ارزیابی زایش هیدروکربن در سنگ مادر با استفاده از مطالعات ژئوشیمیایی و مدل‌سازی یک‌بعدی حوضه رسوبی در میدان کیش، شمال شرق خلیج‌فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

میدان کیش یک میدان فوق عظیم گازی است که در قسمت شرقی خلیج فارس واقع شده است و در افق‌های کنگان و دالان خود دارای مقادیر فراوانی گاز است. ارزیابی توان هیدروکربن زایی سنگ مادرهای محتمل با انتخاب 58 نمونه سنگ از سازندهای پابده، گورپی، ایلام، لافان، سروک، کژدمی، داریان، گدوان، فهلیان، سورمه، نیریز، دشتک، دالان و فراقان با گامای طبیعی بالا و انجام آنالیز پیرولیز راک ـ ایول 6 صورت گرفت. مقدار کربن آلی کل نمونه‌ها بین 0/16 تا 1/6 درصد وزنی متغیر است. بیشتر نمونه‌ها دارای پتانسیل هیدروکربن زایی ضعیفی هستند. تعداد محدودی از نمونه‌های سازند گورپی و پابده پتانسیل هیدروکربن زایی متوسط با بلوغ پایین را از خود نشان دادند. بررسی تاریخچه تدفین، حرارتی و زمان زایش هیدروکربن سنگ مادرهای پابده، گورپی و سرچاهان با انجام مدل‌سازی یک‌بعدی روی یکی از چاه‌های عمیق میدان انجام گرفت. نتایج مدل نشان داد که سازندهای پابده و گورپی نابالغ و دارای ضریب تبدیل صفر هستند درحالی‌که سازند سرچاهان به‌عنوان اصلی‌ترین سنگ مادر میدان، 95 درصد از پتانسیل خود را در طول زمان تولید کرده و در حال حاضر در محدوده تولید گاز خشک قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of hydrocarbon generation in source rock using geochemical studies and 1D basin modeling in Kish field, northeast Persian Gulf

نویسندگان [English]

  • Azam Salahshoori
  • ehsan Hosseiny
  • Abdolhamid Ansari
  • Seyyed Hossein Mojtahedzadeh
Dept. of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Summary
The Kish structure is a huge gas field located in the eastern part of the Persian Gulf. It has a significant amount of gas in Kangan and Dalan reservoirs. This work studies the history of burial and thermal, and the hydrocarbon generation potential of probable source rocks in the Kish gas field. Accordingly, a set of 58 rock samples collection was analyzed for pyrolysis of Rock-Eval 6 and vitrinite reflection. Moreover, the deepest well was modeled to reconstruct the burial and thermal history. The results indicate that the Sarchahan Formation is the main source rock of this field, and has produced 95% of its potential so far.
 
Introduction
The Persian Gulf basin is one of the most important regions in terms of hydrocarbon resources in the world. The Kish gas field is located in the eastern part of the Persian Gulf.  The purpose of this paper is to assess the hydrocarbon generation potential and to model the burial and thermal history of source rocks in this gas field using Rock-Eval pyrolysis, vitrinite reflection, and a 1D model.
 
Methodology and Approaches
In this study, 58 rock samples were selected from layers with high natural gamma ray in Pabdeh, Gurpi, Ilam, Lafan, Sarvak, Kazhdumi, Dariyan, Gadvan, Fahliyan, Surmeh, Neyriz, Dashtak, Dalan and Faraghan Formations for Rock Eval pyrolysis and vitrinite reflection. In addition, one-dimensional modeling of burial and thermal history was performed using PetroMod software (2011-Schlumberger) on well B of the Kish field.
 
Results and Conclusions
The TOC and S1+S2 values vary from 0.16 to 1.59%, and from 0.08 to 4.16 mg HC/g Rock, respectively. Most of the samples have low hydrocarbon potential, only a limited number from Gurpi and Pabdeh show fair hydrocarbon generation potential. The samples with fair potential have kerogen type III and II/III with the low level of maturity. The one-dimensional modeling was performed on Pabdeh, Gurpi and Sarchahan source rocks. The thermal model was calibrated with corrected down-hole temperatures and vitrinite reflections. According to the model, Pabdeh and Gurpi are immature, while the Sarchahan is currently in the gas window. It has reached the oil and gas window since 160 and 120 million years ago, and produced 95% of its potential so far.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrocarbon potential generation
  • Burial history
  • Thermal modeling
  • Sarchahan Formation
  • Kish field

حوضه خلیج‌فارس یکی از حوضه‌های مهم هیدروکربنی جهان است که توسط میدان‌های عظیم نفت و گاز حوضه زاگرس در شمال و میدان‌های بسیار بزرگ کشورهای حاشیه جنوبی خلیج‌فارس احاطه شده است. سنگ‌های مادر بسیار خوبی در این حوضه در طول یکسری دوره‌های احیایی‌ همراه با بالاآمدگی سطح آب دریا، فرونشست‌های متعدد محلی و شرایط آب و هوایی مرطوب در طول سیلورین، ژوراسیک میانی و کرتاسه پسین نهشته شده است، بیشتر نفت تولیدشده توسط این سنگ‌های مادر در مخازن کربناته تجمع یافته است [1].

