ارزیابی ژئوشیمیایی مخازن گازی حوضه رسوبی کپه داغ

جزئیات کامل :

عنوان کامل : پایان نامه ارزیابی ژئوشیمیایی مخازن گازی حوضه رسوبی کپه داغ

تعداد صفحات : 250

دسته : معدن ،‌زیست شناسی

توضیحات :

مقدمه:

حوضه رسوبی کپه داغ آمودریا در ایران، ترکمنستان ،ازبکستان،افغانستان و تاجیکستان گسترش دارد.میدانهای گازی فوق عظیم خانگیران در ایران، دولت آباد-دونمز در ترکمنستان و میدانهای گازی عظیم  مری،شاتلیک و بایرام علی در ترکمنستان و گاز لی در ازبکستان و بسیاری از میدانهای گازی دیگر مانند گنبدلی در ایران و گوگرداغ ،یتیم داغ و جرقدوق در افغانستان دراین حوضه کشف شده اند.حوضه رسوبی کپه داغ به صورت حوضه ای مستقل از اواسط ژوراسیک میانی شکل گرفته است.بخش ایرانی این حوضه با وسعت 50000 کیلومتر مربع در شمال استان خراسان و گلستان قرار دارد.ضخامت سنگهای رسوبی این حوضه در ایران بالغ بر هفت هزار متر است.ضخامت زیاد سنگهای رسوبی دریایی و نبود فعالیتهای آذرین، این حوضه را پس از حوضه رسوبی زاگرس مناسب ترین حوضه برای تشکیل و تجمع هیدروکربن قرار داده است.در این بخش حوضه رسوبی کپه داغ را از نظر زمین شناسی مورد بررسی و مطالعه قرار می‌دهیم.

2-2-محل و موقعیت

حوضه رسوبی کپه داغ در شمال شرق ایران،بخش وسیعی از ترکمنستان وشمال افغانستان واقع است. در هر سه کشور میدانهای  گازهای عظیمی کشف شده است. بین′30وْ 35 تا ′15وْ38 عرض شمالی و′00وْ54  تا ′13وْ61 طول  شرقی قرار دارد.]2[

وسعت منطقه در حدود 550000 کیلومتر مربع یعنی تقریبا 3.3 درصد کل کشور است.کپه داغ ایران منطقه ای کوهستانی است. دو رشته کوه  با روندی موازی بیشتر سطح منطقه را پوشانیده است. رشته شمالی را کوههای کپه داغ و هزار مسجد  ورشته جنوبی را کوههای گلستان آلاداغ و بینالود تشکیل می‌دهند. بین این دو رشته دشتهای مشهد،قوچان ،شیروان ،بجنورد و گرماب قراردارد.در غرب منطقه این دو ررشته کوه بهم می‌پیوندند. دشت سرخس در شرق منطقه در حاشیه دشت ترکمنستان وصحرای قره قوم قرار دارد.دشت گرگان در غرب منطقه ،در ادامه گودال دریای خزر است. شکل(1-2)این منطقه را نشان داده است.

چکیده:
بررسیهای ژئوشیمیایی(راک اول- بیومارکر- ایزوتوپ کربن) برروی سنگ منشا احتمالی کپه داغ شرقی نشان می‌دهد که سازند های کشف رود و چمن بید، با توجه به نوع و بلوغ ماده آلی می‌توانند از سنگهای مادر منطقه محسوب شوند. سازند کشف رود با کروژنی از نوع دلتایی- دریایی در مرحله تولید گاز خشک قرار دارد، در حالیکه سازند چمن بید با کروژنی با منشا دریایی-کربناته در انتهای نفت زایی و در ابتدای تولید گاز تر می‌باشد. آنالیز های بیو مارکر و ایزوتوپ نشان می‌دهد که تغذیه مخزن مزدوران توسط سازند کشف رود بوده و منشا هیدروکربنها در مخزن شوریجه در نتیجه زایش مواد آلی از سازند چمن بید می‌باشد.
مطالعات ایزوتوپی و بیومارکری نشان می‌دهد که بخش مهم سولفید هیدروژن در مخزن مزدوران بر اثر احیای ترموشیمیایی سولفات (واکنش بین متان وانیدریت موجود در سازند کربناته مزدوران) بوجود آمده است. این سولفید هیدروژن با عث ترش شدگی در مخزن مزدوران شده است. مخزن شوریجه دارای لیتولوژی ماسه سنگی به همراه ترکیبات آهن دار فراوان و دارای درصد کمتری انیدریت در میان لایه های خود نسبت به سازند مزدوران است.پس سولفید هیدروژن کمتری تولید شده و آن نیز با آهن موجود در مخزن واکنش داده و بصورت پیریت رسوب کرده است. یعنی سنگ مخزن مانند یک فیلتر سبب حذف سولفید هیدروژن از مخزن گردیده است.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه  1

