ارزيابى توان گاززايى رسوبات ميوسن در ناحيه مکران

سرمد حیدری

مدیر تالارهای مهندسی شیمی و نفت
مدیر تالار
ارزيابى توان گاززايى رسوبات ميوسن در ناحيه مکران نويسنده : بهرام- حسن زاده شريف ناحيه مکران در جنوب شرقى ايران واقع شده، ضخامت رسوبات موجود بيش از 10000 متر مى باشد که از کرتاسه تا پليوسن را در بر مى گيرد.
در اين ناحيه گل فشان هاى متعددى وجود دارد که به دليل داشتن گاز متان حائز اهميت هستند. تعداد 12 مقطع چينه شناسى در نواحى چابک، چابهار و باهو کلات برداشت شده، نمونه ها از نظر فسيل شناسى مورد مطالعه قرار گرفته و تعداد 280 نمونه مورد تجزيه ژئو شيمى آلى قرار گرفته است و پارامتر هاى CT (کربن آلى) CP (کربن قابل پيروليز) و CE (بيتومين) به انضمام نسبت O /C و H /C تعداد 29 نمونه تعيين گرديده و جهت تعيين مرحله بلوغ حرارتى آنها دياگرام هاى CR / CT نمونه ها ترسيم گرديده است.
اين مطالعات عمدتاٌ بر روى رسوبات ميوسن صورت گرفته و نشان مى دهد درصد کربن آلى نمونه ها بين 46% تا 1/76 درصد تغيير مى کند. متوسط کربن آلى 72 درصد مى باشد.
تراکم نمونه هاى با درصد کربن آلى بيشتر در قسمت چابهار متمرکزند بر مبناء نسبت H /C و O /C تعيين شده کروژن موجود از نوع III مى باشد که بيشتر داراى توان گاز زايى است، نمونه ها داراى بلوغ حرارتى بالايى هستند و اگر کروژن از نوعى غير از نوع III نيز باشد از مرحله توليد نفت گذشته و فقط نفت ميعانى و گاز خشک مى توانند ايجاد نمايند. نتايج حاصله از تجزيه نمونه ها با برداشت صحرايى زمين شناسى تلفيق گرديده و نشان مى دهد که تناوب شيل و ماسه سنگ موجود در سازند مکران در قسمت هاى مختلف حوضه تغييرات رخساره شديدى را نشان مى دهد، علاوه بر آن مقدار کربن آلى موجود نيز متغير است. وجود گسل هاى متعدد در ناحيه باعث آزاد شدن گاز ها از لايه هاى ماسه سنگى گرديده است، وجود گل فشان ها در طول گسل هاى موجود مويد اين نظريه مى باشد.

معرفى: Introduction
حوضه رسوبى مکران با وسعت تقريبى 160000 کيلومتر مربع است که حدود 70000 کيلومتر مربع آن در خاک ايران قرار دارد. ضخامت رسوبات دريايى بيش از 10000 متر است. نبود فعاليت هاى آذرين در اين ناحيه و وجود چشمه هاى گازى و گل فشان ها در طول سواحل جاسک تا مرز پاکستان معرف تشکيل هيدرو کربور در اين ناحيه بوده و لذا اين ناحيه از نقطه نظر پتانسيل هيدرو کربورى اميد بخش به نظر مى رسد. به اين دليل در 1962 چاه کراتى شماره 1 به عمق 4162 متر جهت ارزيابى امکانات نفتى و گازى منطقه که در چند افق محتوى گاز متان به مقدار 99 درصد بوده حفارى گرديد ولى به دليل اشکالات فنى به اهداف پيش بينى شده قبلى نرسيد. همچنين تعداد 5 حلقه چاه از سال 1916 تا 1977 که کم عمق ترين آنها 810 و عميق ترين آنها 4455 متر عمق داشت و در حين حفارى نيز به افق هاى گازى برخورد شده است، در ناحيه مکران پاکستان حفارى، ولى به دليل اقتصادى نبودن آنها عمليات اکتشافى متوقف گرديده است.
هدف از مطالعه اين ناحيه ارزيابى توان گاز زايى رسوبات ميوسن در ناحيه مکران مى باشد. به دليل تغييرات رخساره شديد رسوبات فوق، تعداد 12 مقطع چينه شناسى طى عمليات صحرايى مختلف در ناحيه شمال و شمال غرب جاسک، شمال غرب کنارک، شمال و شمال شرق چاه بهار و منتهى اليه شرقى حوضه در طول رودخانه باهو کلات برداشت گرديده و پس از بررسى هاى فسيل شناسى تعداد 280 نمونه در مرکز پژوهش و خدمات علمى شرکت نفت مورد تجزيه قرار گرفته است. نتايج آناليز هاى ژئو شيميايى به صورت ارگانيک لاگ ترسيم گرديده و جهت ارزيابى مرحله بلوغ حرارتى دياگرام هاى CR / CT که در آن CT معرف کربن آلى کلى موجود در نمونه قبل از پيروليز و CR کربن آلى بعد از پيروليز است، ترسيم گرديده است.

