توضیحات

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته نفت

مدلسازی حرارتی چاههای نفتی در جهت ارزیابی درجه بلوغ سنگ منشاء

(مطالعه موردی:حوضه رسوبی زاگرس)

*قابل استفاده برای رشته زمین شناسی

چکیده

حوضه رسوبی زاگرس یکی ازنفت خیزترین مناطق جهان است که 12% کل مخازن نفت جهان درآن واقع شده است. ناحیه فروافتادگی دزفول دراین حوضه قراردارد که اکثرمیدان های نفت وگازایران درآن قراردارد. امروزه بررسی میزان بلوغ سنگ های منشاء نقش مهمی دراکتشاف وتوسعه میدان های نفت وگازدارد.میزان بلوغ سنگ منشاء به دما،زمان وتاریخچه تدفین رسوبات وابسته است. یکی ازروش های پیشرفته به منظورسنجش میزان بلوغ سنگ های منشاء استفاده ازمدل سازی حرارتی( ژئوشیمیایی)می باشد.

دراین پایان نامه به منظوربررسی میزان بلوغ سنگ های منشاء هیدروکربنی دراین ناحیه،5 چاه نفتی به نام های آغاجاری - 140، بینک - 4، گچساران - 83، منصوری - 6 وپارسی - 35 انتخاب گردید وبدین منظورازسه نرم افزاربه نام های (Pars Basin Modeler(PBM، Winburyو Genexبرای بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات ومدل سازی حرارتی استفاده گردید. با توجه به مدل سازی انجام شده دراین منطقه،سازند های کژدمی،گدوان،پابده وگورپی سنگ های منشاء دراین چاه ها می باشند. سازند های کژدمی وگدوان دراین 5 چاه وارد پنجره نفت زایی شده اند ودرصورت دارا بودن Toc مناسب،سنگ های منشاء مولد نفت هستند.سازندهای گورپی وپابده( به غیرازچاه گچساران - 83) وارد پنجره نفت زایی شده اند ولی ازآنجا که بلوغ کمی دارند وازلحاظ ماده آلی نیزغنی نیستند،توان هیدروکربن زایی کمی دارند.

میزان بلوغ به دست آمده ازنرم افزارها برای سنگ های منشاء یکسان است ولی زمان وعمق ورود به پنجره نفت وگاززایی درنرم افزارها متفاوت است که میتوان به دلایل ذیل اشاره نمود:

1) نحوه محاسبات انجام شده توسط نرم افزارها

2) نوع لیتولوژی به کاررفته درنرم افزارWinbury

3) به کاررفتن معادله ها وفرمول های مختلف درنرم افزارها

4) استفاده ازمعادله فشردگی متفاوت درنرم افزارGenex نسبت به نرم افزارPars Basin Modeler

5) متفاوت بودن نحوه ورود داده های چینه ای درنرم افزارWinbury

6) تفاوت عمق به دلیل میزان فرسایش ودرنتیجه تغییرعمق سازند ها

7) نحوه انطباق خط رگرسیون مدل سازی با داده های %Ro درسه نرم افزار

با استناد به گزارش های زمین شناسی وژئوشیمیایی(Bordenave & Burwood,1990, 2003) ، محاسبه TTI دستی وتطبیق آن با مدل به دست آمده ازنرم افزارPBM ، استفاده ازآخرین پیشرفت ها ی نرم افزارهای مدل سازی درطراحی نرم افزارPBM واطلاع از نحوه محاسبات ونتایج حاصله دراین نرم افزار ، نرم افزارPars Basin Modeler بهترین مدل رانسبت به دونرم افزار دیگردراین مطالعه ارائه داده است.

کلمات کلیدی:

حوضه رسوبی زاگرس

بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات

مدلسازی حرارتی چاههای نفتی

میزان بلوغ سنگهای منشاء هیدروکربنی

مقدمه

مدل سازی ژئوشیمیایی امروزه برای بررسی غیر مستقیم بلوغ سنگ منشاء نفت به کار می‌رود تا بتوان عمق و دمای زایش نفت و گاز را پیش‌بینی کرده و ریسک اکتشافی چا‌ه‌های نفت و گاز را کاهش داد.هدف از این پایان‌نامه، بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات به منظور تعیین حوادث زمین‌شناسی (بالا آمدگی، فرو رانش، نبود چینه‌ای و...) مدل‌سازی ژئوشیمیایی چاه‌های نفتی به منظور تعیین درجه بلوغ سنگ منشاء و در نتیجه تعیین پنجره‌های نفت و گاززایی با در نظر گرفتن 2 عامل موثر دما و زمان و در نهایت مقایسه نتایج نرم‌افزارها به منظور تعیین بهترین مدل در حوضه رسوبی زاگرس می باشد.

