Lithology and mineralogy of the shale unit of Bangestan reservoir with emphasis on its belonging to the Sarvak formation, Lali Oil Field, North Dezful embayment, Central Zagros

Authors

1 Ph. D. student., Dept., of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

2 Assoc. Prof., Dept., of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

3 Prof., Dept., of Sedimentary Basins and Petroleum, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

Abstract

The present study has focused on the lithology and mineralogy of the Bangestan reservoir shale unit, 5 meters thick at the 45 m below the upper boundary of Sarvak formation, located in the Lali oil field, to clear the existing lithostratigraphic ambiguities which refer it as a tongue of the Surgah Formation. After examining the petrophysical logs to determine the exact location of these deposits and core descriptions, the petrography of the collected samples was performed by light, reflective, cathodoluminescence and electron microscopy, and XRD analyses to recognize the mineralogy of the total sample as well as clay minerals. Core studying indicates that the unit is pyrite bearing gray shales. Moreover, based on petrography, the studied samples are argillaceous and fossil-free mudstone. The results of semi-quantitative X-ray diffraction (XRD) analysis show that the mineralogy of these deposits is mainly clay minerals, calcite, quartz, and pyrite. The samples' average abundance of clay minerals is 56%, and the most frequent ones are the mixed-layered clays (illite/smectite), illite, and kaolinite, respectively. The electron microscopy (SEM) images often exhibit clay minerals of detrital origin. Due to the lack of fossils, the age of this unit was determined based on its stratigraphic position, which is surrounded by the Sarvak Formation deposits of the Cenomanian age and is distinguished from the Sorgah Formation (Turonian- Santonian age). Due to the absence of deep-marine organisms in this unit and the identification of lagoon and shoal carbonate microfacies in its surrounding layers, a calm and reducing lagoon environment is attributed to these sediments, which is against the deep marine environment of the Surgah Formation. Most common diagenetic processes (cementation, replacement, chemical compaction, and fracturing) indicate that the shale unit has been influenced mainly by shallow to deep burial diagenesis. There fore this shale unit with a shallow sedimentary environment, low thickness, relatively high content of detrital clay minerals, and their location at 45 meters below the boundary of Sarvak and Ilam formations belong to the Sarvak and is not correlatable with deep-marine shales of Surgah Formation.