ژئوموفولوژى ناحيه:
ناحيه مکران از نظر مورفولوژى از دو قسمت تشکيل شده است، قسمت ساحلى که سواحل درياى عمان و دشت شمال آن را تشکيل مى دهد عمدتاٌ از تپه هاى ماسه اى و رسوبات آبرفتى تشکيل شده، قسمت کوهستانى به موازات ساحل تا جازموريان ادامه دارد و على رغم ارتفاع کم داراى دره هاى عميق فرسايش يافته اى مى باشد که به علت نبود جاده و شرايط نامساعد جوى فاقد تراکم جمعيت مى باشد. تمام رودخانه هاى موجود به درياى عمان ميريزند، بارندگى ها حتى به مدت خيلى کم تمام دشت را باتلاقى نموده و ارتباط آباديها را قطع مى کند.

چينه شناسى ناحيه:
قديمى ترين بيرون زدگى هاى موجود در ناحيه آميزه هاى رنگين مى باشد که در شمال ناحيه و جنوب جازموريان رخنمون يافته و مخلوط درهمى از سنگ هاى رسوبى، آذرين، متامورفيک مى باشد که در آن سنگ هاى آذرين اولترا بازيک و بازيک و آتشفشانى توام با آهک هاى کريستالين نابرجا ديده مى شود. بر روى آميزه هاى رنگين رسوبات يکنواخت شيل، شيل ماسه اى و ماسه سنگ قرار مى گيرد که داراى عدسى هاى آهکى محتوى فسيل ائوسن مى باشد. يکى از بهترين رخنمون اين آهک ها در 30 کيلومترى شمال جاده ايرانشهر خاش، در غرب ده دامن ديده مى شود که يک آهک مرجانى با فسيل هاى نوموليت و ديسکوسيکلين و آلوئولين به سن ائوسن مى باشد. در بعضى از نواحى نيز آهک هاى روديست دار کرتاسه بر روى آميزه هاى رنگين مشاهده مى شود. رسوب گذارى شيل و ماسه سنگ توام با سنگ هاى آهکى نابر جا مى باشد که آهک هاى فوق نقاط نسبتاٌ مرتفعى را تشکيل مى دهند. اين بخش از توالى رسوبى را به نام Wild flysch نامگذارى کرده اند که مى تواند معرف واريزه هاى تکرارى زير دريايى باشد. به طرف جنوب بر روى اين توالى رسوبى تناوبى از شيل و ماسه سنگ وجود دارد که فاقد آهک هاى نابرجا بوده بنام فليش هاى ائوسن که تا اليگوسن و ميوسن نيز ادامه داشته است. ضخامت عظيمى از اين توالى رسوبى در ناحيه وجود دارد و بالاخره رسوبات ميوسن توسط توالى ديگرى به سن پليوسن پوشيده مى شوند که در سواحل مکران رخنمون آنها ديده مى شود.
رسوبات ميو پليوسن که از توالى چند هزار مترى از شيل، ماسه سنگ و مارن تشکيل شده عمدتاٌ ليتورال و شلف هستند و داراى تغييرات رخساره سريع بوده و قسمت عظيمى از ناحيه مکران را در بر ميگيرند. وجود گونه هاى مختلف Orbulina, Miogypsina و ساير فسيل هاى شاخص، معرف سن ميوسن و بالاخره رسوبات کواترنرى که از تراس ها، رسوبات آبرفتى و ساير رسوبات عهد حاضر تشکيل شده است سطح ناحيه را مى پوشاند. به اين ترتيب ناحيه مکران از نظر چينه شناسى کلاٌ به صورت زير ديده مى شود:

- در نواحى شمالى مکران افيوليت ملانژ ها، فليش هاى ائوسن، اليگوسن و For- arc accretionary complex ديده مى شود.
- در مکران جنوبى عمدتاٌ مولاس هاى نئوژن و Fore- arc complex متشکل از مواد منشاء گرفته از خشکى و بالاخره Offshore accretionary complex ديده مى شود. در اين ناحيه توالى آهک هاى ائوسن که در قاعده رسوب فليش وجود دارد و بنام آهک خاران در پاکستان معروف است و همچنين گسترش آهک هاى مرجانى در ميوسن که به صورت بين انگشتى با شيل ها قرار دارند (در ناحيه کمشولک 60 کيلومترى شمال جاسک) و همچنين لايه هاى ماسه سنگ ضخيم لايه، از نقطه نظر اکتشاف هيدرو کربورى حائز اهميت هستند.

بررسى ژئو شيميايى
اهميت بررسى هاى ژئو شيمى آلى در اکتشاف منابع هيدرو کربورى در بيست سال اخير به حدى رسيده که اکنون در اغلب شرکت هاى نفتى به موازات بررسى هاى زمين شناسى و ژئو فيزيک مطالعات ژئو شيمى آلى صورت مى گيرد تا بتوان مساعد ترين افق تجمع هيدرو کربور را در يک حوضه رسوبى تعيين نمود. در اين مطالعات دو فکر اساسى مد نظر است:

1- مشخص کردن سنگ منشاء و تخمين قدرت زايشى هيدرو کربورى آن و تعيين مسير هاى مهاجرت آنها
2- انطباق نتايج ژئو شيمى آلى با اطلاعات زمين شناسى و ژئو فيزيک به منظور مشخص نمودن منطقه فعاليت اکتشافى
به اين منظور براى ارزيابى امکانات هيدرو کربورى منطقه مکران مطالعات ژئو شيمى مد نظر قرار گرفته و برداشت نمونه از قسمت هاى مختلف حوضه از رسوبات ميوسن انجام گرفته است.