فصل دوم: زمین شناسی منطقه کپه داغ  2
2-1-مقدمه  2
2-2-محل و موقعیت  2
2-3- ریخت شناسی منطقه  3
2-4- چینه شناسی منطقه  4
2-4-1- پرکامبرین  4
2-4-1-1- شیستهای گرگان  4
2-4-2- کامبرین- اردویسین  5
2-4-2-1- سازندلالون  5
2-4-2-2- سازند میلا  5
2-4-2-3- سازند قلی  5
2-4-3- سیلورین  5
2-4-3-1- سازند نیور  5
2-4-4- دونین  5
2-4-4-1- سازند پادها  5
2-4-4-2- سازند خوش ییلاق  6
2-4-5- کربنیفر  6
2-4-5-1- سازند مبارک  6
2-4-6- پرمین  6
2-4-6-1- سازند دورود  6
2-4-6-2 سازند روته  6
2-4-6-3- سازند نسن  6
2-4-7- تریاس  6
2-4-7-1- سازند الیکا  6
2-4-7-2- سازند قره قیطان  7
2-4-7-3- گروه آق دربند  7
2-4-7-3-1- سازند سفید کوه  7
2-4-7-3-2- سازند نظر کرده  7
2-4-7-3-3- سازند سینا  7
2-4-7-3-4- سازند شیلی میانکوهی  7
2-4-8- ژوارسیک  8
2-4-8-1- سازند شمشک  8
2-4-8-2- سازند کشف رود  9
2-4-8-3- سازند بادامو  12
2-4-8-4- سازند باش کلاته  12
2-4-8-5- سازند خانه زو  12
2-4-8-6- سازند چمن بید  12
2-4-8-7- سازند مزدوران  14
2-4-8-7-1- محل برش الگو 14
2-4-8-7-2- گسترش منطقه ای  17
2-4-9- کرتاسه  17
2-4-9-1- سازند شوریجه  17
2-4-9-1-1 محل برش الگو  17
2-4-9-1-2- گسترش منطقه ای  22
2-4-9-2 سازند زرد  23
2-4-9-3- سازند تیرگان  23
2-4-9-4- سازند سرچشمه  23
2-4-9-5- سازند سنگانه  23
2-4-9-6- سازند آیتامیر  24
2-4-9-7 سازند آب دراز  24
2-4-9-8- سازند آب تلخ  24
2-4-9-9- سازند نیزار  24
2-4-9-10- سازند کلات  25
2-4-10- ترشیر  25
2-4-10-1- سازند پسته لیق  25
2-4-10-2- سازند چهل کمان  26
2-4-10-3 سازند خانگیران  26
2-4-11- نهشته های نئوژن  26
2-4-12- پلیوسن  26
2-4-12-1- کنگلومرای پلیوسن  26
2-4-12-2- سازند آقچه گیل  26
2-5- زمین شناسی ساختمانی منطقه  27
2-6-پتانسیل هیدروکربنی منطقه  28
2-6-1- معرفی مخازن گازی کپه داغ  28
2-6-1-1- میدان گازی خانگیران  28
2-6-1-2- لایه بندی مخزن مزدوران  29
2-6-1-3- فشار و دمای اولیه مخزن  30
2-6-2-میدان گازی گنبدلی  30
2-6-2-1- لایه بندی مخزن شوریجه  30
2-6-2-2- فشار و دمای اولیه مخزن  30

