مطالعات ژئوشیمیایی سنگ‌های منشأ هیدروکربوری با استفاده از داده‌های پیرولیز راک- اول و با نگرش ویژه به مدل آرنیوس در یکی از چاه‌های میدان نفتی اهواز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

10.22078/pr.2019.3852.2756

چکیده

در این تحقیق، کاربرد مدل آرنیوس به‌عنوان یک مدل سینتیکی مناسب برای ارزیابی درصد نفت زایش شده در سنگ منشأ نشان داده شده است. بدین منظور، سازندهای کژدمی و پابده به‌عنوان سنگ‌های منشأ احتمالی در میدان نفتی اهواز برای نشان دادن نحوه کاربرد روش، مورد مطالعه قرار گرفتند. در این رابطه وضعیت بلوغ سنگ منشأ و همچنین درصد زایش نفت در میدان نفتی اهواز تعیین گردید. بررسی ژئوشیمیایی سازندها نشان داد که از میان سازندهای موجود در میدان نفتی اهواز، سازند کژدمی به‌عنوان اصلی‌ترین سنگ منشأ این میدان نفتی مطرح است. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که پتانسیل تولید هیدروکربن سازندهای کژدمی و پابده به ترتیب خیلی خوب و فقیر است و کروژن غالب در آنها به ترتیب از نوع II-III و III می‌باشد. براساس نتایج به‌دست آمده از بازسازی تاریخچه تدفین و مدل‌سازی حرارتی، سازند کژدمی در این چاه وارد پنجره نفتی گردیده، در حالی‌که سازند پابده بعلت رژیم حرارتی نامناسب وارد پنجره نفت‌زایی نشده است (0=X). بنابراین از میان سازندهای مذکور، سازند کژدمی به‌عنوان اصلی‌ترین و مؤثرترین سنگ منشأ میدان نفتی اهواز معرفی می‌شود که حداکثر تبدیل نفت (100=X) را دارد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemical Studies of Hydrocarbon Source Rocks Using Rock-Eval Pyrolysis Data with Special Regard to Arrhenius Model in One of Ahwaz Oilfield Borehole

نویسندگان [English]

  • Abuzar Bazvandi
  • saeedeh senemari
  • bijan maleki
  • Parviz Armani
Department of Mining, College of Engineering and Technology, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

In this study, the application of Arrhenius model as a suitable kinetic model for estimating the percent of oil produced in the source rock has been demonstrated. For this purpose, Kazhdumi and Pabdeh formations were studied as potential source rocks in Ahwaz Oil Field to illustrate the application of the method. In this regard, the maturity status of the source rock as well as the percentage of oil generation in the Ahwaz oil field was determined. Geochemical investigation of the formations showed that Kazhdumi Formation is the main source of this oil field among the formations in Ahwaz oil field. The results show that the hydrocarbon production potential of the Kazhdumi and Pabdeh formations are very good and poor respectively. The dominant Krogene in the Kazhdumi and Pabdeh formations are II and III respectively. Based on the results of burial history reconstruction and thermal modeling, the Kazhdumi Formation entered the oil window in this well, while the Pabdeh Formation did not enter the oil window due to inappropriate thermal regime (X=0). Therefore, among these formations, Kazhdumi Formation is considered as the main and most effective source of Ahwaz oil field with maximum oil conversion (X = 100)
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kinetic Evaluation
  • Arrhenius model
  • Southwestern of Iran
  • Source Rock
  • Petroleum Generation
[1]. Hunt J. M., “Petroleum geochemistry and geology,” 2nd ed., W.H. Freeman & Company, New York, pp. 1-743, 1996.##

[2]. Espitalié J., Madec M. and Tissot B., “Role of mineral matrix in kerogen pyrolysis: influence on petroleum generation and migration,” American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Vol. 4, pp. 59-66, 1980.##

[3]. Lafargue E., Espitalie J. Marquis F. and Pillot D., “Rock-eval 6 applications in hydrocarbon exploration, production and in soil contamination studies,” In Revue de l›Institut Français du Pétrole, Vol. 53 (4), pp. 421-437, 1998.##

[4]. علیزاده ب.، جنت مکان ن.،. قلاوند ه.، حیدری م. م. “مطالعه ژئوشیمیایی و تأثیر تغییرات محیط رسوبی بر پتانسیل هیدروکربنی سازند پابده در میدان نفتی منصوری،” مجله زمین‌شناسی نفت ایران، دوره 3، شماره 4، صفحات 22-1، 1391.##

