شناسايي نوع كاني‌هاي رسي با استفاده از ظرفيت تبادل كاتيوني در مخزن ماسه‌سنگي شوريجه (به سن كرتاسه آغازين)، ميدان گنبدلي، خاور كپه‌داغ، شمال خاور ايران

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

در بررسي كيفيت مخزني رخساره‌هاي ماسه‌سنگي معمولاً وجود رس اثر آشكاري در كاهش تخلخل موثر و تراوايي و دقت محاسبه‌ درجه‌ اشباع سيال‌هاي سازند دارد. در اين راستا شناسايي نوع و مقدار رس به روش‌هاي مختلف انجام مي‌شود. در مخازن ماسه سنگي، رس‌ها ضمن آنكه منبع ايجاد ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC) هستند، گوناگوني كاني‌شناسي آنها، موجب تغيير ميزان ظرفيت تبادل كاتيوني در مخزن خواهد شد. اين مهم مي‌تواند به عنوان معياري براي پهنه‌بندي مخزن بر پايه نوع كاني‌هاي رسي باشد. اندازه‌گيري CEC به‌عنوان يكي از روش‌هاي فرعي شناسايي كاني‌هاي رسي، در كنار ديگر روش‌ها به ‌كار مي‌رود. اين متغير كه توانايي رس‌ها را در جذب و آزادسازي كاتيون‌ها در محلول مجاور نشان مي‌دهد، براي انواع كاني‌هاي رسي داراي محدوده‌ مشخصي است. در مواردي كه چند نوع كاني رسي وجود دارد، مقدار CEC به سوي محدوده‌ عددي نوع رس چيره نزديك مي‌شود. در اين مطالعه ظرفيت تبادل كاتيوني كاني‌هاي رسي دو حلقه چاه مخزن شوريجه در ميدان گازي گنبدلي محاسبه شده است. ابتدا CEC براي 20 نمونه مغزه از دو چاه با استفاده از روش باور (Bower) اندازه‌گيري شد. در ادامه بر پايه داده‌هاي لاگ‌هاي پتروفيزيكي و نتايج آزمايشگاهي و به ‌كمك برآوردگر شبكه عصبي مصنوعي، مقادير CEC در طول هر چاه برآورد شد. در پايان با توجه به مقادير CEC كاني‌هاي رسي، داده هاي موجود به 5 دسته شامل پهنه عاري از رس و پهنه‌هاي داراي كايولينيت، ايليت- كلريت، هالويزيت با دو مولكول آب و پهنه مونت موريلونيت تقسيم شد. براي اين‌منظور از رده‌بندي‌كننده‌هاي بيزين، پارزن و K- نزديك‌ترين همسايگي (KNN) استفاده شد. در پايان نتايج به ‌دست آمده با نتايج حاصل از آزمايش پراش پرتو ايكس (XRD) مقايسه شد كه تطابق خوبي نشان داد.

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.