فصل سوم: روشهای مطالعه  31
3-1- مقدمه  31
3-2- دستگاه راک اول  31
3-2-1- ویژگی های پارامترهای راک – اول  33
3-2-2- کل کربن آلی(TOC)  34
3-2-3- اندیس اکسیژن (OI) 35
3-2-4- اندیس تولید (PI) 35
3-2-5-اندیس هیدروکربن زایی((GI 35
3-2-6-اندیس مهاجرت(MI)  35
3-2-7-اندیس نوع هیدروکربن (Hydrocarbon Ttype Index)  35
3-2-8- اندیس هیدروژن (HI)  35
3-2-9-نمودار نسبتهای HI/Tmax HI/OI وS1/TOC  و S2/TOC  36
3-2-10-تفسیر داده های راک اول  38
3-3- گاز کروماتو گرافی / طیف سنج جرمی  38
3-3-1-گاز کروماتوگرافی درGCMS   39
3-3-1-1-آنالیز گرافهای گاز کروماتوگرافی  41
3-3-2-طیف سنج جرمی در GCMS 42
3-4-بایومارکرها ( نشانه های زیستی)  44
3-4-1- مقدمه  44
3-4-1-1- بیومارکرها یا نشانه های زیستی  45
3-4-1-2- انواع بیومارکرها  47
3-4-2-پارامتر های بیومارکری برای تطابق، منشا و محیط رسوبی  49
3-4-2-1ترپانها (Terpanes)  54
3-4-2-2-اندیس هموهوپان  57
3-4-2-3-نسبت پریستان به فیتان  59
3-4-2-4-نسبت (Isopenoid/n-Paraffin)  60
3-4-2-5-ایزوپرونوئید های غیر حلقوی>C20 61
3-4-2-6-باتریوکوکان  61
3-4-2-7-اندیس اولیانان(Oleanane) 61
3-4-2-8-بیس نورهوپانها و تریس نور هوپانها  62
3-4-2-9-اندیس گاماسران  62
3-4-2-10- نسبت(C30/C29Ts)  63
3-4-2-11- -β کاروتن  و کاروتنویید 63
3-4-2-12- Bicyclic Sequiterpanes 63
3-4-2-13-کادینانها 63
3-4-2-14- دی ترپانهای دو و سه حلقه ای  64
3-4-2-15- فیچتلیت(Fichtelite)  65
3-4-2-16- دی ترپانهای چهار حلقه ای(Tetracyclic Diterpane)  65
3-4-2-17-ترپان سه حلقه ای  65
3-4-2-18-ترپانهای چهار حلقه ای  66
3-4-2-19-هگزا هیدرو بنزو هوپانها  66
3-4-2-20-لوپانها(Lupanes)  66
3-4-2-21-متیل هوپان(Methyl Hopanes)  66
3-4-3- استیرانها(Steranes)  67
3-4-3-1-نسبت Rgular Steranes/17α(H)-Hopanes  67
3-4-3-2- C26استیران 68
3-4-3-3- استیرانهای (C27-C28-C29)  68
3-4-3-4- اندیس C30-استیران  70
3-4-3-5- دیااستیرانهای(C27-C28-C29)  72
3-4-3-6-نسبت  Diasteranes/Regular Steranes  72
3-4-3-7-   3-آلکیل استیران 73
3-4-3-8-   4-متیل استیران 73
3-4-4- استیروئید های آروماتیکی و هوپانوئید ها  74
3-4-4-1- C27-C28-C29- منو آروماتیک استیروئیدها 74
