سه شنبه, 27 آذر 1397

 ژئوشيمي نفت با در نظر گرفتن بسياري از متغيرهايي كه حجم نفت و گاز قابل به‌تله‌افتادن را كنترل مي‌كنند، شامل منشاء، غنا، كيفيت و بلوغ حرارتي مواد آلي مولد هيدروكربن و زمان مهاجرت و تجمع نفت و گاز نسبت به‌زمان تشكيل تله، موجب بهبودي ميزان كارايي اكتشاف مي‌شود. ژئوشيمي نفت هم‌چنين يك ابزار سريع و كم‌هزينه براي درك مشكلات توسعه و توليد به‌شمار مي‌رود. در راستاي بهره‌مند‌ساختن صنعت اكتشاف و توليد كشور از مزاياي اين دانش در حال رشد، كاركنان گروه پژوهش ژئوشيمي از زمان تاسيس تا به‌امروز فراگيري كاربردهاي مختلف دانش ژئوشيمي در زمينه‌هاي اكتشاف و مديريت مخزن، كسب تخصص‌هاي متنوع ژئوشيمي مورد نياز و ايجاد و تقويت زيرساخت‌هاي تخصصي و آزمايشگاهي موثر را سرلوحه فعاليت‌هاي خود قرار داده‌اند.

در حال‌حاضر، كاركنان متخصص و باتجربه اين گروه متشكل از 4 نفر در سطح دكترا، 7 كارشناس ارشد و 4 كارشناس و تكنيسين، توانسته است با فراگيري جديدترين زمينه‌هاي دانش ژئوشيمي اكتشاف و مخزن و تجهيز آزمايشگاه‌هاي پيشرفته، قابليت‌هايي موثر را به صنعت اكتشاف و توليد كشور اضافه كند و پروژه‌هاي مطالعاتي متعددي را در سطوح منطقه‌اي و محلي به‌انجام برساند. 

توانمندي‌ها

  • مطالعه حوضه‌هاي رسوبي، سيستم‌هاي نفتي و ارزيابي ريسك اكتشاف

  • مدل‌سازي سه‌بعدي جريان حرارت و سيال در حوضه‌هاي رسوبي و سيستم‌هاي نفتي

  • مطابقت نفت و گاز مخازن با سنگ‌هاي منشاء و مطابقت نفت با نفت

  • شناسايي فرايندهاي ثانويه كنترل‌كننده تركيب نفت

  • كمك به‌حل مشكلات توسعه و توليد با استفاده از فناوري‌هاي مرتبط با ژئوشيمي مخزن

  • انجام آناليزهاي ژئوشيميايي با بهره‌گيري از دستگاه‌هاي پيشرفته و ارائه خدمات علمي

زمينه‌هاي تخصصي و آزمايشگاه‌ها

آماده‌سازي نمونه، غربال‌گري و ارزيابي ژئوشيميايي اوليه سنگ‌ها

براي انتخاب و توصيف اوليه نمونه‌هاي مناسب براي انجام مطالعات ژئوشيميايي سيستماتيك، علاوه بر بررسي‌هاي مشاهده‌اي، نخست هنگام نمونه‌برداري صحرايي از دستگاه Source Hound استفاده مي‌شود. اجسام خارجي موجود در نمونه‌هاي تراشه حفاري چاه‌ها با استفاده از ذره‌بين دوچشمي خارج مي‌شوند. با استفاده از اطلاعات حفاري و لاگ چاه مربوطه يا توجه به‌داده‌هاي آناليز Rock-Eval قبلي (در صورت موجود ‌بودن)، نمونه‌هاي آلوده به‌هيدروكربن‌هاي حفاري و يا به نفت‌هاي غيردرجازا با به‌كارگيري حلال‌هاي آلي مناسب شسته مي‌شوند. نمونه‌هاي خشك‌شده، خُرد و با مش مناسب هر نوع آزمايش الك مي‌شوند. سپس، نمونه‌ها در آزمايشگاه با استفاده از دستگاه Rock-Eval از نظر ژئوشيميايي غربال‌گري مي‌شوند. 

