نشریه زمین شناسی کاربردی پیشرفته
سال چهارم شماره 11 (بهار 1393)

در مطالعه ساختمان های نفتی، مطالعه شکستگی های سنگ مخزن در مراحل تولید و توسعه میدان بسیار مهم و ضروری است. به کارگیری نرم افزارهای مخزنی در تحقق این مسئله به زمین شناسان نفتی کمک شایانی می نماید. هدف از این تحقیق، بررسی سیستماتیک شکستگی های مخزن آسماری در یکی از میادین نفتی ایران و نحوه گسترش این شکستگی ها در مخزن مذکور با استفاده از تحلیل نمودارهای تصویریOBMI و UBI و تاثیر این شکستگی ها بر تخلخل و تراوایی مخزن از طریق محاسبه و رسم نمودار انحراف سرعت می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که استفاده از تفسیر نمودارOBMI و UBI با وجود این که دقت کمتری ازFMI دارند، ابزار توانمندی برای شناسایی شکستگی ها و شیب ساختاری در مخازنی است که از گل پایه روغنی استفاده می شود. در این مطالعه نتایج حاصل از تفسیر FMI در یکی از چاه های میدان مورد نظر برای مطابقت آورده شده است. به طور کلی تولید در مخزن آسماری این میدان، تلفیقی از شکستگی ها و ماتریکس سنگ است. در این مخزن شکستگی ها و زون های متخلخل تاثیر فراوان بر خصوصیات سنگ مخزن داشته اند به نحوی که دو الگوی کلی شکستگی تکتونیکی مرتبط با چین خوردگی از نوع طولی و مورب و همچنین انواع شکستگی مرتبط با گسل خوردگی در این مخزن دیده می شود. در میان آن ها الگوی طولی، غالبترین نوع محسوب شده و اغلب شکستگی های باز را تشکیل می دهند. امتداد آن ها N45-90W بوده و بیشتر در زون های بالایی آسماری مشاهده می شوند که در رابطه با چین خوردگی حاصل از گسلش در زون برشی بالارود و در اثر عملکرد گسل معکوس بالارود می باشند.

در خاک های ریزدانه به علت نفوذپذیری پایین و جاذب آب بودن کانی های رس، خروج آب از خاک پس از گذشت مدت زمانی طولانی انجام می پذیرد، در این خصوص برآورد نشست حاصل از تحکیم ضروری می باشد. بدیهی است، در صورت عدم پیش بینی، نشست موجب خسارات جبران ناپذیری می گردد. قبل از اجرای هر پروژه باید پتانسیل خاک از نظر مقدار و نوع نشست مشخص گردد. یکی از روش های محاسبه نشست حاصل از تحکیم، استفاده از ضرایبی است که از طریق آزمایش تحکیم بدست می آیند. این ضرایب عبارتند از: شاخص فشردگی، CC، شاخص تورم، CS و شاخص پیش بارگذاری Cr. لذا در این تحقیق از ترمیم کننده بتن ویژه که ماده ای بر پایه سیمان است، برای تثبیت خاک گچی استفاده شده است و این ضرایب محاسبه گردید. برای تثبیت خاک، ترمیم کننده بتن ویژه با درصدهای 1، 2، 3، 5 و7 به خاک اضافه گردید. آزمایشات دانه بندی، تعیین چگالی نسبی، تراکم، تعیین حدود اتربرگ و تحکیم طبق استانداردهای موجود بر روی خاک شاهد و بهسازی شده، انجام گردید. همچنین آزمایش آنالیز شیمیایی برای تعیین مقدار عناصر موجود در خاک صورت پذیرفت. پس از انجام آزمایش های ژئوتکنیکی و تعیین خصوصیات فیزیکی و آنالیز شیمیایی نمونه های خاک شاهد و بهسازی شده، مشخص گردید که ضریب در تراکم 85% برای تمام درصدهای اضافه شده از ترمیم کننده بتن ویژه، کاهش یافته است. در تراکم 95% بجز در درصدهای 1 و 5 از ماده افزودنی ترمیم کننده بتن ویژه، مقدار ضریب کاهش یافته است. همچنین در تراکم 100% بجز در درصدهای 2 و 5 از ماده ترمیم کننده بتن ویژه، مقدار ضریب کاهش یافته است. در تراکم 85% ضریب Csدر بهترین حالت 76% کاهش یافته است. این ضریب در تراکم 95% و در بهترین حالت 63% کاهش داشته است. زمانی که تراکم 100% اجرا گردید، مقدار ضریب Csکاهش نیافت.

