بینک –

3) چاه گچساران –

4) چاه منصوری –

5) چاه پارسی –

پيوست و ضمايم

پيوست الف) معرفی میادین وچا های نفتی منتخب دراین پایان نامه

پيوست ب) قابلیت های نرم افزارPars Basin Modeler نسبت به Winbury و Genex

1- ب) مزاياي نرم افزار PBM نسبت به نرم افزارهاي مشابه ديگر

2- ب) معايب نرم افزارGenex نسبت به نرم افزارPBM

3- ب ) مزاياي PBM نسبت به Winbury

پیوست ج ، نمودارهای چاه های نفتی درنرم افزار Pars Basin Modeler

پيوست و) جداول ورود سازندها به پنجره‌هاي نفت و گاززايي در نرم‌افزار Pars Basin Modeler

منابع فارسی

 
مقدمه
1)کاربرد ژئوشیمی آلی در اکتشاف منابع هیدروکربوری
علم ژئوشیمی آلی یکی از علوم مهم در اکتشاف منابع هیدروکربوری است. منشاء این علم به اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 برمی‌گردد. یک اجماع عمومی وجود دارد که ژئوشیمی آلی به عنوان یک زمینه علمی در دهه 1930 با اولین مطالعه مدرن ژئوشیمی مولکول‌های آلی به وسیله آلفرد تریبز شروع شد. وی توانست با کشف ماده پورفیرین در نفت خام و مقایسه آن با کلروفیل امکان اشتقاق نفت خام از کلروفیل گیاهان را ثابت کند. در سال‌های بعد، زمین‌شناسان و ژئوشیمیست‌ها درباره محتوای مواد آلی رسوبات در بستر دریاهای کنونی و در رسوبات قدیمی تحقیقات وسیعی را شروع کردند و با مقایسه این نتایج با ترکیبات شیمیایی بافت گیاهان و جانوران از یک سو و ترکیبات شیمیایی نفت خام از سوی دیگر توانستند ثابت کنند که نفت و گاز منشاء آلی دارند.
به پاس خدمات ارزنده آلفرد تریبز، وی به عنوان پدر علم ژئوشیمی آلی معرفی شد.
به طور کلی ژئوشیمی آلی کاربرد اصول شیمی برای مطالعه منشاء، مهاجرت، تجمع و دگرسانی نفت در زیر زمین و کاربرد این دانش در اکتشاف نفت و گاز است.
2- دو نظریه درباره ژئوشیمی آلی وجود دارد : نظریه قدیم که بیان می‌کند تعیین پتانسیل واقعی نفت فقط از طریق اطلاعات پایه‌ای زمین‌شناسی شامل تاریخچه حوضه‌ رسوبی همراه با اطلاعات ژئوشیمی ماده آلی به ویژه کروژن میسر است (1974) ??????. و نظریه جدید که بیان می‌کند وظیفه اصلی ژئوشیمی نفت، قبل از هرگونه حفاری، پیش‌بینی مقدار حجمی و ترکیب هیدروکربور موجود در یک نمود اکتشافی است (1988)Mackenize and auighe  یکی از کاربردهای ژئوشیمی آلی در اکتشاف نفت، کاهش ریسک و هزینه‌های اکتشافی است تا در هر اقدام اکتشافی «توجیه اقتصادی» وجود داشته باشد. برای مثال در طی 5 سال، بین سال‌های 1969 تا 1973 در امریکا 25562 حلقه چاه اکتشافی حفر گردید که فقط حفر 572 چاه منجر به شناسایی میادین جدید گردید.
از دیگر کاربردهای ژئوشیمی آلی در اکتشاف منابع هیدروکربوری می‌توان به موارد ذیل اشاره نمود :
1) با انجام مطالعات بر روی آن دسته از سنگ‌های رسوبی که از پتانسیل سنگ منشاء بالایی برخوردار هستند می‌توان مشخص کرد که آیا سازند مورد نظر به تولید نفت و گاز رسیده است یا خیر؟
2) در صورت مثبت بودن جواب، میزان نفت و گاز تولید شده چه میزان است؟ آیا این مقدار اقتصادی و مقرون به صرفه است یا خیر؟ و آیا مقدار محاسبه شده با محاسبات مهندسی نفت و زمین‌شناسی مطابقت دارد یا خیر؟