[1]     Bordenave M.L., Hux A.Y., 1995, The Creataceous source rocks in the zagros Foothills of Iran. Revue De L institute Francais DU petrole 50, 727-754.
[2]     Rabbani, A.R., Mashhadi, Z., Rezaie, Z., Heydari, S., 2013. Source rock evaluation of Gadvan Formation (Barremian to Early Aptian) in Persian Gulf. Journal of Geotechnical Geology 9 (1), 21-30 (In Persian).
[3]     Motiei, H., 1995. Petroleum Geology of Zagros. Geological Survey of Iran Publication, 589 p. (In Persian).
[4]     Aghanabati, A., 2004. The Geology of Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, 586 p. (In Persian).
[5]     Ghasemi-Nejad, E., J.Head, M., Naderi, M., 2009 .Palynology and petroleum potential of the Kazhdumi Formation (Cretaceous: Albian–Cenomanian) in the South Pars field, northern Persian Gulf. Marine and Petroleum Geology 26, 805–816.
[6]     Attariyan, M., Moalemmi, S.A., Memariani, M., 2016. Evaluation of burial history and thermal modeling of an oil field located in the east of the Persian Gulf. 20th Conference of the Iranian Geological Society, 1735-1742 (In Persian).
[7]     Hosseiny, E., Rabbani, A.R., Moallemi, S.A., 2016. Source rock characterization of the Persian Formation in the eastern part of the Iranian sector of Organic Geochemistry 99, 53-66.
[8]     Bordenave, M.L., Hegre, J.A., 2010. Current distribution of oil and gas fields in the Zagros Fold Belt of Iran and contiguous offshore as the result of the petroleum systems. In: Leturmy, P., Robin, C. (Eds.), Tectonic and Stratigraphic Evolution of Zagros and Makran during the Mesozoic- Cenozoic. Geological Society Special Publication, London 330, 291–353.
[9]     Hosseiny, E., Rabbani, A.R., Moallemi, S.A., 2017. Oil families and migration paths by biological markers in the eastern Iranian sector of Persian Gulf. Journal of Petroleum Science and Engineering 150, 54–68.
[10]     Saberi, M.H., Rabbani, A.R., Ghavidel-syooki, M., 2016. Hydrocarbon Potential and Palynological Study of the Latest Ordovician – Earliest Silurian Source Roc (Sarchahan Formation) in the Zagros Mountains, Southern Iran. Marine and Petroleum Geology 71, 12–25.
[11]     Hosseiny, E., Rahmani, A., 2021. Evaluation of petroleum generation potential and burial history of probable source rocks in the Salman field, eastern part of the Persian Gulf. Researches in Earth Sciences 12 (2), 112-123 (In Persian).
[12]     Behar, F., Beaumont, V., and H.L. De B. Penteado, De B., 2001. Rock-Eval Technology: performances and Developments: Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP  56 (2), 111-134.
[13]     Hosseiny, E., Barati Boldaji, S., 2020. Evaluation of hydrocarbon generation potential of Sargelu source rock in the southwestern Iran and northwestern Persian Gulf. Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering 10 (23), 79-89 (In Persian).
[14]     Dow, W.G., 1977. Kerogen studies and geological interpretations. Journal of Geochemical Exploration 7, 77–99.
[15]     Waples, D. W., 1980. Time and temperature in petroleum formation: application lopatin method to petroleum exploration. AAPG Bulletin 64, 916- 926.
[16]     Ibrahim, S.G., Kerem, K., Akper, F., 1997. Deep petroleum occurrences in the Lower Kura Depression, South Caspian Basin, Azerbaijan: an organic geochemical and basin modeling study. Marine and Petroleum Geology 14 (718), 73l-762.
[17]     Saberi, M.H., Ashrafi, T., Khaleghi, M., 2017. 1D modeling of sedimentary basin in Tabnak Gas Field of Coastal Fars region, Iran. Advanced Applied Geology, 7(3), 65-75 (In Persian).
[18]     Hunt, J.M., 1996. Petroleum Geochemistry and Geology. 2nd Edition. W.H. Freeman and Company, New York. 743 p.
[19]     Peters, K.E., 1986. Guidelines for evaluating petroleum source rock using programmed pyrolysis: AAPG Bulletin, 70, 318-329.
[20]     Sweeney, J., Burnham, A. K., 1990. Evaluation of a simple model of vitrinite reflectance based on chemical kinetics: American Association of Petroleum Geologist Bulletin 74, 1559-1570.