معدن سنگان یک ذخیره باارزش و بزرگ اسکارن آهن است که در شرق کمربند ولکانیکی- پلوتونیکی خواف- کاشمر- بردسکن قرار دارد. این کمربند با گسترش شرقی- غربی در شمال گسل درونه (گسل بزرگ کویر) واقع و به عنوان یک خاستگاه کانی سازی تیپ اکسید آهن در ایران معرفی شده است. در این تحقیق، از توانایی داده های سنجنده استر و رفتار طیفی آهن فریک، آهن فرو و کربنات ها در محدوده مرئی و فروسرخ نزدیک (VNIR) و فروسرخ میانی (SWIR) و فروسرخ گرمایی (TIR) طیف الکترومغناطیس، برای نقشه برداری و بارزسازی کانی سازی های آهن و همچنین رخنمون های کربناته در آنومالی های مرکزی و شرقی معدن سنگان بهره گرفته شد. نسبت گیری از باندهای فروسرخ گرمایی و ایجاد تصاویر ترکیب رنگی، با توجه به ویژگی های طیفی کانی های موجود در زون های اسکارنی، جداسازی و تفکیک واحدهای کربناته، اندواسکارن و اگزواسکارن را از دیگر رخنمون های سنگی و نقشه برداری آنها را میسر ساخت. همچنین اجرای فن نقشه برداری زوایای طیفی (SAM) و ناآمیختگی طیفی خطی (LSU) نقشه برداری انواع مختلف کانی سازی های آهن (مگنتیتی، هماتیتی، گوتیتی و لیمونیتی) و بارزسازی واحدهای کربناته مرتبط با کانی سازی ها را در آنومالی های مرکزی و شرقی منطقه سنگان به دنبال داشت.

پارامترهای استاتیک مکانیک سنگ نظیر مقاومت فشاری تک محوره (UCS) و مدول یانگ (ES) کاربرد فراوانی در مطالعات ژئومکانیک مخازن نفتی دارند. این پارامترها، توسط روابط تجربی، از داده های دینامیکی نظیر سرعت امواج تراکمی و برشی (VP و VS) برای طول چاه قابل تخمین هستند. حذف اثر فشار همه جانبه مخزن بر VP و VS به منظور مطالعات ژئومکانیک مخازن ضروری می باشد. بنابراین، با انجام آزمایش بر روی تعدادی نمونه از سازند آهکی سروک، سرعت امواج در فشارهای اتمسفر و همه جانبه مختلف اندازه گیری شد. سپس، سرعت امواج در فشار اتمسفر پیش بینی، و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه گردید که همبستگی بالایی بین آن ها مشاهده شد. به منظور افزایش اطمینان از مدل ارائه شده، نتایج آزمون های مشابه انجام گرفته بر روی تعدادی نمونه بازالت اقیانوسی نیز مورد استفاده قرار گرفت که صحت مدل پیشنهادی شده را تایید می کند. این مدل کاربرد فراوانی در مطالعات ژئومکانیک مخازن نفت ایفا می کند.

اثرات فرآیندهای هیدروژئوشیمی، سازندهای زمین شناسی، و معدن ذغال سنگ متروکه بر روی منابع آب زیرزمینی در محدوده پارک علمی تحقیقاتی دانشگاه شهید بهشتی واقع در زیرآب مورد مطالعه قرار گرفته است. شش منبع آب زیرزمینی شامل پنج دهنه چشمه و یک مخزن آب به صورت ماهانه و چهار حلقه چاه آب مربوط به شرکت آب و فاضلاب در محدوده شهر زیرآب در دو دوره خشک و مرطوب در سال های 1385 و 1386 نمونه برداری شده و جهت تعیین یون های اصلی مورد سنجش شیمیایی قرار گرفته است. انحلال کربنات ها تاثیر مستقیم بر تکامل ژئوشیمیایی آب های زیرزمینی منطقه زیرآب دارد. افزایش غلظت کلراید در دوره مرطوب برای چشمه های تونل ده دستگاه، کنیچ کلا، و تونل پیش می تواند نمایانگر تغذیه آب چشمه های مذکور از طریق گالری های معدن و لایه های ذغال سنگی باشد. افزایش ناهنجار غلظت کلراید و سدیم در مقابل کل جامدات محلول برای نمونه های چشمه گوگردی معدن و چشمه تونل ده دستگاه موید تغذیه از لایه های ذغال سنگی سازند شمشک می باشد. اختلاط آب نفوذی از لایه های ذغال سنگی با آب زیرزمینی قابلیت انحلال متناقض را در سیستم آب – سنگ افزایش داده است. تحلیل خوشه ایداده های هیدروشیمی موید آنست که چاه های آب شرب زیرآب متاثر از لایه های ذغال سنگی نمی باشند. احیا سولفات در شرایط احیایی شدید در لایه های ذغال سنگی باعث گوگردی شدن آب چشمه معدن شده است.