بررسى ژئو شيميايى
تعداد 280 نمونه برداشت شده از 12 مقطع چينه اى اندازه گيرى شده (و تعدادى نمونه هاى بدون مقطع) مورد تجزيه قرار گرفته است. به دليل نبود نمونه مغزه از چاه مطالعات محدود به نمونه هاى جمع آورى شده از رخنمون هاى سطح زمين بوده است. نمونه هاى برداشت شده در مرکز پژوهش و خدمات صنعت نفت مورد تجزيه قرار گرفته و پارامتر هاى زير تعيين گرديده است.
- درصد بيتومين (Extractable carbon)
2- کل کربن آلى موجود در نمونه بر حسب ppm و درصد (Total organic carbon)
3- کربن آلى قابل پيروليز در 600 درجه سانتيگراد (Removable carbon by pyrolysis)
4- نسبت اتمى O /C و H / C تعداد 29 نمونه
5- نسبت پريستان به فيتان تعدادى از نمونه ها
6- Cpi index
کربن آلى کلى موجود Total organic carbon- CT حداقل CT براى نمونه هاى شيلى 0/5 درصد مى باشد تا آن را به عنوان سنگ منشاء يا Source rock در نظر گرفت، در نمونه هاى جمع آورى شده از بين 5 مقطع ناحيه جاسک نمونه هاى مقطع شماره يک، شماره سه و شماره پنج با مقادير به ترتيب 0/65 درصد و 0/57 درصد و 0/51 درصد داراى حداقل لازم ميباشد و با در نظر گرفتن ضخامت اين رسوبات که بيش از 3250 متر است اين مقدار قابل توجه است.
در مقاطع شمال چابهار مقطع شماره 6 مربوط به ناحيه 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 همچنين تعداد 29 نمونه Spot با درصد متوسط 1/09% نواحى با کربن آلى خوبى را تشکيل مى دهند.
در مقاطع شرق مکران مقدار کربن آلى بسيار متغير بوده و بين 0/37% در ناحيه سد پيشين تا 1/76% در جنوب مدت گات- جگوربيت متغير است وبه غير از نمونه هاى مقطع شماره 11 بقيه نمونه ها داراى کربن آلى بيش از 0/5% هستند ميانگين 280 نمونه برداشت شده 0/72% مى باشد. بدين ترتيب کاهش نسبى مقدار کربن آلى از قسمت مرکزى به طرف غرب کاملاٌ محسوس است در قسمت مرکزى در شمال چاه بهار اين مقدار نسبت به نواحى شرق و غربى بيشتر است.

بيتومين Solvent Extractable Carbon= CE متوسط درصد بيتومين براى نمونه ها تعيين شده بسيار متغير است و بين 50 تا 390 ppm تغيير مى کند Reed, Claypool 1976 مقدار 100 ppm براى تفکيک (درصد کربن آلى 0/5 درصد در شيل ها) سنگ منشا هاى زير متوسط و متوسط پيشنهاد نموده اند اين درصد براى کليه مقاطع جاسک بيش از 100 ppm است و بين 110 تا 160 متر متغير است.
همچنين در مقاطع شمال چاه بهار بين 60 تا 110 ppm متغير است. در مقاطع شرق مکران اين پارامتر بين 90 تا 180 ppm متغير است. به اين ترتيب با توجه به پيشنهاد Claypool نمونه ها در حد متوسط و زير متوسط قرار دارند. پايين بودن نسبت CE / CT را مى توان بدين ترتيب توجيه کرد که به علت بالا بودن شرايط حرارتى ملکول هاى سنگين خرد شده و توليد ملکول هاى سبک نظير گاز تر (Wet Gas) با گاز خشک (Dry Gas) نموده باشد.
از طرفى پايين بودن درصد بيتومين نشان مى دهد که مقادير فوق پايين تر از حد استاندارد براى توليد نفت است ولى وجود گاز را نفى نمى نمايد.