3) سنگ منشاء نفت در چه محیطی تشکیل شده است (دریایی، دریاچه‌ای، دلتایی و یا خشکی)؟ آیا می‌توان پیدایش چنین محیط‌هایی را پیش بینی نمود؟ در تشخیص محیط رسوبی سنگ منشاء، بیومارکرها (فسیل‌های ژئوشیمیایی) مفید هستند.
4) چه نوع کروژنی تبدیل به نفت و یا گاز می‌شود؟
5) باتوجه به ویژگی‌های مواد آلی موجود در سنگ منشاء با ترکیبات آلی و نفت و یا گاز همان ناحیه‌ می‌توان نفت یک مخزن را با نفت مخزن در یک ناحیه دیگر انطباق داد  دو مشخص کرد که آیا سنگ منشاء این دو مخزن یکی بوده است یا خیر؟ این تطابق‌ها را در ژئوشیمی آلی، «تطابق با نفت» و یا «تطابق سنگ منشاء با نفت» می نامند. برای تطابق از بیومارکرها و همچنین ایزوتوپ کربن استفاده می‌شود ولی در مورد گازها، همیشه باید از «روش‌ ایزوتوپ کربن» استفاده کرد.
6) چه عواملی بر روی وزن مخصوص و ترکیب نفت تاثیر می‌گذارند؟
7) تشکیل هیدروکربور درچه شرایط گرمایی صورت می‌گیرد؟ آیا می‌توان پیش‌بینی کرد که در چه زمان و در کجا هیدروکربن تولید شده است؟
8) ژئوشیمی آلی می‌تواند دگرگونی یا آنومالی‌‌های ساختاری زمین‌شناسی از قبیل گسل‌ها، دگرشیبی‌ها، ناهمگنی‌ لایه‌ها و حتی نفوذ توده‌های مذاب و آتشفشانی را نشان دهد.
9) کاربرد دیگری که ژئوشیمی آلی دارد، مطالعه و بررسی مخازن کشف شده است که از آنها نفت و گاز استخراج می‌شود. نفت درون مخزن ممکن است مورد «تخریب میکروبی»، «آبشویی» و «اکسیداسیون» قرار گیرد.
بنابراین ژئوشیمی آلی می‌تواند عوامل تخریب کننده فوق‌الذکر را تشخیص داده و در مورد روند کاهش اثرات تخریب، نظر دهد.
10) تشخیص «ماهیت یا کیفیت سنگ منشاء» (کیفیت کروژن‌ سنگ‌ منشاء).
کروژن طی 3 مرحله، نابالغ، بالغ و فوق‌بالغ تحول می‌یابد که بستگی به دما و عمق سنگ منشاء درزیرزمین دارد بنابراین یک کروژن می‌تواند از حالت بالقوه به حالت بالفعل تحول یابد تا  توانایی تولید نفت و یا گاز را داشته باشد.
11) تشخیص یا پیش‌بینی نوع هیدرو کربن باتوجه به نوع کروژن و محیط‌ رسوبی.
12) تعیین درجه بلوغ سنگ منشاء و همچنین تعیین شیب زمین گرمایی ناحیه مورد نظر.
13) در کدام دوره‌های زمین شناسی، چه سازند و یا لایه‌ای به سنگ منشاء تبدیل شده است؟ دما و عمق در آن زمان چگونه بوده است؟ و روند وقایع سنگ منشاء از تشکیل تا عهد حاضر چگونه بوده است و این که آیا این سنگ منشاء به حالت «بالفعل» رسیده است و توانایی تولید نفت و یا گاز را دارد یا خیر؟
14) آیا هنگام تولید و مهاجرت هیدروکربن ساختمان مناسب جهت حفظ و نگهداری نفت مهیا بوده است یا خیر؟
برای تجمع اقتصادی نفت در زیر زمین وجود عوامل ذیل ضروری است:
الف) تشکیل سنگ منشاء با پتانسیل بالا
ب) رسیدن به درجه بلوغ با افزایش دما و عمق
پ) وجود سنگ مخزن در بالای سنگ منشاء
ت) وجود پوشش سنگ
ث) ایجاد تله نفتی یا گازی به وسیله عوامل زمین‌شناسی
ج) امکان مهاجرت نفت و گاز از سنگ منشاء به سنگ مخزن (مهاجرت اولیه) و از سنگ مخزن به تله نفتی (مهاجرت ثانویه)
سوالات مطرح شده در بالا به وسیله علم ژئوشیمی آلی پاسخ داده می‌شود و این حاکی از نقش مهم و انکارناپذیر ژئوشیمی آلی در اکتشاف منابع هیدروکربوری و بهبود اهداف اکتشافی در حوضه‌های رسوبی است.

