شناخت ها سازند های نفتی و گازی ایران

آن چه که در پی می آید, ویرایش نخست مقاله ی « زمین شناسی نفت » از مجموعه ی متون آموزشی آشنایی با مفاهیم مهندسی نفت, ویژه ی خبرنگاران سیاستی و سیاست پژوهان بخش بالادستی نفت و اقتصاد انرژی است که در سرویس مسائل راهبردی دفتر مطالعات خبرگزاری دانشجویان ایران, تدوین شده است

آن‌چه که در پی می‌آید، ویرایش نخست مقاله‌ی « زمین شناسی نفت » از مجموعه‌ی متون آموزشی آشنایی با مفاهیم مهندسی نفت، ویژه‌ی خبرنگاران سیاستی و سیاست‌پژوهان بخش بالادستی نفت و اقتصاد انرژی است که در سرویس مسائل راهبردی دفتر مطالعات خبرگزاری دانشجویان ایران، تدوین شده است.

خبرنگاران و سیاست‌پژوهان حوزه‌ی بالادستی نفت در برخی از موارد با نام سازند‌های نفتی به ویژه مهمترین و مشهورترین آن ها نظیر سازند آسماری برخورد می‌کنند. فهم این که یک سازند چیست، در چه سنی قرار گرفته و تقدم و تأخر آن از نظر سنی و از نظر عمق قرار گیری آن در درون زمین چگونه است می‌تواند کمک زیادی به ما کند.

دانستن کلیاتی درباره مطالعات، برنامه‌های توسعه و حفاری و برداشت هر میدان، اقتضا می کند که پژوهش‌گر اطلاعاتی را از نوع، گستره و ترتیب قرارگیری سازند‌ها در اختبار داشته باشد. از این رو اگر به‌خاطر سپردن نام و ویژگی‌های تمامی این سازند‌ها ضروری نباشد، اما در دسترس داشتن این نوشتار یا نوشتار‌های مشابهی که در هنگام نیاز امکان مراجعه به آن‌ها وجود داشته باشد ضروری است.

در زمین شناسی نفت هر منطقه دارای ویژگی‌های زمین شناسی خاص خود است. ایران نیز با توجه به موقعیت جغرافیایی خاص خود ، دارای زمین شناسی شاخص و پیچیده‌ای است. در این مقاله به معرفی چند سازند معروف ایران که از نظر نفتی دارای اهمیت هستند می پردازیم.

سازند‌های مختلف بسته به ویژگی‌های خاص خود می‌توانند نقش سنگ منشأ (source rock) برای تولید یا سنگ مخزن (reservoir rock) برای نگهداری یا پوش سنگ (cap rock) برای ایجاد سد در برابر حرکت نفت را بپذیرند.

درابتدای مقاله تعریفی از مفهوم سازند و سن های زمین شناسی گفته می‌شود و سپس به معرفی سازندها می‌پردازیم.

● سازند:

به مجموعه‌ی رسوبات سنگ شده‌ای گفته می شود که برخی از ویژگی‌های آن‌ها مانند سن، نوع فسیل، جنس، پیوستگی(قطع شدگی در آن دیده نشود و گسلی آن را قطع نکرده باشد)، ضخامت، رنگ و .... تا حدودی مشترک است. در این میان سن و نوع فسیل سازند از اهمیت بیشتری برخوردار است. ممکن است برخی از این ویژگی‌ها در یک سازند مشترک نباشد. به طور مثال سازند آسماری در میدان اهواز و مارون دارای ضخامت‌های متفاوتی است. اما به دلیل آن که سایر ویژگی‌های سازند همچنان در میدان‌های مختلف یکسان است، آن را یک سازند واحد می‌شناسند.

یک سازند ممکن است از یک یا چند لایه‌ی رسوبی تشکیل شده باشد. البته لایه‌های یک سازند کاملاً به هم پیوسته هستند.

● برون زد(out crops):

بخشی از سازند که به سطح زمین رسیده و بدون حفاری امکان دسترسی مستقیم به آن وجود دارد.

▪ نمونه گیری یا مقطع گیری(type section):

بهترین محلی که می‌توان برون زد یک سازند را مورد مطالعه قرار داد، به طوری که نمونه‌ بدست آمده تقریباً می‌تواند تمامی خصوصیات آن سازند را نشان دهد.