آزمايشگاه Rock-Eval

براي ارزيابي كمي و كيفي توان نفت‌و‌گاز‌زايي سنگ‌هاي رسوبي، از دستگاه‌هاي مجهز به سيستم‌هاي پيروليز و اكسيداسيون استفاده مي‌شود. در آزمايشگاه ارزيابي ژئوشيميايي اوليه رسوبات، با بهره‌گيري از دستگاه‌هاي Rock-Eva Ilو Rock-Eval III، پارامترهاي ژئوشيميايي كمي و كيفي متعددي اندازه‌گيري و بر اساس آن‌ها، توان نفت و گاززايي رسوبات، مرحله بلوغ حرارتي و نوع مواد آلي سنگ‌ها به‌صورت اوليه تفسير و به‌شكل جدول، نمودار و لاگ نمايش داده مي‌شوند. مهم‌ترين پارامترهاي ارزيابي عبارتند از:

مطالعات شيمي مولكولي

گروه پژوهش ژئوشيمي با بهره‌گيري از دانش شيمي مولكولي مرتبط با مطالعات ژئوشيميايي و به‌كارگيري تجهيزات منحصربه‌فرد در كشور، به توصيف نفت‌ها و سنگ‌هاي منشاء نفت و گاز مي‌پردازد. با استفاده از امكانات موجود در پژوهشگاه، خواص فيزيكي نفت‌ها نيز تعيين مي‌شوند. 


آزمايشگاه‌هاي شيمي مولكولي

در چهار آزمايشگاه مرتبط با بخش شيمي مولكولي شامل جداسازي (سوكسله)، كروماتوگرافي ستوني، آيتروسكن و كروماتوگرافي گازي، فعاليت‌هاي زير با هدف ارزيابي پارامترهاي مولكولي سنگ منشاء و نفت انجام مي‌شود.


آزمايشگاه جداسازي (سوكسله)

  • جداسازي بيتومن از سنگ‌هاي منشاء بالقوه با استفاده از دستگاه سوكسله

  • جداسازي آسفالتن از بيتومن و نفت.


آزمايشگاه كروماتوگرافي ستوني

  • جداسازي برش‌هاي هيدروكربني اشباع، آروماتيك، رزين و آسفالتن به‌روش كروماتوگرافي ستوني و تعيين درصد اجزاء نفت و بيتومن

  • آماده‌سازي نمونه از برش‌ها براي مطالعات كروماتوگرافي ستوني و كروماتوگرافي ستوني-طيف‌سنجي جرمي.


آزمايشگاه آيتروسكن

  • تعيين مقدار كمي هريك از برش‌هاي هيدروكربني اشباع، آروماتيك، رزين و آسفالتن با استفاده از دستگاه آيتروسكن (مدل MK-6)

  • تهيه لاگ تغييرات برش‌ها در طول چاه و افق مخزني.

آزمايشگاه كروماتوگرافي گازي

  • تهيه طيف تركيبات هيدروكربني بخش اشباع با دستگاه‌هاي كروماتوگراف گازي (مدل‌هاي CP9000، CP-3800 و Varian 3410-High Temperature)

  • اندازه‌گيري پارامترهاي شيمي مولكولي مواد آلي و نفت

  • تهيه طيف بيوماركرهاي بخش اشباع با دستگاه گاز كروماتوگراف-طيف‌سنج جرمي (GC-MS) با هدف:

  • بررسي محيط رسوبي نهشته شدن مواد آلي

  • برآورد بلوغ حرارتي

  • مطابقت نفت با سنگ منشاء و نفت با نفت

  • تعيين نوع فرايندهاي دگرسايي و ميزان اثرات آن‌ها بر روي نفت‌ها.

تعيين خواص فيزيكي نفت‌هاي مخازن شامل:

  • گران‌روي در دماهاي 10، 20 و 40 درجه سانتي‌گراد

  • مقدار سولفور

  • درجه API

  • مقدار عناصر نيكل (Ni) و واناديوم (V)

  • نقطه ريزش

  • مقدار خاكستر.

