مدل‌های دولومیتی شدن و تکامل سیالات دیاژنزی دولومیت ساز در پلاتفرم کربناته سازند آسماری

مقدمه سازند 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. به طور کلی، سازند آسماری و سازندهای معادل آن در مناطق مجاور بیش از 90 درصد از مخازن نفتی قابل استحصال را تشکیل داده اند (ghazban, 2007). به نظر می رسد 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). به طور مشابه، در بخش کربناته مخزن آسماری با ویژگی های 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، بخش های مختلف این سازند نیز در معرض فرآیند دولومیتی شدن قرار گرفته است. همین امر منجر به توسعه تخلخل و تراوایی در بخش های مختلف آن شده است. در این پژوهش با استفاده از داده های مختلف از جمله مطالعات پتروگرافی دقیق به همراه مطالعات ژئوشیمیایی دولومیت ها، به بررسی انواع دولومیت های شناسایی شده در سازند آسماری در میدان نفتی شادگان، مدل های دولومیتی شدن، تاریخچه دیاژنتیکی، تغییرات تاخیری و تکامل سیالات دولومیت ساز در محیط های دیاژنزی مختلف در توالی کریناته سازند آسماری پرداخته شده است. نتایج این مطالعه می تواند در نهایت برای دستیابی به تاثیر دولومیتی شدن بر پتانسیل مخزنی توالی کربناته آسماری در این میدان به کار گرفته شود.مواد و روش هااین مطالعه براساس نتایج حاصل از مطالعات پتروگرافی 1123 مقطع نازک تهیه شده از مغزه های 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 رخساره ای 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 توالی های سیلیسی آواری است که به طور عمده از سنگ آهک متوسط تا ضخیم لایه و دولومیت با میان لایه های شیل و ماسه سنگ تشکیل شده است. توصیف دقیق مغزه ها و مطالعات پتروگرافی توالی رسوبی آسماری منجر به شناسایی 26 ریزرخساره کربناته - تبخیری گردید. به طور کلی، شواهد کانی شناسی، ژئوشیمیایی و به ویژه ارتباط متقابل رخساره ها با توزیع دولومیت، بیانگر دولومیت شدن توسط پنج مکانیزم/مدل مختلف در پلاتفرم کربناته سازند آسماری است. این مدل ها عبارتند از: مدل سابخا، مدل نشتی- برگشتی، مدل اختلاط آب شور و شیرین، مدل دولومیتی شدن تدفینی و مدل دولومیتی شدن توسط باکتری ها. دولومیتی شدن به عنوان مهم ترین فرآیند دیاژنتیکی در توالی رسوبی سازند آسماری در چندین محیط دیاژنتیکی اعم از همزمان با رسوبگذاری (نزدیک سطح)، تدفین کم عمق و تدفین متوسط تا عمیق تشکیل شده است.نتیجه گیریبراساس 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.

dolomitization models and related fluid evolution in the carbonate platform of the asmari formation

introductionthe oligocene-miocene dolomitized asmari formation has expanded all over the arabian plate with numerous supergiant and giant hydrocarbons in sw iran, iraq, saudi arabia, and the united arab emirates. concertedly, the asmari formation and age-equivalents in adjacent areas of middle east include more than 90% of recoverable oil reservoirs (ghazban, 2007). the best reservoir units of this succession occurs within dolomitic parts exhibiting better reservoir quality than do the intercalated limestones and silisiclastics. dolomite sequences play an important role in the production of oil and gas in the world’s major hydrocarbon basins (fallah-bagtash et al, 2020; noorian et al, 2020; omidpour et al, 2021; 2022; fallah-bagtash et al, 2022). similarly, in the asmari reservoir with poor primary reservoir properties, fracturing and dolomitization enhanced porosity and permeability and thus hydrocarbon production (aqrawi et al, 2006). shadegan oil field is one of the important oilfields of iran, due to its carbonate- siliciclastic nature, different parts of this formation have been exposed to the process of dolomitization. this has led to the development of porosity and permeability in its different parts. therefore, in this research, using various data such as detailed petrographic studies along with geochemical studies of dolomites, the dolomites types of the asmari formation in the shadegan oil field, dolomitization models, diagenetic history, diagenetic alteration and evolution of dolomitized fluids have been discussed. the results of this study can finally be used to evaluate the effect of dolomitization on the reservoir potential of asmari formation in this field. materials and methodsthe present study is based on a petrographic analysis of 1123 thin sections from cores of five wells drilled in the asmari formation. all thin sections were stained with potassium ferricyanide and alizarin red-s to distinguish carbonate minerals (dickson, 1965). dolomites are classified based on dolomite-rock texture classification presented by sibley and gregg (1987), mazzullo (1992) and chen et al. (2004). facies analysis and interpretation of the depositional environment was performed using by burchette and wright (1992) and flügel (2010) schemes. ten uncovered thin sections were also analyzed by cathodoluminescence microscopy. these analyses took place at the central laboratories of ferdowsi university of mashhad, iran. ten gold-coated samples were analyzed with backscattered electron imaging using a scanning electron microscope (sem) in order to evaluate dolomite types, crystal sizes, micro-textures and pore spaces. finally, thirty-two dolomitic samples were analyzed for their trace and major element contents using atomic absorption spectrophotometry (aas) at the ferdowsi university of mashhad, iran. results and discussionthe asmari formation, in shadegan oil field, with oligocene-miocene age, consists of carbonate unit and siliciclastic intervals, which is mainly composed of medium to thick layered limestone and dolomite with interlayers of shale and sandstone. detailed description of the core samples along with petrographic studies of the asmari succession led to the identification of 26 carbonate-evaporite microfacies. in general, mineralogical, geochemical, and especially the interaction of facies with the distribution of dolomite indicates dolomitization by five different mechanisms/models in the carbonate platform of the asmari formation. these models include: sabkha model, seepage-reflux model, meteoric-mixing zone model, burial model and bacterial mediation model. dolomitization, as the most important diagenetic process in the depositional sequence of the asmari formation, has formed in several diagenetic environments, including syndepositional diagenetic realm (near surface), shallow burial, and intermediate to deep burial.