Keywords

References

آزاد­بخت، س.، مجیدی­فرد، م.، و بابا­زاده، ا (1393) سنگ­چینه­شناسی و زیست­شناسی سازند سورگاه در خاور خرم­آباد. مجله علوم زمین، ص 219-226.
آقانباتی، ع (1383) زمین­شناسی ایران، انتشارات سازمـان زمین­شناسی و ­اکتشافات معدنی، 586 ص.
پور­قاسم، ب (1387) مطالعه مخزن آسماری میدان لالی، گزارش شماره پ-­6206، شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب.
جلیلیان، ع، ح.، (1400) رخساره­ها، محیط رسوبی و چینه­نگاری سکانسی سازند کژدمی (کرتاسه میانی) در زاگرس مرکزی. نشریه رسوب­شناسی کاربردی، شماره 17، ص 49-65.
حدادی، م.، وحیدی­نیا، م (1392) زیست­چینه­نگاری سازند سورگاه بر مبنای روزن­داران پلانکتونیک در میادین نفتی ماله کوه (چاه شماره 1) و ­سرکان (چاه شماره 1) در منطقه پل دختر استان لرستان. نشریه دیرینه­شناسی، شماره 1، ص 37-50.
حدادی، م.، وحیدی­نیا، م.، محمودی­قرائی.، م. ح، و شفیعی اردستانی، م (1398) پالئواکولوژی، ریزرخساره­ها و محیط رسوبگذاری سازند سورگاه بر مبنای روزن­بران پلانکتون در منطقه پلدختر استان لرستان، نشریه علوم دانشگاه خوارزمی، شماره 2، ص 175 تا 198.
حسینی­برزی، م.، علی­نژاد کردی، ر.، و قلاوند، ه (1386) بررسی کانی­های رسی در برش تیپ و داده­های  NGSاین سازند در میدان نفتی کوپال (چاه­های شماره 12 و 38)، مجله علوم زمین، شماره 67، ص 198-209.
حسینی­برزی، م.، هوشیار، م.، و قلاوند، ه ( 1388) محیط رسوبی، کانی­های رسی و دیاژنز سازند گورپی در برش نمونه و میدان نفتی زیلایی (چاه­های شماره 5 و 8)، مجله علوم زمین، شماره 72، ص 111 تا 120.
دانشیان، ج.، یونسی، ک.، و معلمی، ع (1391) نقش تغییرات سطح آب دریا در گسترش چینه­شناسی روزن­بران پلانکتونیک سازند سورگاه در تنگ چنارباشی کبیرکوه ایلام. نشریه زمین­شناسی ایران، شماره 21، ص 57-64.
رازیانی، م، صادقی، ع (1391) زیست­چینه­نگاری سازند سورگاه بر اساس فرامینیفر­های پلانکتونی در جنوب­غرب ایلام و مقایسه آن با تاقدیس کمستان (خوزستان) و ­تاقدیس آنه (فارس)، شانزدهمین همایش انجمن زمین­شناسی ایران، شیراز. 1-6.
سبحانی­فروشانی، ج.، مهرابی، ح.، و رحیم­پوربناب، ح (1400) تاریخچه رسوبگذاری-دیاژنزی و چینه­نگاری سکانسی بخش بالایی سازند سروک (کرتاسه) در میادین هیدروکربوری مرکز و جنوب فروافتادگی دزفول، جنوب باختر ایران. نشریه رسوب­شناسی کاربردی، شماره 18، ص 75-51.
سوهانی، ج (1362) مطالعه زمین­شناسی مخزن بنگستان میدان­های لالی -کارون گزارش شماره پ -3848.
صابری، ف.، حسینی­برزی، م.، و اپرا، ع.، (1399) تاثیر کانی­های رسی بر مهاجرت اولیه هیدروکربن در سنگ منشا پابده، میدان نفتی کرنج. نشریه رسوب­شناسی کاربردی، شماره 16، ص 45-55.
صادقی، ع.، و رازیانی، م (1393) زیست چینه­نگاری سازند سورگاه در برش تاقدیس کوه شاه نخجیر (جنوب باختر ایلام) بر پایه روزن­بران پلانکتونی و مقایسه آن با برش نمونه. مجله علوم زمین، شماره 93، ص 119-126.
عباسی، ع (1395) لیتواستراتیگرافی و بایواستراتیگرافی مخزن بنگستان در میدان نفتی لالی، گزارش شماره پ-9047، شرکت ملی مناطق نفت­خیز جنوب.
غبیشاوی، ع (1387) چینه­شناسی سازند­های سروک و ایلام در تاقدیس بنگستان و میدان پارسی. پایان­نامه دکترا، دانشگاه اصفهان، 191 ص.
قلاوند، ه (1388) لیتواستراتیگرافی و بیواستراتیگرافی سازندهای سروک و ایلام در بخش شمال شرقی فروافتادگی دزفول و مقایسه آن­ها با مقاطع تحت­الارضی مجاور، رساله دکترا. دانشگاه شهید بهشتی، 454 ص.
محمودی، ح (1391) مطالعه تکمیلی و ­تهیه مدل زمین­شناسی مخزن بنگستان میدان لالی، گزارش شماره پ-7941.
مطیعی، ه (1372) زمین­شناسی ایران، چینه­شناسی زاگرس، طرح تدوین کتاب، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 536 ص.
منجزی، ن، وزیری­مـقدم، ح.، امـیری­بخـتیار، ح (1385) زیست­چینه­نگاری و ­محیط رسوبی سازند سورگاه در برش نمونه (جنوب شرق ایلام) بر اساس گروه­های مورفوتایپ فرامینیفر­های پلانکتونیک، دهمین هـمایـش انجـمن زمین­شناسی ایران، تهران، ص 1-5.
