مدلهای دولومیتی شدن و تکامل سیالات دیاژنزی دولومیت ساز در پلاتفرم کربناته سازند آسماری
نویسندگان
1 شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب، اهواز، ایران
2 گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 گروه حوضههای رسوبی و نفت، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، ایران، تهران
4 گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
5 گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
doi
10.48308/esrj.2023.104052چکیده
مقدمهسازند دولومیتی آسماری با سن الیگوسن-میوسن در سراسر صفحه عربی به صورت میادین هیدروکربنی عظیم و متعدد در جنوب غربی ایران، عراق، عربستان سعودی و امارات متحده عربی گسترش یافته است. بهطور کلی، سازند آسماری و سازندهای معادل آن در مناطق مجاور بیش از 90 درصد از مخازن نفتی قابل استحصال را تشکیل دادهاند (Ghazban, 2007). به نظر میرسد که بهترین واحدهای مخزنی در بخش کربناته سازند آسماری در واحدهای دولومیتی تشکیل شده است و این واحدها دارای کیفیت مخزنی بهتری نسبت به واحدهای سنگ آهکی و سیلیسی آواری هستند. توالیهای دولومیتی نقش مهمی در تولید نفت و گاز در حوضههای هیدروکربنی اصلی جهان ایفا میکنند (Fallah-Bagtash et al, 2020; Noorian et al, 2020; Omidpour et al, 2021; 2022; Fallah-Bagtash et al, 2022). بهطور مشابه، در بخش کربناته مخزن آسماری با ویژگیهای مخزنی اولیه ضعیف، فرآیندهای شکستگی و دولومیتی شدن باعث افزایش تخلخل و نفوذپذیری و در نتیجه افزایش تولید هیدروکربن شده است (Aqrawi et al, 2006). در میدان نفتی شادگان به دلیل ماهیت کربناته - آواری، بخشهای مختلف این سازند نیز در معرض فرآیند دولومیتی شدن قرار گرفته است. همین امر منجر به توسعه تخلخل و تراوایی در بخشهای مختلف آن شده است. در این پژوهش با استفاده از دادههای مختلف از جمله مطالعات پتروگرافی دقیق به همراه مطالعات ژئوشیمیایی دولومیتها، به بررسی انواع دولومیتهای شناسایی شده در سازند آسماری در میدان نفتی شادگان، مدلهای دولومیتی شدن، تاریخچه دیاژنتیکی، تغییرات تاخیری و تکامل سیالات دولومیت ساز در محیطهای دیاژنزی مختلف در توالی کریناته سازند آسماری پرداخته شده است. نتایج این مطالعه میتواند در نهایت برای دستیابی به تاثیر دولومیتی شدن بر پتانسیل مخزنی توالی کربناته آسماری در این میدان به کار گرفته شود.مواد و روشهااین مطالعه براساس نتایج حاصل از مطالعات پتروگرافی 1123 مقطع نازک تهیه شده از مغزههای حفاری 5 چاه در میدان نفتی شادگان انجام گرفته است. کلیه مقاطع نازک میکروسکوپی توسط محلول آلیزارین قرمز و فروسیانید پتاسیم به منظور تشخیص کانی کلسیت از دولومیت به روش دیکسون (Dickson, 1965) رنگآمیزی گردید. به منظور نامگذاری دولومیتها از طبقهبندی بافتی دولومیت (dolomite-rock texture) ارائه شده توسط سیبلی و گرگ (Sibley and Gregg, 1987)، مازولوو (Mazzullo, 1992)، چن و همکاران (Chen et al, 2004) و آدابی (Adabi, 2009) استفاده شده است. آنالیز رخسارهای و تفسیر محیط رسوبی برمبنای روش بورچت و رایت (Burchette and Wright, 1992) و فلوگل (Flugel, 2010) صورت گرفته است. تعداد ده مقطع نازک بدون پوشش نیز با میکروسکوپ کاتدولومینسانس آنالیز شد. این آنالیز در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. ده نمونه با روکش طلا با تصویربرداری الکترونی پراکنده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به منظور ارزیابی انواع دولومیت، اندازهی بلورها، ریز بافتها و فضاهای منفذی آنالیز شدند. در نهایت، تعداد 32 نمونه دولومیتی از نظر محتوای عناصر اصلی و فرعی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری جذب اتمی (AAS) در دانشگاه فردوسی مشهد مورد آزمایش قرار گرفتند.نتایج و بحثسازند آسماری، در میدان نفتی شادگان با سن الیگوسن- میوسن، متشکل از واحد کربناته با توالیهای سیلیسیآواری است که بهطور عمده از سنگ آهک متوسط تا ضخیم لایه و دولومیت با میان لایههای شیل و ماسه سنگ تشکیل شده است. توصیف دقیق مغزهها و مطالعات پتروگرافی توالی رسوبی آسماری منجر به شناسایی 26 ریزرخساره کربناته - تبخیری گردید. بهطور کلی، شواهد کانیشناسی، ژئوشیمیایی و به ویژه ارتباط متقابل رخسارهها با توزیع دولومیت، بیانگر دولومیت شدن توسط پنج مکانیزم/مدل مختلف در پلاتفرم کربناته سازند آسماری است. این مدلها عبارتند از: مدل سابخا، مدل نشتی- برگشتی، مدل اختلاط آب شور و شیرین، مدل دولومیتی شدن تدفینی و مدل دولومیتی شدن توسط باکتریها. دولومیتی شدن به عنوان مهمترین فرآیند دیاژنتیکی در توالی رسوبی سازند آسماری در چندین محیط دیاژنتیکی اعم از همزمان با رسوبگذاری (نزدیک سطح)، تدفین کمعمق و تدفین متوسط تا عمیق تشکیل شده است.نتیجهگیریبراساس شواهد بافتی و ژئوشیمیایی چهار نوع مختلف دولومیت شناسایی شده در توالی رسوبی سازند آسماری عبارتند از: D1 (بسیار ریز تا ریزبلور و حفظ کننده فابریک)، D2 (ریز تا متوسط بلور و حفظ کننده فابریک)، D3 (متوسط تا درشت بلور و مخرب فابریک) و D4 (درشت بلور و مخرب فابریک). دولومیتی شدن در پلانفرم آسماری توسط 5 مدل یا مکانیزم صورت گرفته است. دولومیتهای D1 بلافاصله پس از رسوبگذاری یا در حین تدفین کمعمق، در سطح یا بهطور دقیق زیر حدفاصل رسوب-آب در رخسارههای گل پشتیبان نهشته شدهاند. دولومیتهای D2 و D3 فراوانترین نوع دولومیتها هستند که بیشترین سهم را در توزیع تخلخل در مخزن آسماری دارند. براساس شواهدی از قبیل همراهی آنها با استیلولیتهای نسل اول و غلظت نسبتاً بالای آهن، این دولومیتها طی مراحل تدفین توالی رسوبی آسماری تشکیل شدهاند. این دولومیتها از سیالات حوضهای بسیار شور و گرم و یا از انحلال کلسیت پر منیزیم یا دولومیتهای پیشین یا تبلور مجدد D1 تشکیل شدهاند. D4 و دولومیتهای مربوط با رخسارههای شیلی، در محیط تدفین عمیقتر توسط فرآیندهای هیدروترمالی، و سیالات داغ و کمی شور که تحتتاثیر غنی شدگی شورابه قرار گرفته بودند، تشکیل شدهاند.