بدین منظور 6 چاه نفتی از ناحیه فروافتادگی دزفول در حوضه رسوبی زاگرس انتخاب گردید و برای نیل به اهداف مورد نظر 3 نرم‌افزار Winbury, Pars Basi modeler و Genex برای مدل سازی به کار رفت. به طوریکه نرم‌افزار  برای اولین بار در ایران در یک رساله کارشناسی ارشد استفاده شده است زیرا این نرم‌افزار ایرانی اخیراً توسط پژوهشگاه صنعت نفت در سال 1385 طراحی شده است .برای بررسی میزان بلوغ سنگ‌های منشاء از 2 دو روش اندیس زمان – حرارت () و همچنین روش % استفاده شده است.(داده‌های % با اندازه‌گیری از نمونه‌های چاه‌های نفتی به دست آمده است). مدل سازی حرارتی و بازسازی تاریخچه تدفین رسوبات در حوضه خیلیج‌فارس انجام شده است اما در حوضه رسوبی زاگرس این روش برای مطالعه میزان بلوغ سنگ منشاء و تعیین نوع هیدروکربن (نفت و یا گاز) کمتر انجام شده است.

بدین منظور هدف این پایان‌نامه در مطالعه سنگ‌های منشاء ناحیه مورد نظر به منظور تعیین پنچره‌های نفت و گاززایی و تعیین عمق و دمایی که سنگ منشاء توانسته است هیدرو کربن تولید نماید بوده است تا بدین طریق بتوان بررسی میزان بلوغ سنگ منشاء را در این حوضه بسط داد و برای اهداف اکتشافی و توسعه‌ای چاه‌های نفت و گاز بهتر تصمیم‌گیری نمود.در فصل‌های آتی به جزییات بیشتر مدل‌سازی ژئوشیمیایی با استفاده از نرم‌افزار‌ها و تعیین سنگ‌های منشاء و عمق و زمان پنجره‌های نفت و گاز‌زایی در منطقه مورد مطالعه اشاره خواهد شد.

فهرست مطالب :

1)مقدمه

2)اهداف پروژه

فصل اول - زمین‌شناسی و فروافتادگی دزفول

1-1)کلیات

1-2-1)دشت خوزستان

1-2-2)منطقه چین خورده زاگرس

1-2-3)منطقه رورانده زاگرس

1-3) فروافتادگی دزفول

1-4) چینه‌شناسی زاگرس

1-4-1) تشکیلات ژوراسیک در زاگرس

1-4-1-1) کلیات

1-4-1-2) سازند دولومیتی نیریز

1-4-1-3) سازند انیدریتی عدایه

1-4-1-4) سازند آهکی موس

1-4-1-5) سازند انیدریتی علن

1-4-1-6) سازند کربناتی- شیلی سرگلو

1-4-1-7) سازند آهکی نجمه

1-4-1-8) سازند تبخیری گوتنیا

1-4-1-9) سازند کربناتی سورمه

1-4-2) تشکیلات کرتاسه در زاگرس

1-4-2-1)کلیات

1-4-2-1-1) کرتاسه پایینی (نئوکومین- آپتین)

1-4-2-1-2) کرتاسه میانی (آلبین-تورونین)

1-4-2-1-3) کرتاسه بالایی (کنیاسین- ماستریشتین)