Abdullayev, E., Leroy, S. A. G (2016) Provenance of clay minerals in the sediments from the Pliocene Productive Series, western South Caspian Basin. Marine and Petroleum Geology, 73: 517-527.
Abou El-Anwar, E. A (2017) Mineralogical, petrographical, geochemical, diageneses and provenance of the Cretaceous Black.
Assadi, A., Honarmand, J., Moallemi, S. A., and Abdollahie-Fard, I (2018) an integrated approach for identification and characterization of palaeo-exposure surfaces in the upper Sarvak Formation of Abadan Plain, SW Iran. Journal of African Earth Sciences, 145: 32-48.
Boix, C (2007) Foraminiferos rotalidos Del Cretacico superior de la Cuenca Pirenaica, Unpublished PhD. thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 139 p.
Boix, C., Villalonga, R., Caus, E., and Hottinger, L (2009) Late Cretaceous rotaliids (Foraminiferida) from the western Tethys, Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie-Abhandlungen, 253: 197-227.
 Chamley, H (1989) Clay sedimentology: Speringer-Verlag Berlin Hideberg New York, 623p.
 Dong, D. Z., Qiu, Z., Zhang, L. F., Li, S. X., Zhang, Q., Li, X. T., Zhang, S. R., Liu, H. L., Wang, Y. M (2021) Progress on sedimentology of transitional facies shales and new discoveries of shale gas. Acta Sedimentol. Sin, 39: 29–45.
Fagel, N (2007) Clay minerals, deep circulation and climate. Dev. Mar. Geol, 1: 139-176.
Flügel, E (2010) Microfacies of Carbonate Rocks: Analysis, Interpretation and Application. Second edition. Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 984p.
Folk, R. L (1980) Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill Publishing Company, Austin, 184p.
Hajikazemi, E., Al-Aasm, I., Coniglio, M (2012) Chemostratigraphy of Cenomanian–Turonian carbonates of the In the Appalachain basin. AAPG Bulletin, 97 (12): 2173–205.
Kazemi, A., Sadeghi, A., Adabi, M (2012) Biostratigraphy of the Surgah formation in Kuh - e - Surgah and correlation with Tang - e -Gerab (West of Iran), Arab Jurnal Geoscince.
Khormali, F., Abtahi, A., Owliaie, H. R (2005) Late Mesozoic- Cenozoic clay of southern Iran and their palaeoclimatic implications. Clay Minerals, 40: 191-203.
Li, L., Keller, G., Adatte, T., Stinnesbeck, W (2000) Late Cretaceous sea Level change in Tunisia: A multi-disciplinary approach. Journal of Geological Society of London, 157: 447-458.
Luo, J. L., Wei, X. S., Yao, J. L., Liu, X. S., Liu, X. H (2010) Provenance and depositional facies controlling on the Upper Paleozoic excellent natural gas-reservoir in northern Ordos basin, China. Geol. Bull. China, 29: 811–820.
Malekzadeh, M., Hosseini-Barzi, M., Sadeghi, A., Critelli, S (2020) Geochemistry of Asara Shale member of Karaj Formation, Central Alborz, Iran: Provenance, source weathering and tectonic setting, Marine and Petroleum Geology, 121: 23-45.
Masud Alam, A. K. M., Xie. Sh., Chowdhury. S. Q (2009) Clay Mineralogy and Diagenesis of Shales: A Case Study from the Mio-Pliocene Tipam and Dupi Tila Shales of Bandarban Anticline, Bandarban Hill District, Bangladesh. Journal of Applied Sciences, 9: 2770-2777.
Miall, A. D (2016) Stratigraphy: A Modern Synthesis, Springer Cham, XVII, 454 p.
Mukasa-Tebandeke, I. Z., Ssebuwufu, P. J. M., Nyanzi, S. A., Schumann, A., Nyakairu, G. W. A., Ntale, M. and Lugolobi, F (2015) The Elemental, Mineralogical, IR, DTA and XRD Analyses Characterized Clays and Clay Minerals of Central and Eastern Uganda. Advances in Materials Physics and Chemistry, 5: 67-86.