● مخزن:

به بخش‌هایی از یک سازند که دارای نفت یا گاز باشد و تغییرات فشار قابل توجهی نداشته باشند، مخزن نفت یا گاز گفته می‌شود. بنابراین ممکن است یک سازند دارای چندین مخزن باشد.

● سیستم نفتی:

به مجموعه‌ی سنگ‌ منشأ، سنگ مخزن و پوش‌سنگ یک سیستم نفتی می‌گویند.

● میدان:

به مجموعه‌ی یک یا چند مخزن نفت که دارای ساختار (ساختار تله نفتی) مشابهی باشند، یک میدان نفتی می‌گویند.

● حوضه:

به مجموعه‌ی یک یا چند میدان نفتی که خصوصیات چینه شناسی یکسانی داشته باشند، حوضه نفتی می‌گویند. هر حوضه شامل چند سیستم نفتی است.

● سن‌های زمین‌شناسی

سن‌های زمین‌شناسی شامل ۵ دوره است که به ترتیب از قدیم به جوان عبارتند از:

۱) پری کابرین : بیش از ۵۶۰ میلیون سال پیش

۲) پالئوزوئیک : ۲۴۵-۵۶۰ میلیون سال پیش

۳) مزوزوئیک : ۶۵-۲۴۵ میلیون سال پیش

۴) سنوزوئیک که شامل ۲ دوره است:

۴ -۱) ترشیاری: ۲-۶۵ میلیون سال پیش

۴ -۲) کواترنری: از ۲ میلیون سال پیش تا کنون

● زمین شناسی نفت ایران

در ایران سه منطقه نفتی برای مطالعه سازندهای نفتی وجود دارد که شامل منطقه زاگرس منطقه ایران مرکزی و منطقه کَُپه داغ است. منطقه یا حوضه زاگرس در ایران از شمال غربی تا جنوب شرقی امتداد دارد و در واقع جهت‌ کشیدگی رشته کوه زاگرس است. حوضه ایران مرکزی ، فارس و شمال بندرعباس و حوالی‌ آن را شامل می‌شود و حوضه ایران شمالی یا همان حوضه کُپه داغ ، شامل شرق گرگان و شمال شرق ایران است. (البته این نکته‌ را باید یاد آور شد که در این مقاله تنها سازندهای مهم نفتی معرفی می‌شوند)

نکته‌ی مهم دیگری که می‌تواند مورد توجه کارشناسان و خبرنگاران علاقه‌مند قرار گیرد، ترتیب قرارگیری و سن سازند‌هاست. ترتیب قرارگیری و معرفی سازند‌ها در این مقاله ازسازند‌های مسن تر و عمیق‌تر به سازند‌های جدیدتر است.

● حوضه‌ی زاگرس و ایران مرکزی

▪ سازند های مخزنی حوضه‌ی زاگرس و ایران مرکزی

ـ سازند فراقون:

این سازند در جنوب ایران، در زردکوه و کوه دنا ، با ۲ نوع جنس ماسه سنگی در قسمت پایین آن و کربناته در قسمت بالایی دیده می شود. محل مقطع‌گیری (نمونه‌گیری) (Type section) آن کوه فراقون در شمال بندرعباس است که محل برون زد این سازند است. این سازند مخزنی در میدان‌های گازی پارس(شمالی و جنوبی) دیده می‌شود.

ـ سازند دالان:

این سازند در «چاه دالان -۱» حدود ۱۱۰ کیلومتری جنوب و جنوب غرب شیراز مورد مطالعه قرار گرفته است و شامل سه بخش است که جنس بخش‌های بالایی و پایینی آن کربناته و بخش میانی آن از رسوبات حاصل از تبخیر (تبخیری) است. در حال حاضر گاز مخزن دالان در میادین پارس، نار، کنگان، آغار و سمند مورد بهره برداری قرار می‌گیرد.

ـ سازند کنگان:

ضخامت این سازند در برون زد جنوب فارس ۱۴۰ متر است. جنس این سازند از آهک دولومیتی است. در حال حاضر از گاز این سازند مخزنی در میادین پارس و کوه موند بهره‌برداری می‌شود.

ـ سازند سورمه:

سازند سورمه در استان فارس، شمال خوزستان و شمال شرق لرستان گسترش داشته است و بهترین برون زد آن در استان فارس است. جنس این سازند از سنگ آهک ودولومیت است. از نفت و گاز این سازندها در میادین سرو (جزیره قشم) و کوه موند برداشت می‌شود.

