شناسایی نوع کانی‌های رسی با استفاده از ظرفیت تبادل کاتیونی در مخزن ماسه‌سنگی شوریجه (به سن کرتاسه آغازین)، میدان گنبدلی، خاور کپه‌داغ، شمال خاور ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استاد، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران، ایران

5 دکترا، دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در بررسی کیفیت مخزنی رخساره‌های ماسه‌سنگی معمولاً وجود رس اثر آشکاری در کاهش تخلخل مؤثر و تراوایی و دقت محاسبه‌ درجه‌ اشباع سیال‌های سازند دارد. در این راستا شناسایی نوع و مقدار رس به روش‌های مختلف انجام می‌شود. در مخازن ماسه سنگی، رس‌ها ضمن آنکه منبع ایجاد ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) هستند، گوناگونی کانی‌شناسی آنها، موجب تغییر میزان ظرفیت تبادل کاتیونی در مخزن خواهد شد. این مهم می‌تواند به عنوان معیاری برای پهنه‌بندی مخزن بر پایه نوع کانی‌های رسی باشد. اندازه‌گیری CEC به‌عنوان یکی از روش‌های فرعی شناسایی کانی‌های رسی، در کنار دیگر روش‌ها به ‌کار می‌رود. این متغیر که توانایی رس‌ها را در جذب و آزادسازی کاتیون‌ها در محلول مجاور نشان می‌دهد، برای انواع کانی‌های رسی دارای محدوده‌ مشخصی است. در مواردی که چند نوع کانی رسی وجود دارد، مقدار CEC به سوی محدوده‌ عددی نوع رس چیره نزدیک می‌شود. در این مطالعه ظرفیت تبادل کاتیونی کانی‌های رسی دو حلقه چاه مخزن شوریجه در میدان گازی گنبدلی محاسبه شده است. ابتدا CEC برای 20 نمونه مغزه از دو چاه با استفاده از روش باور (Bower) اندازه‌گیری شد. در ادامه بر پایه داده‌های لاگ‌های پتروفیزیکی و نتایج آزمایشگاهی و به ‌کمک برآوردگر شبکه عصبی مصنوعی، مقادیر CEC در طول هر چاه برآورد شد. در پایان با توجه به مقادیر CEC کانی‌های رسی، داده‌های موجود به 5 دسته شامل پهنه عاری از رس و پهنه‌های دارای کائولینیت، ایلیت- کلریت، هالویزیت با دو مولکول آب و پهنه مونت‌موریلونیت تقسیم شد. برای این‌منظور از رده‌بندی‌کننده‌های بیزین، پارزن و K- نزدیک‌ترین همسایگی (KNN) استفاده شد. در پایان  نتایج به ‌دست آمده با  نتایج حاصل از آزمایش پراش پرتو ایکس (XRD) مقایسه شد که تطابق خوبی نشان داد.   

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of Clay Minerals Using Cation Exchange Capacity in the Early Cretaceous Shurijeh Sandstone Reservoir , Gonbadli Field, East Kopet Dagh Basin, North East Iran

نویسندگان [English]

  • M.A Sarparandeh 1
  • B Mehrgini 2
  • A Mollajan 2
  • F Sahabi 3
  • G.H Norouzi 4
  • G Jozanikohan 5
1 Ph.D. Student, Faculty of Mining and Metallurgical Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran
2 Ph.D. Student, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Professor, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
5 Ph.D., Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In evaluating the quality of the reservoir sandstone facies, clay usually has significant effect in reducing reservoir effective porosity, permeability as well as calculation accuracy of formation fluids saturation. There are several methods for identifying and measuring the amount of clay. In sandstone reservoirs, diversity of type and amount of clay minerals may change the capacity of cation exchange (CEC) measured in the reservoir rocks. The last parameter (i.e. CEC) can be an important criterion for zoning of reservoir based on the type of clay minerals. Cation Exchange Capacity (CEC) measurement is used as one of the subsidiary clay typing methods. This parameter is the ability of clay to absorb and release of cations in the surrounding solution, which has a specified range for each clay mineral. In cases of clay mixtures, CEC values tend toward the range of the dominant clay type of sample. In this study, cation exchange capacity of the clay minerals has been calculated in two wells of the Gonbadli Gas Field in the Shurijeh sandstone reservoir. First, CEC of 20 samples has been measured using Bower method and employing intelligent estimator based on neural network as well. Based on the petrophysical logs and laboratory results, an appropriate model was fitted to estimate this parameter in well interval. According to the CEC values of clay minerals, existing data classified into five categories including clean zone and zones of clay containing kaolinite, chlorite-illite, halloysite with two water molecules and montmorillonite. For this purpose Bayesian, Parzn and K- nearest neighbor (KNN) classifiers were used. Finally, the obtained results in comparison with the results of X-ray diffraction experiments (XRD) showed good agreement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay minerals
  • Cation exchange capacity
  • Shurijeh Formation
  • Gonbadli gas field
  • Kopet Dagh