[5]. Sweeney J. J. and Burnham A. K., “Evaluation of a simple model of vitrinite reflectance based on chemical kinetics,” AAPG Bull., Vol. 74, No. 10, pp. 1559-1570, 1990.##

[6]. Burnham A. K., “Kinetic models of vitrinite, kerogen, and bitumen reflectance,” Organic Geochemistry, Vol. 131, pp. 50-59, 2019.##

[7]. Bordenave M. L. and Burwood R., “Source rock distribution and maturation in Zagros belt: province Asmari and Bangestan reservoir oil accumulation,” AAPG Bull., Vol. 16, No. 1, pp. 369-387, 1990. DOI: 10.1016/0146-6380(90)90055-5.##

[8]. کمالی م. ر، بیجاری‌پور، آ.، زینل‌زاده، ا. “بازسازی تاریخچه تدفین و مدل‌سازی حرارتی سنگ منشأ گدوان در ناحیه فارس،” مجله علوم دانشگاه تهران، دوره 31، شماره 1، صفحات 269-282، 1384.##

[9]. رضایی م. ر. “زمین‌شناسی نفت،” انتشارات علوی، تهران، صفحه 552، 1383.##

[10]. کسایی نجفی. م.، افتخاری، ن. “تعیین پارامترهای سینتیکی مواد آلی در سنگ‌های مادر با استفاده از دستگاه راک- اول،” مهندسی معدن و متالوژی، دوره 18، شماره 67، صفحات 26-19، 1386.##

[11]. Bordenave M. L. and Hegre J. A., “Current distribution of oil and gas fields in the Zagros fold belt of Iran and contiguous offshore as the result of the petroleum systems,” Geological Society, London, Special Publications, Vol. 330, pp. 291- 353, 2010.##

[12]. Asadi Mehmandousti E., Adabi M. H., Bowden S. A. and Alizadeh B., “Geochemical investigation, oil-oil and oil-source rock correlation in the Dezful Embayment, Marun Oilfield, Zagros, Iran,” Marine and Petroleum Geology, Vol. 68, pp. 1-16, 2015.##

[13]. Chen Z., Liu X., Guo Q., Jiang C. and Mort A., “Inversion of source rock hydrocarbon generation kinetics from Rock-Eval data,” Fuel, Vol. 194, pp. 91-101, 2017.##

[14] Chen Z., Liu X. and Osadetz K. G., “Petroleum generation kinetic models for Late Ordovician kukersite Yeoman formation source rocks,” Williston Basin (southern Saskatchewan), Canada, Fuel, Vol. 241, pp. 234–246, 2019.##

[15]. Chen Z., Guo Q., Jiang C., Liu X., Reyes J., Mort A. and Jia, Z., “Source rock characteristics and Rock-Eval-based hydrocarbon generation kinetic models of the lacustrine Chang-7 shale of triassic Yanchang formation, ordos basin, China,” International Journal of Coal Geology, Vol. 182, pp. 52-65, 2017.##

[16]. Braun R. L. and Burnham A. K., “Analysis of chemical reaction kinetics using a distribution of activation energies and simpler models,” Energy Fuels, Vol. 1, pp. 153–61, 1987.##

[17]. Burnham A. K., “A simple kinetic model of oil generation, vaporization, coking, and cracking,” Energy and Fuels, Vol. 29, No. 11, pp. 7156-7167, 2015.##

[18]. مطیعی ه. “زمین‌شناسی نفت زاگرس،” سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 589 صفحه، 1374.##

[19]. Beiranvand B. and Ghasemi-Nejad E., “High resolution planktonic foraminiferal biostratigraphy of the Gurpi Formation, K/Pg boundary of the Izeh Zone, SW Iran,” Revista Brasileira de Paleontologia, Vol. 16, No. 1, pp. 5-26, 2013.##

[20]. James G. A. and Wynd J. C., “Stratigraphy nomenclature of Iranian oil consortium agreement area,” American association petrolum geologist bulletin, Vol. 49, No. 12, pp. 2118-2245, 1965.##

[21]. Dembicki H., “Practical petroleum geochemistry for exploration and production,” Elsevier Inc., pp. 19-60, 2017.##