ـ سازند فهلیان:

محل نمونه‌گیری این سازند در استان فارس است. جنس آن سنگ آهک است. این سازند مخزن میادین نزدیک جزیره خارک را تشکیل می‌دهد که این میادین شامل: درود (نزدیک خارک)، سروش (غرب خارک) و دارخوین (نزدیک آبادان) است.

ـ سازند گرو:

جنس این سازند از آهک و شیل تشکیل شده است. این سازند در میدان امام حسن مخزن کوچک گازی را ایجاد کرده است.

توجه: شیل به رسوبات ریزدانه‌ای گفته می‌شود که به صورت لایه‌های بسیار نازک روی هم قرار گرفته‌اند. تخلخل این نوع سنگ بالاست، اما دارای تراوایی کمی‌است. از این رو شیل‌ها از خاصیت مخزنی سنگ می‌کاهند و عمدتاً کارکرد سنگ منشأ یا سنگ پوش را دارند.

ـ سازند داریان:

مقطع نمونه گیری این سازند در استان فارس است و جنس بخش اعظم آن سنگ آهک است. این سازند در تمام جنوب و غرب کشور به غیر از جنوب لرستان گسترش یافته است و در میدان کوه ریگ دارای ظرفیت مخزنی محدودی است.

ـ سازند سروک:

محل الگوی سازند سروک در گروه بنگستان در شمال خوزستان است. جنس این سازند آهکی است و دارای تخلخل عمده ای از نوع شکستگی است. میدان مهم گازی این مخزن شامل میادین بی‌بی حکیمه، دال پری و کوه موند است و میدان های مهم نفتی این مخزن شامل میادین: اهواز، بی‌بی حکیمه، کیلورکریم، سروستان و سیاه مکان است.

ـ سازند ایلام:

محل الگوی این سازند در ایلام است. جنس آن آهکی و شیلی است و تخلخل مفید و مهم این سازند از نو شکستگی است. این سازند دارای ذخایر فرعی و کوچک نفتی در میادین آب تیمور، اهواز، امام حسن، منصوری و دارخوین و هم‌چنین دارای ذخایر گاز در میدان هلوش است.

ـ سازند آسماری:

سازند آسماری غنی‌ترین مخزن نفتی ایران و خاورمیانه و یکی از غنی‌ترین مخازن کربناته جهان است. این سنگ مخزن ذخایر نفتی و گازی ۶۲ میدان نفتی را تامین می‌کند که از میان آنها ۱۴ ابرمیدان و ۱۲ میدان عظیم در رده بندی جهانی طبقه‌بندی شده‌اند.این سازند به سمت جنوب غربی و به طرف دهانه خلیج فارس، کمی ماسه‌ای می‌شود که به آن ماسه‌های اهواز گویند؛ به طوری که در میادینی مانند پازنان، اهواز، مارون، منصوری و ... بخش ماسه‌ای اهواز حدود یک سوم تا یک چهارم ضخامت کل سازند را در بر می‌گیرد. بخش ماسه سنگی اهواز در مخازن آسماری موجب افزایش کیفیت مخزن و ضریب بازیافت می‌شود. این مخزن در شمال غرب لرستان از بخش رسوبات تبخیری کلهر تشکیل شده است. بخش اعظم تخلخل و تراوایی این سازند مربوط به تخلخل حاصل از شکستگی است.

▪ سنگ منشا های حوضه زاگرس و ایران مرکزی

نفت مخازن نفتی در حوضه‌ی زاگرس و ایران مرکزی از سنگ منشأهایی تامین می‌شود که در ادامه به ترتیب سنی به آن ها اشاره می‌شود:

ـ سازند پابده:

جنس این سازند عمدتا از جلبک‌های دریایی تشکیل شده است. این سازند در لرستان و خوزستان به پختگی لازم برای تشکیل نفت گاز نرسیده است و تنها قسمت‌های شمال شرقی فروافتادگی دزفول(یک فروافتادگی است که در قسمت شمال غرب گسل قطر – کازرون قرار دارد) به تولید نفت رسیده است.