  • تجزيه و تحليل نتايج آناليزهاي ايزوتوپي
  • مطالعات آلماسواره‌ها.

مطالعات پتروگرافي آلي

در آزمايشگاه پتروگرافي آلي، براي شناسايي و توصيف اجزاي ماده آلي (ماسرال‌ها)، تعيين نوع كروژن و ارزيابي درجه بلوغ حرارتي مواد آلي از مطالعات ميكروسكوپي استفاده مي‌شود. براي تعيين نوع كروژن از داده‌هاي حاصل از آناليز عنصري كروژن تخليص‌شده نيز استفاده مي‌شود.

آزمايشگاه تخليص كروژن و آماده‌سازي نمونه‌هاي ميكروسكوپي

با بهره‌گيري از روش‌ها و دستگاه‌هاي مخصوص، از سنگ‌هاي حاوي مواد آلي، مواد آلي جداسازي‌شده از سنگ (كروژن) و از ميكروفسيل‌هاي موسوم به كنودونت‌ها، نمونه‌هاي متنوعي به‌منظور انجام مطالعات مختلف ميكروسكوپي و آناليز عنصري تهيه مي‌شوند:

تهيه مقطع صيقلي از كل سنگ

  • تخليص كروژن از سنگ براي مطالعات ميكروسكوپي و آناليز عنصري (CHNOS Analyzer)
  • تهيه نمونه كروژن به‌صورت قرص و اسلايد
  • جداسازي ميكروفسيل‌هاي كنودونت و تهيه اسلايد مخصوص.

آزمايشگاه پتروگرافي آلي

در آزمايشگاه پتروگرافي آلي، ويژگي‌هاي مواد آلي توليد‌كننده نفت شامل موارد زير با استفاده از يك ميكروسكوپ تحقيقاتي (مدل Leica MPV SP) مجهز به سيستم‌هاي نوري انعكاسي، فلورسانسي و گذرا بررسي مي‌شوند.

  • تعيين نوع و درصد اجزاي تشكيل‌دهنده كروژن (ماسرال‌ها) با هدف ارزيابي نوع و كيفيت هيدروكربن قابل توليد از سنگ منشاء با استفاده از نور انعكاسي و گذرا
  • ارزيابي و اندازه‌گيري درجه بلوغ حرارتي مواد آلي به‌منظور تعيين مرحله هيدروكربن‌زايي سنگ منشا
  • مشاهده و بررسي اجزاي آلي نفت‌زا كه فقط با نور ماوراء بنفش قابل شناسايي هستند (ماسرال‌هاي ليپتنيتي)
  • تعيين نوع كروژن با رسم نتايج حاصل از آناليز عنصري بر روي نمودار 

  • ارزيابي بلوغ حرارتي مواد آلي مولد نفت و گاز با استفاده از تغيير رنگ فسيل‌هاي ميكروسكوپي كنودونت (شاخص تغيير رنگ كنودونت-CAI).

مطالعات كاني‌هاي رُسي و آزمايشگاه جداسازي رس‌ها

از تغييرات و تبديلات كاني‌هاي رسي در مراحل دياژنزي مختلف و از درجه تبلور كاني ايليت (Illite Crystalinity)، به‌ويژه در حالت‌هايي كه رسوبات، عاري از مواد آلي هستند، به‌عنوان ضابطه‌اي براي تعيين معادل مراحل نفت‌زايي شامل دياژنز، كاتاژنز و متاژنز استفاده مي‌شود. نوع و مقدار كاني‌هاي رسي مختلف در سنگ مخزن به‌عنوان عاملي منفي از نظر تخلخل و تراوايي نيز قابل بررسي است.