Omidi, R., Sadeghi. A., Hosseini-Barzi. M., Akbari bas Kelayeh. N (2021) new findings in biostratigraphy of the Sarvak and Ilam formations of Abe-teymour Oil Field (Dezful embayment). Journal of Stratigraphy and Sedimentology Researches, 37: 23-44.
Pettijohn, F. J (1975) Sedimentary Rocks. Second Edition, Harper and Row Publishers, New York, 628 p.
Pevear, D., R (2000) Illite and hydrocarbon exploration. Geology, Mineralogy, and Human Welfare, 96: 3440-3446.
Piuz, A., Meister, C (2013) Cenomanian rotaliids (Foraminiferida) from Oman and Morocco, Swiss Journal of Palaeontology, 132: 81-97.
Rahimpour-Bonab, H., Mehrabi, H., Enayati-Bidgoli, A., Omidvar, M (2012b) Coupled imprints of tropical climate and, recurring emergence on reservoir evolution of a Mid Cretaceous carbonate ramp, Zagros Basin, southwest Iran. Cretaceous Research, 37: 15-34.
Rahimpour-Bonab, H., Mehrabi, H., Navidtalab, A., Omidvar, M., Enayati_Bidgoli, A., Sonei, R., Sajjadi, F., Amiri-Bakhtyar, H., Arzani, N., Izadi-Mazidi, E (2013) Palaeo_exposure surfaces in Cenomanian–Santonian Carbonate reservoirs in the Dezful Embayment, SW Iran. Journal of Petroleum Geology, 36: 335-362.
Sarvak Formation, southern Iran. Journal of Petroleum Geology, 35: 187-205.
Scholle, P. A. and Ulmer- Scholle D. S (2006) A Color Guide to the Petrography of Carbonate Rocks/ Grains, Texures, Porosity, Diagenesis: Tulsa, ok, American Association of Petroleum Geologist Memoir, 77:  474p.
Shales, Duwi Formation at Quseir-Safaga, Red Sea, Egypt. Egyptian Journal of Petroleum, 26: 915–926.
Stuben, D., Kramar, U., Berner, Z., Stinnesbeck, W., Keller, G., Adatte, T (2002) Trace elements, stable istopes, and mineralogy the Elles II K-T boundary section in Tunisia: indications sea level fluctuations and primary productivity. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 178: 321-345.
Thiry, M (2000) Palaeoclimatic interpretation of clay minerals in marine deposits: an outlook from the continental origin. Earth-Science Rev, 49: 201-221.
Tucker, M. E (2001) Sedimentary Petrology: an introduction to the origin of sedimentary rocks: Blackwell, Scientific Publication, London, 260 p.
Ulmer-Scholle, D. S., Scholle, P. A., Schieber, J.,  Raine, R. J (2015) A Color Guide to the Petrography of Sandstones, Siltstones, Shales and Associated Rocks, AAPG Memoir, 109: 544 p.
Wang, G., Carr, T. R (2013) Organic-rich Marcellus Shale Lithofacies modeling and distribution pattern analysis
Wang, J., Guo, Sh (2020) Comparison of geochemical characteristics of marine facies, marine-continental transitional facies and continental facies shale in typical areas of China and their control over organic-rich shale, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects.
Wynd, J. G (1965) Biofacies of the Iranian oil consortium agreement area, IOOC report, no 1028. Unpublished.
Xiao, D., Lu, Sh., Shao, M., Zhou, N., Zhao, R., Peng, Y (2021) Comparison of Marine and Continental Shale Gas Reservoirs and Their Gas-Bearing Properties in China: The Examples of the Longmaxi and Shahezi ShalesEnergy Fuels, 35: 4029−4043.
Zhang, L., Zhao, Q., Peng, S., Qiu, Z., Feng, C., Zhang, Q., Wang, Y., Dong, D., Zhou, S (2021) Paleoenvironment and Organic Matter Accumulation Mechanism of Marine–Continental Transitional Shales: Outcrop Characterizations of the Carboniferous–Permian Strata, Ordos Basin, North China. Energies, 14: 45-74.

Files

History

  • Receive Date: 10 April 2022
  • Revise Date: 16 June 2022
  • Accept Date: 27 June 2022

Share

How to cite

Statistics