KFUPM ePrints

HIGH RESOLUTION SEDIMENTOLOGOY AND RESERVOIR PROPERTIES OF ULAYYAH RESERVOIR EQUIVALENT, UPPER JURASSIC HANIFA FORMATION, OUTCROP APPROACH CENTRAL SAUDI ARABIA

l HIGH RESOLUTION SEDIMENTOLOGOY AND RESERVOIR PROPERTIES OF ULAYYAH RESERVOIR EQUIVALENT, UPPER JURASSIC HANIFA FORMATION, OUTCROP APPROACH CENTRAL SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
Restricted to Abstract Only until 10 September 2016.

11Mb

Arabic Abstract

صخور الكربونات ذات العمر الجوراسي تعتبر من أهم الصخور المستضيفة للموارد الهيدروكربونية في المملكة العربية السعودية, وبسبب أهميتها الاقتصادية, فإن العديد من الدراسات البترولية قد أجريت على هذه الصخور في المنطقة. لكن, وعلى الرغم مما ذُكر, فإن معظم الدراسات الرسوبية والإحاثية التي تمت للتعرف على هذه الصخور بشكل أوسع أجريت على الوحدات التي تُشكِّل مكامن تخزين الهيدروكربونات. في الحقيقة نحن بحاجة الى وضع منهج أكثر شمولاً ودقةً من أجل تعزيز وتحسين فهمنا فيما يختص بطبقية وترسب الوحدات الداخلية للمكمن, بالإضافة الى عدم التجانس الكبير الذي يظهر في المسامات الداخلية لحقول البترول. هذه الدراسة تقوم باستقراء تناظرية الطبقات البارزة على سطح الأرض بدقة عالية من أجل توصيف ما يعادل أو يماثل صخور الكربونات ذات العمر الجوراسي الوسيط المنتمية الى تكوين حنيفة في مكمن عُلية في وسط المملكة العربية السعودية. استخدمت هذه الدراسة نهجاً متعدد التخصصات يتعلق بتكامل البيانات الرسوبية والكيميائية والأحيائية للطبقات, بالإضافة الى قراءات اشعاعات جاما. الصخور ذات العمر الجوراسي العلوي (الأكسفوردي) المنتمية لتكوين حنيفة في مكمن عُلية تتكون من حبيبات حجر جيري متوسطة الى سميكة الطبقية, وتحتوي على بقايا كائنات حية عظمية (ذوات القوائم الذراعية وذوات الصدفتين والمنخريات والشعاب المرجانية وشوكيات الجلد وبقايا أخرى), وبقايا كائنات حية غير عظمية (البيلويدز والأنكويدز والأويدز والانتراكلاستس). أظهر تحليل السحنات بيئات رسوبية ذات طاقة حركية منخفضة الى عالية, منها بيئات البحيرات العميقة والبحيرات الضحلة (لاغونيه) والمياه الضحلة ذات الحاجز الرملي. أظهر التحليل الميداني ستة تسلسلات عالية التردد من الترتيب الرابع للتسلسلات الترسيبية في كل واحدة من المقاطع الطبقية الأربعة التي تمت دراستها. أظهر تحليل المساحات ذات الأنظمة العالية توجهاً يزداد ضحالة بصورة تصاعدية الى أعلى حيث تكون سحنات المياه العميقة موجود بالأعلى من سحنات المياه الضحلة. مقارنة ارتباط الطبقات الترسيبية في المقاطع التي تمت دراستها أظهرت أن الظروف البحرية الضحلة (البحيرات الضحلة والمياه الضحلة ذات الحاجز الرملي) هي السائدة في منطقة الدراسة, ولكنها تناوبت مع سحنات الواكستون والصخور الطينية المنتمية للمياه المفتوحة العميقة في تقديم مناطق الحد الأقصى من الفيضانات. العوامل المتحكمة في نمط وشكل الترسيب هي (أ) التغيرات في مستوى سطح البحر بمقاييس مختلفة. الترتيب الثالث من الأصل التكتوني والترتيب الرابع والخامس من الأصل المناخي (نوع ميلانكوفيتش). (بـ) المدخلات الرملية ذات الأصل السليكي القادمة من مناطق الدروع المحلية العالية. بالإضافة الى حجم وشكل صخور الجرينستون المرتبطة مباشرةً بتغيرات عمق المياه. طريقة أشعة جاما الطيفية والتحليل الكيميائي أظهرا علاقةً قوية بين السحنات الطبقية لأي تسلسل متوسط التردد. التحاليل الكيميائية ساهمت في تعريف حالات التراجع والتأخر للدورات الترسيبية بأنماطها المختلفة في الجزء العلوي من مكمن عُلية. أظهرت البيانات الجيو-كيميائية اختلافات واضحة في توزيع السحنات الطبقية, وهذا قد يساعد في عمليتي تقسيم المناطق وطبقية المكمن. تُقدِّم هذه الدراسة استقراءاتٍ لتناظرية الطبقات البارزة على سطح الأرض لصخور الكربونات الموجودة في الجزء العلوي من مكمن عُلية. كما أنها تقوم بتقديم معلومات كمية على المقياس الزلزالي فيما يختص بتوزيع وحجم وتباين السحنات الطبقية لصخور المكمن. ويُعزى أفضل انتاج للمكمن الى صخور الجرينستون التي تحتوي على بقايا الفورامنفرا والتي ترسبت في بيئات البحيرات ذات الأجنحة الرملية والتي توصف بأنها جيدة التوزيع الحبيبي الرملي بمسامية بين حبيبية تتراوح بين 15% و 25%. كشف النموذج التناظري للطبقات البارزة على سطح الأرض عن تباين كبير في السحنات الطبقية للمكمن, بدقة أكبر من النموذج التناظري للطبقات تحت سطح الأرض. التقاط التباين في السحنات الطبقية على المقياس الصغير ذو أهمية كبيرة في تحديد توزيع المسامية والنفاذية لصخور المكمن تحت سطح الأرض.