[22]. Habicht J. K. A., “Comment on the history of migration in the Gifhorn Trough,” Proceedings of the sixth World petroleum Congress, 6th World Petroleum Congress, Vol. 1, pp. 454-480, Frankfurt am Main, Germany, 19-26 June 1964.##

[23]. Tissot B., “Première données sur le mécanismes et la cinétique de formation du pétrole dans les sédiments: Simulation d›un schéma réactionnel sur ordinateur,” Revue de l’Institut Français du Pétrole, Vol. 24, No. 4, pp. 470-501, 1969.##

[24]. Wood D. A., “Relationships between thermal maturity indices calculated using Arrhenius equation and Lopatin method, Implications for petroleum exploration,” AAPG Bull., Vol. 72, No. 2, pp. 115-134, 1988.##

[25]. اشکان س. ع. م. “اصول مطالعات ژئوشیمیایی سنگ‌های منشأ هیدروکربوری و نفت‌ها با نگرش ویژه به حوضه رسوبی زاگرس،” مدیریت اکتشاف، اداره مطالعات و تحقیقات ژئوشیمی، ایران، 1383.##

[26]. علیزاده ب.، صراف دخت ه. “ارزیابی ژئوشیمیایی سازندهای سنگ منشا در میدان نفتی کیلورکریم، جنوب غرب ایران،” مجله زمین‌شناسی نفت ایران، دوره 2، شماره 2، صفحات 125-109، 1390.##

[27]. Chena Zh., Liua X., Guob Q., Jianga Ch. and Morta A., “Inversion of source rock hydrocarbon generation kinetics from Rock-Eval data,” Fuel, Vol. 194, pp. 91-101, 2017.##

[28]. Vitzthuma V. B., Bounaceura R.Michelsb R., Scacchia G. and Marquairea P. M., “Kinetic parameters for the thermal cracking of simple hydrocarbons: From laboratory to geological time-temperature conditions,” Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol. 125, pp. 40-49, 2017.##

[29]. Hunt, J. M., “Petroleum geochemistry and geology,” Second Edition, San-Francisco, Freeman, 617 pp., 1979.##

[30]. Ellisa G. S., Zhang T., Kralert P. G. and Tang Y., “Kinetics of elemental sulfur reduction by petroleum hydrocarbons and the implications for hydrocarbon thermal chemical alteration,” Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 251, pp. 192-216, 2019.##

[31]. Hunt J. M., Lewan M. D. and Hennet R. J.C., “Modelling oil generation with time- temperature index graphs on the Arrhenius equation,” AAPG Bull., Vol. 75, No. 4, pp. 795-807, 1991.##

[32]. سلطانی ز.، علیزاده ب.، صراف دخت ه. “تعیین پارامترهای کنیتیکی (A و E) در سنگ منشأ کژدمی با استفاده از دستگاه راک- اول”، هفتمین همایش انجمن زمین‌شناسی اقتصادی ایران. ایران، دانشگاه دامغان، 1394.##

[33]. Getty Oil International, “Exploration well prognosis Haho1, offshore Togo”, Rapport interne B. N R M Togo, 75 pp, 1985.##

[34]. Baik H. Y., Richtmyer A., Asafu-Adzaye N. B., Adzei-Akpor N. and Manu T., “Tectono stratigraphy and hydrocarbon potential of an active transform margin basin: Accra/ Keta Basin, Ghana, West Africa,” Aapg Annual Convention, New Orleans, Louisiana, AAPG Search and Discovery Abstract Article No. 9091, 2000. ##

[35]. Huang B., Xiao X. and Zhang M., “Geochemistry, grouping and origins of crude oils in the Western Pearl River Mouth Basin, offshore South China Sea,” Organic Geochemistry, Vol. 34, pp. 993-1008, DOI: 10.1016/S0146-6380(03)00035-4, 2003.##

[36]. Behar F., Beaumont V. and Pentea Do B., “Rock-Eval 6 technology: performances and developments,” Oil & Gas Science and Technology-Rev. IFB, Vol. 56, pp. 111-134, 2001.##

[37]. Lopatin N. V., “Determination of the influence of temperature and geologic times on the katagenic processes of coalification and oil and gas formation,” Int. Geol. Congr. XXV. Session, Moscow, 361-366, 1976.##

[38]. کمالی م. ر.، شایسته م. “مبانی ژئوشیمی در اکتشاف نفت،” انتشارات پژوهشگاه صنعت نفت، ایران، 1387.##