1-4-2-2)سازند آهکی فهلیان

1-4-2-3) سازند شیلی- آهکی گدوان

1-4-2-4) سازند آهکی داریان

1-4-2-5) سازند شیلی گرو

1-4-2-6) سازند شیلی کژدمی

1-4-2-7) سازند آهکی سروک

1-4-2-8 ) سازند آهکی ایلام

1-4-2-9) سازند شیلی گورپی

1-4-3 ) تشکیلات ترشیری در زاگرس

1-4-3-1) کلیات

1-4-3-2) سازند شیلی پابده

1-4-3-3) سازند دولومیتی جهرم

1-4-3-4) سازند آهکی آسماری

1-4-3-5) سازند تبخیری گچساران

1-4-3-6) سازند مارنی میشان

1-4-3-7 ) سازند آواری آغاجاری

1-4-3-8) سازند کنگلومرایی بختیاری

فصل دوم - سنگ منشاء هیدروکربن

2-1) تعریف سنگ منشاء

2-2) انواع سنگ منشاء

2-3) ماده آلی

2-4) شرایط و محیط‌های مناسب جهت رسوبگذاری و حفظ ماده آلی

2-4-1) مناطق با جریان‌های بالا رونده

2-4-2) دریاچه‌های بزرگ احیایی

2-4-3) حوضه‌های نیمه محدود

2-4-4) حوضه‌های عمیق و بسته اقیانوسی

2-5) کربن آلی کل

2-6) کروژن‌ و انواع آن

2-6-1)تعریف

2-6-2) اجزای تشکیل دهنده کروژن

2-6-3) انواع کروژن

2-7) نحوه تشکیل هیدروکربن

2-8) مراحل تشکیل هیدروکربن‌ از سنگ منشاء با افزایش عمق تدفین

2-9) ارزیابی سنگ منشاء

2-9-1) روش پیرولیز

2-9-2) شاخص دگرسانی حرارتی (TAI)

2-9-3) مطالعه فلورانس زایی

2-9-4) اندیس دگرسانی کنودونت

2-9-5) ضریب انعکاس ویترینیت

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

2-11) فاکتورهای ژئوشیمیایی کنترل کننده سنگ منشاء

2-12) رابطه تشکیل سنگ منشاء با تکتونیک

2-13) سنگ‌های منشاء نفت در حوضه رسوبی زاگرس

فصل سوم - مدلسازی حرارتی

Thermal modeling

3-1 )مبانی مدل‌سازی حرارتی و کاربردهای آن

3-1-1)مقدمه

3-1-2) اهداف

3-1-3) انواع مدل‌سازی حرارتی

3-1-3-1) مدل‌سازی اندیس زمان- حرارت

3-1-3-2)مدل‌سازی سینیتیکی

3-1-3-3) آرینوس مدل‌سازی

3-1-4) مدل سازی شاخص‌های حرارتی

3-1-5)مدل‌سازی تشکیل هیدروکربن

3-1-6) مدل‌سازی شکسته‌شدن مولکول‌های نفت

3-1-7) کاربردهای مدل‌سازی حرارتی

3-2) داده‌های زمین‌شناسی ورودی در نرم‌افزارهای مدل‌سازی

3-2-1) سنگ شناسی

3-2-2) سن واحدهای سنگی

3-2-3) ضخامت واحدهای سنگی

3-2-4)عمق آب

3-2-5)دگرشیبی

3-2-6 ) خواص پتروفیزیکی

3-2-7)گسل‌خوردگی

3-2-8) شیب زمین گرمایی

3-2-9) دمای سطح زمین

3-2-10) هدایت گرمایی

3-3) فرایند بهینه‌سازی در مدل‌سازی حرارتی

3-4 )ارزیابی سنگ‌های منشاء با استفاده از روش لوپاتین

3-4-1 )مقدمه

3-4-2 )روش رسم منحنی‌های تاریخچه تدفین

3-4-3 )تاریخچه درجه حرارت

3-4-4 )محاسبه بلوغ حرارتی سنگ منشاء

3-4-5) فاكتور‌های تدفین موثر بر بلوغ حرارتی

3-5 )تعیین پارامترهای سینیتیکی برای تولید نفت (الف) و تغییر این پارامترها با نوع كروژن (ب)

3-6) شرح یك روش گرافیكی برای مدل سازی پنجره‌های نفت و گاز

3-7)تكامل تدریجی حوضه‌های رسوبی وتاثیر آن بر بلوغ هیدروكربن‌ها

3-7-1) مقدمه

3-7-2) مدل‌های تئوری

3-7-2-1 )رسوبگذاری آنی

3-7-2-2 رسوبگذاری پیوسته