آزمايشگاه كاني‌هاي رسي و دستگاه پراش پرتوي ايكس (
X-Ray Diffraction)

در آزمايشگاه كاني‌هاي رسي، با هدف انجام بررسي‌هاي كيفي و نيمه‌كمي، با به‌كارگيري اسيدها و ابزار‌هاي مناسب از جمله سانتريفيوژ، با استفاده از قانون استوك، بخش رسي نمونه‌هاي سنگ رسوبي جداسازي و سه نوع نمونه به‌صورت اسلايد آماده‌سازي مي‌شود:

  • اسلايد نرمال براي دست‌يابي به طيف‌هاي معمولي كاني‌هاي رسي. اين نوع نمونه در دستگاه پراش پرتوي ايكس به‌دست مي‌آيد.
  • اسلايد حرارتي براي متمايز كردن طيف كاني رسي كائولونيت

  • اسلايد گليكوله براي متمايز شدن طيف كاني رسي مونتموريونيت.
  • شاخص تبلور ايليت به‌روش كوبلر و با استفاده از طيف كاني رسي ايليت محاسبه مي‌شود. 

مطالعه سيالات محبوس (FluidInclusions)

سيالات محبوس، سيالاتي هستند كه در زمان تبلور كاني‌ها در درون كريستال‌هاي تشكيل‌شده به‌دام مي‌افتند و در حقيقت محفظه‌‌هايي در‌بسته هستند كه اطلاعاتي مستقيم از حرارت، فشار و تركيب سيال قديمه را در خود ذخيره مي‌كنند.

سيالات محبوس‌شده، با ميكروسكوپ نور ‌عبوري مجهز به صفحه گردان حرارتي لينكام كه قادر است نمونه را تا شش‌صد درجه سانتي‌گراد بالاي صفر، گرم و تا 196 درجه سانتي‌گراد زير صفر، سرد كند مورد مطالعه قرار مي‌گيرند و به اين ترتيب، اطلاعاتي مهم به شرح زير به‌دست مي‌آيد.

  • تعيين حداقل دما در زمان به‌دام افتادن سيال قديمه با حرارت‌دادن به نمونه و ثبت دماي همگن‌شدن فاز بخار و مايع

  • تعيين تركيب (به‌صورت كيفي) كاني‌شناسي سيال قديمه با سرد‌كردن نمونه و ثبت دماي ذوب اولين بلور يخ (نقطه يوتكتيك)
  • تعيين شوري سيال قديمه با سرد ‌كردن نمونه و ثبت دماي ذوب آخرين بلور يخ
  • تشخيص سيالات نفتي محبوس‌شده و مقايسه كيفي آن‌ها با نفت كنوني درون مخزن
  • تفسير تاريخچه پرشدگي مخزن
  • تعيين تقدم و تاخر سيمان‌هاي دياژنتيكي در نمونه مورد مطالعه.

مطالعه اثر شكافت هسته‌اي بر كاني آپاتيت (Apatite Fission Track)

در اين روش، از خطوطي كه بر اثر تشعشعات حاصل از شكافت خودبه‌خودي اتم اورانيوم 238 موجود در كاني آپاتيت، كه با نرخي ثابت در طول زمان زمين‌شناسي ايجاد مي‌شوند، براي مطالعه سرگذشت حرارتي سنگ‌ها استفاده مي‌شود.

تعداد ترك‌هاي ايجاد‌شده در ذره آپاتيت به مقدار اورانيومي كه از قبل در نمونه وجود داشته است بستگي دارد، لذا با اندازه‌گيري تعداد ترك و طول آن‌ها در آزمايشگاه، مي‌توان به سن نمونه پي‌برد. طول هر ترك به‌عنوان يك دماسنج در نظر گرفته مي‌شود، به‌طوري‌كه دماي بيشينه حرارتي را كه نمونه تحمل كرده است، در خود ثبت مي‌كند.

از كاربرد‌هاي اين روش مي‌توان به موارد زير اشاره كرد.

  • تعيين مقدار اورانيوم موجود در نمونه

  • تعيين سن رخداد واپاشي

  • تعيين حرارت تحمل‌شده توسط نمونه

  • بازسازي تاريخچه حرارتي حوضه.

 

  بازگشت

خبرنامه

خبرهای هفتگی ما را تنها با وارد كردن ايميل خود دريافت كنيد