English Abstract

The Jurassic carbonates in Saudi Arabia host vast hydrocarbon resources. Because of their economic importance, numerous petroleum-related studies have been carried out on the Jurassic carbonates in Saudi Arabia. However, most sedimentological and micropalentological framework studies have focused only on the reservoir units themselves. A more encompassing approach is needed to enhance and improve understanding of the intra-reservoir stratigraphy, sedimentology and heterogeneity within the inter-well spacing in individual oil fields. This study uses high resolution outcrop analog to characterize a strata equivalent to the Middle Jurassic Upper Ullayah reservoir units of Hanifa Formation exposed in central Saudi Arabia. The study utilized a multidisciplinary approach involving the integration of sedimentological, chemostratigraphical, biostratigraphical and gamma ray data. The Upper Jurassic (Oxfordian-Kimmeridgian) Upper Ullayah Reservoir strata of Hanifa formation are composed of medium- to thick-bedded, mostly grainy limestones with various skeletal (brachiopods, bivalves, foraminifera, Cladocoropsis, encrusting stromatoporoid, corals and echinoderms) and non-skeletal (peloids, ooids, intraclasts, and oncoids) components. Facies analysis documents low- to high-energy environments, including, deep lagoonal, lagoonal shoal flank, and barrier sand shoal. The field analysis revealed six high frequency sequences of fourth-order depositional sequences in each of the four stratigraphic measured sections. High stand systems tracts (HST) show shallowing-upward trends in which deep-water facies are overlain by shallow-water facies. Correlation of depositional sequences in the studied sections shows that relatively shallow marine (shallow lagoonal, lagoonal shoal flank and barrier shoal sand) conditions dominated in the study area. These alternated condition with deep-water open-marine wackestone and mudstones representing zones of maximum flooding. The controlling factors on the sedimentation pattern and geometries are: (a) relative sea-level variations, at different scales: third order of eustatic/tectonic origin, fourth order and fifth order of eustatic/climatic origin (Milankovitch type) (b) input of siliciclastic sands from local high shield area. Size, morphology and reproductive characters of grainstone seem to be directly related to changes in water depth (accommodation). Spectral Gamma Ray (SGR) and chemical analysis signatures show moderate correlation with lithofacies for each high frequencies sequence, their sequence hierarchy and stacking pattern. The chemical profiles defined the regressive and transgressive phases and reflect cyclic depositional patterns within Upper Ullayah reservoir member. The geochemical data shows marked differences in character and distribution of different lithofacies, which might help in reservoir layering and zonation. This study provides outcrop analog for Upper Ullayah carbonate reservoir. It is predictive and provides quantitative information at the sub-seismic scale with regard to the distribution, size and heterogeneities of the reservoir rock lithofacies. The best reservoir potential is attributed to the cross-stratified well sorted and laminated sandy grainstone of sand shoal with a maximum porosity value of 32-25 %. Best reservoirs are located in the platform margin. The outcrop analog 3D model revealed heterogeneity of the reservoir lithofacies at a higher resolution than that in the subsurface model. Capturing the small-scale lithofacies heterogeneity is important since it influences the distribution of porosity and permeability in the subsurface reservoirs.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Earth Sciences
Divisions:College Of Sciences > Earth Sciences Dept
Committee Advisor:Abdullatif, Osman
Committee Members:Korvin, Gabor and Kaminski, Michael
ID Code:139735
Deposited By:HUSSAM ELDIN ELZAIN OSMAN ELZAIN (g201203080)
Deposited On:16 Sep 2015 14:40
Last Modified:16 Sep 2015 14:40

Repository Staff Only: item control page