3-4-4-2-(Dia/Dia+Regular)C-Ring Monoaromatic Steroids   76
3-4-4-3- C¬26-C27-C28تری آروماتیک استیروئید 76
3-4-4-4- بنزوهوپانها (Benzohopanes)  76
3-4-4-5-پریلن( (Perylene  76
3-4-4-6-  m/z 239(Fingerprint)  و(Fingerprint) m/z 276  77
3-4-4-7- Degraded Aromatic Deterpane 77
3-4-4-8-خصوصیات ژئوشیمی نفتها برای تطابق با سنگ منشا  77
3-4-5-بلوغ(Maturation)  79
3-4-5-1- بیومارکرها بعنوان پارامتری برای بلوغ  79
3-4-5-2-ترپانها  81
3-4-5-2-1-ایزومریزاسیون هموهوپان 22S/(22S+22R)  81
3-4-5-2-2-نسبت   Βα-Moretane/αβ-Hopanes and ββ-Hopane 82
3-4-5-2-3- نسبت  Tricyclic/17α(H)-Hopane 83
3-4-5-2-4- نسبت  Ts/(Ts+Tm) 83
3-4-5-2-5- نسبت  C29Ts/(C2917α(H)-Hopane+C29Ts) 84
3-4-5-2-6- نسبت  Ts/C3017α(H)Hopane 84
3-4-5-2-7- اندیس Oleanane یا 18α/(18α+18β)-Oleanane  84
3-4-5-2-8- نسبت  (BNH+TNH)/Hopanes  85
3-4-5-3- استیرانها (Steranes)  86
3-4-5-3-1- نسبت 20S/(20S+20R)  86
3-4-5-3-2-نسبت Ββ/(ββ+αα)  86
3-4-5-3-3- اندیس بلوغ بیومارکرها  (BMAI)  87
3-4-5-3-4- نسبت  Diasterane/Regular Sterane  89
3-4-5-3-5- نسبت  20S/(20S+20R) 13β(H),17α(H)-dia steranes89
3-4-5-4-استیروئید های آروماتیکی  Aromatic steroids 89
3-4-5-4-1- نسبت TA/(MA+TA)   89
3-4-5-4-2- نسبتMA(I)/MA(I+II)   90
3-4-5-4-3- نسبتTA(I)/TA(I+II)  91
3-4-5-4-4- نسبتC26-Triaromatic 20S/(20S+20R)  91
3-4-5-4-5- منوآروماتیک هوپانوئید (Monoaromatic Hopanoids ) 92
3-4-5-4-6- پارامتر MAH  92
3-4-6- تخریب میکروبی (Biodegradation)  93
3-4-6-1- پارامتر های بیومارکری تخریب میکروبی  93
3-4-6-1-1- ایزوپرنوئیدها(Isopernoids)  95
3-4-6-1-2- استیران و دیااستیران(Steranes and Diasteranes)  95
3-4-6-1-3- هوپانها(Hopanes)  95
3-4-6-1-4-    25-نورهوپانها (25-Norhopanes) 96
3-4-6-1-5-C28-C34 30-nor-17α(H)-Hopane  96
3-4-6-1-6- ترپانهای سه حلقه ای 97
3-4-6-1-7- دیگر ترپانها 97
3-4-6-2- اثرات تخریب میکروبی در تعیین بلوغ و تطابق  97
3-4-7-تعیین سن بوسیله بایومارکرها  97
3-5- ایزوتوپهای پایدار  99
3-5-1- مقدمه  99
3-5-2- ایزوتوپهای پایدار  99
3-5-2-1- اکسیژن  100
3-5-2-2- کربن  102