پيروليز:
پيروليز براى اندازه گيرى بلوغ کروژن در سنگ منشاء هاى نفتى به کار گرفته مى شود و عبارت است از ايجاد شرايط آزمايشگاهى مشابه شرايط طبيعى موجود در اعماق زمين. لذا پيروليز نمونه هاى برداشت شده سطحى ممکن است شرايط مشابه براى رسوبات مدفون شده در اعماق حوضه رسوبى را فراهم نمايد. نظر به اينکه کروژن نابالغ و يا در مراحل اوليه بلوغ مواد فرار بيشترى از کروژن بالغ ايجاد مى نمايد اندازه گيرى اين مواد راهنماى مناسبى براى تعيين بلوغ حرارتى کروژن مى باشد. بنا به نظرات Eisma, Gransch که در سال 1966 ميلادى بيان شده است نسبت CR / CT براى مشخص کردن بلوغ کروژن به کار گرفته شده است که در آن CT نسبت کربن آلى موجود در نمونه و CR کربن باقيمانده (رزيجوال) بعد از عمل پيروليز است.
به نظر مولفين فوق بلوغ کردن کروژن نوع III تقريباٌ از 0/6 درصد شروع مى گردد. اين دياگرام ها در شکل هاى شماره 7و 8 و 9 و 10 ارائه شده است برمبناء دياگرام هاى ترسيمى اين درصد در نمونه هاى جاسک بين 0/54- 0/48 در نمونه هاى شمال غرب چاه بهار بين 0/51 تا 0/74، در نمونه هاى شرق مکران بين 0/68 تا 0/78 تغيير مى کند و نمونه هاى قسمت مرکزى و شرقى مکران داراى بلوغ حرارتى بالاترى از غرب مکران هستند و با نمونه هاى حوضه گازى سليمان پاکستان قابل مقايسه هستند (بر مبناء دياگرام ترسيمى BURWOOD) نوع کروژن در تقسيم بندى کروژن بر مبناء نسبت اتمى H /C و O / C ارقام زير را در نظر مى گيرند 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 بررسى شده به استثناء دو نمونه بقيه نمونه ها داراى H / C کوچکتر از يک هستند که با کروژن نوع III تطابق دارند و احتمالاٌ دو نمونه موجود در مقطع بهمرى جاسک و نمونه، Hz 776 مربوط به شرق مکران مخلوطى از کروژن نوع III و II خواهد بود. کروژن نوع III داراى توان گاز زايى است و فاقد توان ايجاد نفت مى باشد.
نتيجه بررسى هاى ژئو شيميايى:

برررسى نتايج 280 نمونه برداشت شده از ناحيه مکران نشان مى دهد که:
1- نمونه ها اکثراٌ داراى کربن آلى بيش از 0/5 درصد هستند و درصد مواد آلى در قسمت مرکزى و شرقى بيش از قسمت غربى است.
2- نسبت CE / CT و درصد وزنى بيتومين نشان دهنده اين است که نمونه ها فقط مى توانند گاز ايجاد نمايند.
3- نسبت H /C , O /C اغلب نمونه با کروژن نوع III منطبق است اين کروژن فقط قادر به ايجاد گاز مى باشد.
4- دياگرام هاى CR / CT اغلب نمونه ها معرف بلوغ حرارتى نمونه ها و قرار گرفتن آنها در مرحله توليد گاز در تحت شرايط مناسب مى باشد.
5- با توجه به مجموع نتايج به دست آمده در حوضه رسوبى مکران فقط توان گاز زايى وجود داشته و با توجه به نوع کروژن و مرحله بلوغ حرارتى رسوبات ميوسن فاقد قدرت توليد نفت مى باشند.

خلاصه توضيحات :
1- AGIP MINERARIA, 1962, Makran Area, New Field wildcat. KARATI-1, Location and drilling program. Sirip unpublished report.
2- MAKRAN Area, 1962, Well Karati No. 1 Final report. Sirip unpub report.
3- BOZORGNIA, H. DASHTI, G. H., 1969, The Excursion to Shiraz west Makran areas with the research group of the shell company, GN No. 188, N.I.O.C. unpud report.
4- BRIKKE, I. BUREOOD, R., 1978, Hydrocarbon Generation and comparison of the DOD and LOM scales of organic diagenesis. Osco Technical Note 34/1979.
5- Geological Syrvey of IRAN. 1985, East Iran project Area No. 1 report No. 57
6- GANSSER, A., HUBER, H., STOCKLIN, J., HEIM, A., 1952, 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. 91 unpub.
7- NATIONAL IRANIAN OIL COMPANY, Exploration and production affairs, 1978, Geological maps and sections of Iran.
8- SEYED SIRTAJUDDIN, AHMED, 1969, Tertiary Geology of part of southern Makran, Baluchistan, west Pakistan A.A.P.G Bull. Vol. 53, No. 7.
9- Stocklin, J. 1985, Geology of Iranian Makran, GR 189 N.I.O.C unpub, report.
 
بالا