منطقه مورد مطالعه در 27 کیلومتری جنوب غرب شهرستان هشترود و در اطراف روستای یانیق قرار گرفته است. این ناحیه بخشی از زون ساختاری البرزغربی- آذربایجان را تشکیل می دهد. در محدوده ی مورد مطالعه، دگرسانی آرژیلیک نسبتا شدید در سنگ های آتشفشانی با ترکیب آندزیت- آندزیت بازالتی به سن پلیوسن منجر به تشکیل کانی های رسی شده است. براساس مطالعات انجام شده محلول گرمابی دگرسان کننده در محدوده مورد مطالعه، دما پایین و دارای منشاٴ سوپرژن می باشد. کانی های اصلینهشته معدنی شامل کوارتز، کلریت، آلبیت، ایلیت، مونت موریونیت، کائولینیت و تالک است. بررسی های شیمیایی نشان می دهد که نمونه های برداشت شده از منطقه دارای میانگین 81/17 درصد اکسید آلومینیوم، 2/52 درصد سیلیس، 8/4درصد اکسید سدیم و 46/0 درصد اکسید پتاسیم می باشد. با توجه به ویژگی های فنی خاک صنعتی یانیق، برای صنایع کاشی سازی کاربرد دارد.

سنگ های نفوذی میزبان کانه زایی آهن-مس (±طلا) در منطقه پی جویی کوه دم تحت تاثیر تبادلات جرمی رخداده در دگرسانی های سدیک (-کلسیک)، پتاسیک و کوارتز-کلسیت (±کلریت-سولفید) موجب تشکیل کانی سازی رگه ای-برشی از جنس کوارتز-هماتیت-طلا شده است. دگرسانی سدیک (-کلسیک) در مجاورت رگه ها، دگرسانی پتاسیک با فاصله از آن و دگرسانی کوارتز-کلسیت (±کلریت-سولفید) بصورت پراکنده در رگه ها و سنگ میزبان کانی سازی تشکیل شده است. در این تحقیق از داده های ژئوشیمی سنگ کل نمونه سنگ های دگرسان و غیردگرسان معادل به منظور ارزیابی تبادلات جرمی، گرادیان ترکیبی و نسبت های عنصری مولار در تفکیک دگرسانی های گرمابی منطقه استفاده شده است. بر اساس این شواهد، دگرسانی سدیک (-کلسیک) در منطقه طی مرحله نخست با حضور آلبیت همراه با غنی شدگی نسبی عناصر Na2O، CaO، Fe2O3، Cu و Co و در مقابل تهی شدگی عناصر K2O، MgO و Rb در مجاورت رگه ها و افق های معدنی کانه دار رخداده است. دگرسانی پتاسیک در مرحله دوم با کانی های شاخص ارتوز، کوارتز و کلسیت و غنی شدگی نسبی عناصر K2O، Ba، Y و Sr و تهی شدگی عناصر Na2O، CaO، MgO و Fe2O3 با فاصله از رگه ها قابل تشخص است. رخداد دگرسانی کوارتز-کلسیت (±کلریت-سولفید) نیز اغلب بصورت پراکنده در رگه ها با غنی شدگی نسبی عناصر Fe2O3، MgO، CaO و LREE (از قبیل Ce، La و Nd) و تهی شدگی عناصر Na2O، K2O، Ba و Sr مشخص می شود.بر اساس مطالعه نسبت های عنصری مولار در دگرسانی ها، بیشترین نسبت (2Ca+Na+K)/Al متعلق به دایک های مافیک با میزان 4/1 و فلسیک با مقدار 2/1 است. همبستگی منفی میان غلظت عناصر کانه ساز آهن و مس در مقابل نسبت عنصری مولار K/(2Ca+Na+K) گویای غنی شدگی این عناصر در رگه ها و افق های کانه ساز و ارتباط ژئوشیمیایی آنها با دگرسانی سدیک (-کلسیک) در منطقه است. برمبنای شواهد پتروگرافی، ژئوشیمی سنگ کل و نسبت های عنصری مولار در سنگ های دگرسان منطقه پی جویی کوه دم می توان گفت بیشترین سهم دگرسانی سدیک (-کلسیک) در دایک های مافیک و فلسیک منطقه رخداده که این عامل موجب تحرک سیال گرمابی غنی از فلز و شکل گیری بخش مهمی از کانه زایی های رگه ای-برشی آهن-مس (±طلا) مرتبط با این دایک ها شده است. بررسی این الگوی غنی شدگی فلزی مرتبط با ژئوشیمی دگرسانی در دایک های جنوب منطقه می تواند راهبردی برای ادامه عملیات پی جویی و ورود به مراحل اکتشافی بعدی در سایر کانی سازی های منطقه باشد.