ـ سازند گورپی:

محل الگوی این سازند در لرستان است و جنس آن مارل و آهک شیلی است. این سازند در لرستان شامل ۲ بخش از جنس کربناته شامل سنگ آهک امام حسن (که دارای خواص سنگ مخزن است) و سنگ آهک لوفا است. این سازند تنها در شمال فارس و شمال شرقی فروافتادگی دزفول، مشارکت مختصری در تشکیل نفت دارد.

ـ سازند کژدمی(مهم‌ترین سازند سنگ منشأ):

جنس سازند کژدمی از مارل و آهک رسی و شیلی است. این سازند دارای قابلیت تولید نفت به مقدار قابل توجهی در لرستان و خوزستان بوده و تحقیقات نشان می‌دهد نفت بیشتر مخازن این مناطق از این سنگ منشأ تامین شده است و مهمترین سنگ منشا ایران است.

ـ سازند گرو:

مقطع الگوی این سازند در تنگ گَرو در کبیرکوه لرستان است که از جنس آهک و شیل و رسوبات ریزدانه تشکیل شده است. این سازند تا شمال فارس ادامه دارد. سازند گرو در نفت آسماری و سازندهای گروه بنگستان (کژدمی، سروک، سورگاه، ایلام) مشارکت داشته است.

ـ سازند سرگلو:

این سازند در شمال شرقی عراق، لرستان و خوزستان گسترش دارد. جنس این سازند از دولومیت و رسوبات تبخیری و کمی آهک تشکیل یافته است.

▪ پوش سنگ های حوضه زاگرس و ایران مرکزی

هم‌چنین برای این‌که نفت درون مخازن نگه داشته شود نیاز به یک سد در مقابل حرکت دارد. سنگی که این عمل را انجام می‌دهد، پوش سنگ (Cap rock) یا (Seal Rock) می‌گویند. این پوش سنگ‌هاعبارتند از:

ـ سازند دشتک:

جنس این سازند از درلومیت و شیل و رسوبات تبخیری است و روی سازندهای مخزنی دالان و کنگان قرار گرفته است.

ـ سازند کنگان:

این سازند در میدان گازی کنگان از دولومیت و شیل تشکیل شده است و در جنوب ایران و خلیج فارس پوش سنگ مناسبی را ایجاد کرده است.

ـ سازند هیث:

این سازند از دو لومیت و رسوبات تبخیری تشکیل شده است که مخازن گازی سورمه را می‌پوشاند.

ـ سازند گدوان:

مقطع الگوی این سازند در استان فارس قرار دارد و جنس آن از آهک و مارل و شیل است و پوش سنگ میادین نفتی دورود و فروزان را تشکیل می‌دهد.

ـ سازند گچساران(مهم‌ترین سازند پوش‌سنگ):

جنس این سازند بیشتر از رسوبات تبخیری است که بهترین گسترش آن در میدان نفتی گچساران است. مهم‌ترین اهمیت آن پوش سنگ بودن این سازند برای سنگ مخزن آسماری است به علت شکل‌پذیری خوب و تراوایی کم یک پوش سنگ بسیار خوب را به وجود آورده است.

▪ حوضه‌ی کپه داغ

حوضه‌ی نفتی دیگر مورد مطالعه حوضه‌ی کپه‌داغ در شرق گرگان و شمال شرق ایران است که دارای سیستم‌های نفتی مختلفی شامل پوش سنگ ، سنگ مخزن و سنگ منشأ می‌باشد.

▪ سنگ‌های منشأ نفت در حوضه‌ی کپه ‌داغ

ـ سازند چمن بید:

این سازند در میدان عظیم گازی خانگیران، اصلی‌ترین سنگ منشأ است. جنس این سازند از آهک‌های سیاه تشکیل شده است و در شرق گرگان مهم‌ترین و اصلی‌ترین واحد منشأ نفت و گاز را تشکیل می‌دهد.

ـ سازند سنگانه:

این سازند دارای ظرفیت نفت ‌زایی کمی در غرب کپه‌داغ است اما در شرق کپه‌داغ دارای ظرفیت نفت‌زایی خوبی بوده و از شیل‌های سیاه رنگ تشکیل شده است.

ـ سازند سرچشمه:

جنس این سازند کربناته است. این سازند در غرب کپه‌داغ توانسته سنگ منشأ مخازن کوچک محلی باشد.