3-5-2-2-1- ارتباط بین سن زمین شناسی و
نسبت ایزوتوپ کربن نفت و کروژن  106
3-5-2-2-2-کاربرد ایزوتوپ کربن در تعیین
نوع محیط رسوبی، نوع کروژن، نوع نفت و مسیر مهاجرت  108
3-5-2-2-2-1- نمودار سوفر(Sofer)  108
3-5-3- گوگرد  109

3-5-4– کاربرد ایزوتوپهای پایدار در مخازن گاز و کاندنسیت  111

فصل چهارم: نحوه نمونه برداری  114
4-1-مقدمه  114
4-2-نمونه گیری از میادین گازی  114
4-2-1- روش نمونه گیری گاز و سیالات مخزن  115
4-2-2- آنالیز نمونه های مخازن خانگیران وگنبدلی  117
4-3-داده های شرکت نفت  117
4-3-1-مقاطع و نمونه ها  119

فصل پنجم: بحث و تفسیر  120
5-1- مقدمه  120
5-2- تعبیر و تفسیر داده های راک اول  120
5-2-1-چاه امیرآباد-1  120
5-2-2-چاه خانگیران-30  125
5-2-2-1-سازند چمن بید  127
5-2-2-2-سازند کشف رود  129
5-3-تعبیر و تفسیر داده های راک اول مقاطع سطحی 132
 5-3-1مقطع بغبغو  132
5-3-2-مقطع خور  137
5-3-3-مقطع فریزی  141
5-3-3-1-سازند شمشک  143
5-3-3-2-سازند باش کلاته  145
5-3-4-مقطع خانه زو  147
5-3-4-1-سازند چمن بید  150
5-3-4-2-سازند شمشک  152
5-3-5-مقطع اردک-آب قد  155
5-3-6-مقطع شورک  159
5-3-7-نتیجه گیری کلی آنالیز داده های راک-اول  163
5-4-تعبیر و تفسیر داده های گاز کروماتو گرافی  164
5-4-1-مقطع بغبغو سازند کشف رود(G-19)  166
5-4-2-مقطع خور سازند چمن بید(G-11)  167
5-4-3-مقطع اردک آب-قد سازند چمن بید(ABG-15)  167
5-4-4-مقطع شورک- سازند کشف رود(G-10)  168
5-4-5-مقطع بغبغو سازند کشف رود(G-45)  169
5-4-6-نتیجه گیری نهایی آنالیز داده های GC  169
5-5-تعبیر و تفسیر داده های بیومارکر مقاطع سطحی 169
5-5-1-سازند چمن بید  173
5-5-2- سازند کشف رود  174
5-5-3- نتیجه گیری نهایی آنالیز بیومارکرهای مقاطع سطحی  182
5-5-4- تعبیر وتفسیر داده های بیو مارکری
و ایزوتوپی میعانات سنگ مخزن مخازن مزدوران و شوریجه  182
5-5-4-1- تشخیص محیط رسوبی سنگ منشاء  182
5-5-4-1-1- نسبت C29/C27 استیران  در مقابل نسبت Pr/Ph  183
5-5-4-2- تعیین محدوده سنی سنگ منشاء  184
5-5-4-2-1- نسبت C28/C29 استیران  184
5-5-4-2-2-ایزوتوپ کربن  185
5-5-5- تشخیص لیتولوژی سنگ منشاء  186
5-5-5-1- نسبت DBT/ PHEN در مقابل Pr/Ph  186
5-5-5-2-اندیس نورهوپان  187
5-5-5-3- نسبت C22/C21 تری سیکلیک ترپان
در مقابل نسبت C24/C23 تری سیکلیک ترپان  188
5-5-5-4- نسبتهای   C24تترا سیکلیک ترپان  189
5-5-5-5- ایزوتوپ کربن در مقابل نسبت پریستان به فیتان  190
5-5-5-6- مقایسه نسبتهای بیومارکری  190
5-5-5-7-  نتیجه گیری لیتولوژی سنگ منشاء  191
5-5-6-تشیخص بلوغ سنگ منشاء  191
5-5-6-1-نمودار C24Tet/C23Tri در مقابل C23Tri/C30Hopane  191
5-5-6-2- نمودار نسبت C30DiaHopan/C30Hopane  192
5-5-6-3-  نمودار نسبت Pr/nC17 به Ph/nC18 مخازن  193
5-5-6-4- نتیجه گیری بلوغ سنگ منشاء  194
5-5-7- داده های ایزوتوپی کربن دو مخزن مورد مطالعه  194
5-5-8- تشخیص سنگ منشاء های مخازن مزدوران و شوریجه  194
5-6- تشخیص منشاء تولید سولفید هیدروژن در مخازن گازی کپه داغ  196
5-6-1- بررسی ترکیب شیمیایی مخازن  196
5-6-2- فشار و دمای مخازن  198
5-6-3- پتروگرافی سازندهای مخزنی منطقه کپه داغ  198
5-6-4- بررسی آلکانهای نرمال و بیومارکری و آب سازند مخازن  200
5-6-4-1- فراوانی آلکانهای نرمال مخازن  200
5-6-4-2- بیومارکر آدامانتان  200
5-6-4-3-  مطالعه ترکیبات هیدروکربوری گوگرد دار در مخازن  202
5-6-4-4- مطالعه آب سازندی مخازن  204
5-6-4-5-  بررسی بلوغ میعانات گازی مخازن  207
5-6-4-6- مقایسه ترکیبات گازی مخازن با هیدروکربورهای سنگ منشاء  209
5-6-4-7- ایزوتوپ کربن و گوگرد آلی مخازن  209
5-7- نتیجه گیری کلی در مورد منشاء سولفید هیدروژن  212

فصل ششم: نتیجه گیری نهایی  213
پیشنهادات 214
پیوستها 215
منابع و مآخذ  216