منابع فارسی:

1) آقانباتی،سید علی،زمین شناسی ایران،1383،سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور
2) اشکان،سید علی محمد،1383،اصول مطالعات ژئوشیمیایی،سنگ های منشاءهیدروکربوری ونفت ها،شرکت ملی نفت ایران
3) رضایی،محمد رضا،1380،زمین شناسی نفت،علوی
4) کسایی،محمد،1384،مدل سازی حرارتی،شاخص های بلوغ،تشکیل هیدروکربوروشکسته شدن مولکول های نفت(ترجمه)،پژوهشگاه صنعت نفت 
5) کمالی،محمد رضا،1378،کاربرد ژئوشیمی آلی دراکتشاف نفت،پژوهشگاه صنعت نفت
6) مطیعی،همایون،1382،چینه شناسی زاگرس،سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور
7) مطیعی،همایون،1374،زمین شناسی نفت زاگرس،سازمان زمین شناسی واکتشافات معدنی کشور

 
بخشی از منابع و مراجع پروژه بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات، مدل‌سازی حرارتی و مقایسه نتایج نرم افزارها در حوضه رسوبی زاگرس

1) Bordenave, R. & Burwood, M.L, 1990, Source rock distribution and maturation in zagros belt: province asmari and bangestan reservoir oil accumulation, Bull A.A.P.G, No 16, P.369-386

2) Bostick, N.H, 1979, Microscopic measurement of the level of catagenesis of solid organic matter in sedimentary rocks to aid exploration for petroleum and determine former burial temperatures, SEPM special publication 26, P.17-43

3) Cosgrove, J.W, 2003, Structureal framework of the zagros fold-thrust belt in Iran, Journal of marine and petroleum geology, P.829-843

4) Ghori, K.A.R, 2002, Modeling the hydrocarbon generative history of the officer basin, Western Australia, PESA, journal, NO.29, P.29-41

5) Hunt, John, 1995, Petroleum geochemistry and geology book, how oil forms: generated hydrocarbons part, P.112-137

6) Hunt, John, 1995, Petroleum geochemistry and geology book, the source rock part, P.322-330 & 358-370

7) Hunt, John, 1995, Petroleum geochemistry and geology book, prospect evaluation part, P.620-624

8) Hunt, Johnm, 1995, Petroleum geochemistry and geology book, modeling petroleum generation part, P.141-161

9) Klemme, H.D and Ulmishek, G.F, 1999, Effective petroleum source rock source rock of the world: stratigraphuc distribution and controlling deposional factors, A.A.P.G bulletin, Volume 75, P.1809-1812

10) Kvenvolden, Keith A., 2001, History of the recognition of organic geochemistry in geoscience, Organic geochemistry, No.33, P.517-521

11) Lopatin, N.V, 1976, the determination of the influence of temperature and geologic time on the catagenic processes of coalification and oil-gas generation, Akademia nauk SSSR, P.361-366

12) Lopatin, N.V, 1971, Temperature and geological time as factors of carbonification, Geol.3, P.95-106

13) Waples, D.w, 1994, Maturity modeling: thermal indicators, hydrocarbon generation and oil cracking, A.A.P.G journal, Volume 62 P.285-306

14) Waples, D.w, 1980, Time and temperature in petroleum formation: application of lopatin´s method to petroleum exploration, A.A.P.G journal, Volume 64, P.916-926

15) Wood, D.V, 1988, Relationships between thermal maturities indicates: calculated usind Arrhenius equation and lopatin method, A.A Waples, D.w, 1994.P.G bulletin, Volume 72, P.115-134

16) Wood, D.V, 1990Thermal maturation modeling using spreadsheets, Geobyte V.5, P.56-61