ـ سازند باش کلاته:

جنس این سازند از شیل‌های خاکستری و سیاه است. این سازند ظرفیت نفت‌زایی قابل توجهی نداشته و می‌تواند به عنوان یک منبع فرعی وضمیمه به سازند چمن بید در نظر گرفته شود.

ـ سازند شمشک:

در غرب کپه‌داغ از دومقطع شیل و ماسه سنگ تشکیل شده است. این سازند از جهت تشکیل ذغال بسیار مهم است و بخش اعظم ذغال سنگ ایران را تامین می‌کند البته قسمت شیلی این سازند ظرفیت نفت‌زایی لازم را داشته است.

ـ سازند مبارک:

جنس این سازند از شیل‌های سیاه رنگ و شیل‌های آهکی است. این سازند به بلوغ تشکیل نفت رسیده و ‌توانسته است نفت تولید کند.

ارزیابی سنگ‌های مخزن در حوضه‌ی کپه‌داغ بر اساس بررسی‌های دقیق دستگاهی تخلخل و تراوایی صورت نگرفته است، بلکه بر مبنای بررسی‌های صحرایی و مطالعه مقاطع نازک (مقاطع نازک در واقع نمونه گرفته شده از سنگ یک سازند است که آن را به مقاطع بسیار نازک تبدیل کرده تا در زیر میکروسکوپ قابل مطالعه باشند) استوار می‌باشد. سنگ‌های مخزن و پوش سنگ آن‌ها در منطقه به دو گروه سنگ مخزن‌های مربوط به دوران مزوزئیک (mesozoic) است که احتمالا در تمام حوضه کپه‌داغ گسترش و توسعه یافته‌اند و دیگری سنگ مخزن‌های دوران پالئوزویک (paleozoic) است که تنها در محدوده‌ی جنوب غرب کپه‌داغ شناسایی شده‌اند.

۱) گروه اول (گروه مخزنی مزوزئیک و پوش سنگ‌های آن)

ـ سازند شمشک:

جنس این سازند از شیل و ماسه است. طبقات ضخیم ماسه سنگی می‌تواند نقش مخزن را در این سازند ایفا کنند وطبقات شیلی نیز نقش پوش سنگ و سنگ منشأ را در این سازند بازی می‌کنند. این سازند در قسمت جنوب غربی حوضه کپه‌داغ دارای تخلخل بیشتری است.

ـ سازند تیرگان:

جنس این سازند از آهک است و در صورت داشتن ضخامت کافی، از ظرفیت مخزنی مناسب برخوردار است. پوش سنگ این سازند، سازند سرچشمه است.

ـ سازند شوریجه:

ماسه سنگ قسمت زیرین سازند شوریجه مخزن اصلی میدان گازی خانگیران را تشکیل می‌دهد و در حال حاضر در حال بهره‌دهی است. این سازند از بالا و پایین بین ۲ لایه‌ی غیر قابل نفوذ قرمز رنگ قرار گرفته است.

ـ سازند مزدوران:

سنگ مخزن اصلی در منطقه‌ی کپه‌داغ است. قسمت‌های مارل و شیلی و تبخیری شوریجه، پوشش مناسبی برای مخازن مزدوران در خانگیران فراهم کرده است.

۲) گروه دوم (گروه مخزنی پالئوزویک و پوش سنگ‌های آن)

این سازند‌ها بر اساس شواهد صحرایی و سنگ‌شناسی از ظرفیت بالقوه‌ای جهت تشکیل مخازن هیدروکربوری برخوردار و برای ارزشیابی مناسبند و تنها در قسمت جنوب منطقه کپه‌داغ گسترش دارند.

ـ سازند خوش ییلاق:

جنس این سازند از شیل و آهک است که بخش آهکی می‌تواند به عنوان سنگ مخزن عمل کند و بخش‌های شیلی هم به عنوان سنگ منشأ این مخازن عمل می‌کنند، لایه‌های شیلی قسمت زیرین سازند مبارک نیز پوش سنگ این مخازن است.

ـ سازند مبارک:

از نظر جنس بخش بالایی این سازند کربناته است و سنگ مخزن اصلی دوران پالئوزویک را تشکیل می‌دهد. شیل‌های قرمز رنگ که به سرخ شیل معروفند پوشش لازم برای این مخزن را فراهم می‌کنند.

تدوین: مهندس محسن اطمینان

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی نفت دانشکده‌ی فنی دانشگاه تهران