توصيفگر ها :
پتانسيل گاززايي , پتروگرافي آلي , انعكاس ويترينايت , سازند نايبند , راك ايول
چكيده فارسي :
اين مطالعه با هدف بررسي پتانسيل گاززايي لايههاي زغالي در محدوده معدن پروده طبس، واقع در زون ساختاري شرق ايران مركزي، انجام شده است. تواليهاي زغالدار اين منطقه در گروه شمشك ومگو قرار دارند. در اين مطالعه مغزه حفاري بدست آمده از گمانه اكتشافي جديد در اين معدن مطالعه شده است كه از بالا به پايين شامل سازندهاي پروده، هجدك، بادامو به سن (ژوراسيك مياني)، آبحاجي (ژوراسيك زيرين)، ونايبندبخش قدير به سن (ترياس بالايي) است. در اين مطالعه، با بهرهگيري از دادههاي پتروگرافي آلي، شدت بازتاب ويترينايت و آتشكافت، كميت و تركيب مواد آلي و بلوغ حرارتي اين سازندها ارزيابي شده است. در مطالعه پتروگرافي آلي، مشخص شد كه تركيب ماسرالي زغال سنگ در سازند نايبند غالباً از نوع ويترينايت با ساب ماسرال (تلينايت و كولوتلينايت) با منشاء خشكي و گياهان آلي قارهاي بوده، در حالي كه زغال سنگ و يا خرده هاي زغالي سازندهاي پروده و آبحاجي بيشتر حاوي اينرتينايت با ساب ماسرال (فوزينايت و سمي¬فوزينايت) با منشاء مواد آلي اكسيدشده و فرسايش يافتهاند. شواهد ميكروسكوپي نشاندهنده شرايط نيمه احيايي تا احيايي در زمان تهنشست و دياژنز اين توالي زغالدار هستند. اندازهگيريهاي شدت بازتاب ويترينايت حاكي از روند افزايشي تدريجي بلوغ حرارتي از سازند پروده (در ابتداي پنجره نفتي) به سازند آبحاجي (در محدوده پيك زايش نفت) و نهايتاً سازند نايبند است كه در آن، سه مرحله مجزا شامل بلوغ مياني (پيك زايش نفت)، مرحله زايش گاز مرطوب، و مرحله انتهايي بلوغ (ابتداي پنجره توليد گاز خشك) شناسايي شده است. اين روند با افزايش عمق و دما در توالي رسوبي به خوبي همخواني داشته و مؤيد آن است كه سازند نايبند، بالغترين و گاززاترين سازند است. نتايج آتشكافت نشان ميدهد سازند آبحاجي داراي ويژگيهاي مانند TOC نسبتاً پايين(ميانگين %31/5) و پتانسيل هيدروكربنزايي ضعيف تا متوسط،HI پايين (mg HC/g TOC 80) و OI بالا (mg CO2/g TOC 5/16)مي باشد كه حاوي مواد آلي غالباً اكسيده و كروژن نوع III تا IV نهشته شده در شرايط رسوبي اكسيدان تا نيمه اكسيدان است. سازند نايبند دارايTOC بالا (%69/39)، S2 بالا ( mg HC/g rock 78/20 ) همراه با HI بالاتر(mg HC/g TOC 120) و OI كم¬تر (mg CO2/g TOC 13) نسبت به سازند آب حاجي ميباشد اين سازند ميتواند خطرات انفجار و گاززايي ناشي از گاز متان به تله افتاده در اين سازند را به دنبال داشته باشد. ماده آلي آن عمدتاً از نوع كروژن III، منشاء خشكي (گياهان عالي) و داراي پتانسيل هيدروكربنزايي بسيار خوب تا عالي براي توليد گاز خشك (متان) است. بخشهاي كم عمق اين سازند عمدتاً در انتهاي پنجره نفتي تا محدوده زايش گاز مرطوب قرار داشته، ولي نمونههاي عميق اين سازند بلوغي معادل با ابتداي پنجره زايش گاز خشك را به نمايش مي-گذارند. نتايج اين مطالعه ميتواند در پيشبيني خصوصيات حرارتي زغال¬سنگ موثر بوده، احتمال وجود گاز متان به تله افتاده در اين لايههاي زغالي را نمايان ساخته و از خطرات انفجار در معدن جلوگيري نمايد. نتايج انعكاس ويترينايت و پتروگرافي در اين مطالعه ميتواند در اكتشاف ذخاير زغالسنگ با كيفيت بالاتر در اين منطقه كمك شاياني نمايد.
چكيده انگليسي :
This study aims to evaluate the gas-generation potential of coal seams in the Parvadeh coal mine area, located within the structural zone of eastern Central Iran. The coal-bearing sequences of this region belong to the Shemshak Group. The investigation is based on core samples obtained from an exploratory borehole in the mine, encompassing (from top to bottom) the Parvadeh, Hojedk, Badamu (Middle Jurassic), Ab-e-Haji (Lower Jurassic), and Nayband (Qadir Member – Upper Triassic) formations. Organic petrography, vitrinite reflectance measurements, and Rock-eval pyrolysis were employed to assess the quantity, composition, and thermal maturity of the organic matter within these formations. Petrographic analysis revealed that the maceral composition of the Nayband Formation coals is predominantly vitrinite (telinite and colotelinite), indicating a terrestrial origin derived from continental higher plants. In contrast, the coals and coal fragments from the Parvadeh and Ab-e-Haji formations are richer in inertinite (fusinite and semifusinite), derived from oxidized and degraded organic material. Microscopic evidence suggests that the coal-bearing sequences were deposited and diagenetically altered under sub-oxic to reducing conditions. Vitrinite reflectance data indicate a gradual increase in thermal maturity from the Parvadeh Formation (early oil window), through the Hojedk Formation (within the oil window), reaching the Nayband Formation, where three distinct stages were identified: mid-maturity (peak oil generation), wet gas generation, and late maturity (onset of dry gas generation). This maturation trend aligns with increasing depth and temperature across the sedimentary sequence, confirming the Nayband Formation as the most thermally mature and gas-prone unit.Rock-eval pyrolysis results show that the Ab-e-Haji Formation is characterized by relatively low TOC (average 5.31%), poor to moderate hydrocarbon generation potential, low HI (80 mg HC/g TOC), and high OI (16.5 mg CO₂/g TOC). These attributes indicate the presence of predominantly oxidized organic matter and Type III to IV kerogen, deposited under oxic to sub-oxic conditions. In contrast, the Nayband Formation exhibits high TOC (13.68%), high S2 (20.78 mg HC/g rock), higher HI (120 mg HC/g TOC), and lower OI (13 mg CO₂/g TOC) than the Ab-e-Haji Formation. The organic matter is mainly Type III kerogen, of terrestrial origin (vascular land plants), and possesses very good to excellent potential for dry gas (methane) generation. While shallower sections of the Nayband Formation fall within the late oil to wet gas window, deeper samples exhibit maturities corresponding to the onset of dry gas generation. The findings of this study can significantly contribute to predicting the thermal behaviour of coal seams, highlight the potential for trapped methane gas within these coal layers, and aid in the exploration of higher-quality coal resources in the region.