KFUPM ePrints

LITHOFACIES AND PETROPHYSICAL CHARACTERIZATION OF THE LATE ORDOVICIAN SARAH FORMATION, RUB’ AL-KHALI BASIN, SAUDI ARABIA

l LITHOFACIES AND PETROPHYSICAL CHARACTERIZATION OF THE LATE ORDOVICIAN SARAH FORMATION, RUB’ AL-KHALI BASIN, SAUDI ARABIA. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF (MS Thesis of Abdullah Alqubalee) - Accepted Version
Restricted to Abstract Only until 30 April 2018.
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

29Mb

Arabic Abstract

يعتبر متكون صارة ذو العمر الأردوفيشي المتأخر كمكمن محتمل للغاز المتواجد في الصخور الرملية المحكمة في حوض الربع الخالي, المملكة العربية السعودية. كشفت أعمال التنقيب في حوض الربع الخالي عن وجود تحديات متعلقة بالسحنات الرسوبية و بالبيئات الترسيبية والجغرافية القديمة في هذا المكمن. لإثراء المعرفة ولمعالجة هذه التحديات، يهدف هذا البحث إلى دراسة السحنات الرسوبية، والبتروجرافية، والجيوكيميائية, والبتروفيزيائية لمتكون صارة باستخدام عينات صخرية أخذت من ستة آبار استكشافية حفرت في حوض الربع الخالي. في هذه الدراسة تم إجراء وصف تفصيلي للسحنات الرسوبية من خلال الوصف المباشر للعينات الصخرية. ومن ثم تم اجراء عدة أختبارات على عينات صخرية صغيرة. تشمل هذه الاختبارات: التحليل البتروجرافي, و اختبار المسامية والنفاذية , واختبار الانكسار و الوميض للأشعة السينية وكذلك ايضاً تم استخدام المجهر الإلكتروني. من خلال دمج السحنات الرسوبية, تم تشكيل اربع مجموعات سحنية رسوبية تشمل حجر رملي حيوي ، وحجر رمادي رملي كتلي، و رواسب جليدية، و حجر رملي مشوه جزئيا متدرج و كتلي. أربع بيئات ترسيبيه تم تفسيرها لهذه المجموعات الرسوبية والتي تضم بيئة شاطئية لبحيرة، و بيئة دلتا بحيرية جليدية، وبيئة جليدية، وبيئة جليدية نهرية. تتميز البيئة الشاطئية ذات الحجر الرملي الشبه اركوزي بمسامية تتراوح بين 4.5 إلى 13.5 بالمائة و بنفاذية تترواح بين 0.04 إلى 17.46 ملي دارسي و بخصائص مكمنية افضل من بين البيئات الرسوبية المدروسة الآخرى. وقد لوحظ أن الكسور و الانحلالات الجزئية والكليه للفلسبار تعمل على تحسين جودة الرواسب المكمنية لهذه البيئة الرسوبية. أما رواسب البيئة الجليدية النهرية ذات الحجر الرملي الصخري فتتميز بمسامية تتراوح بين 0.7 الى 6.4 بالمائة وبنفاذية تترواح بين 0.03 الى 4.21 ملي دارسي و بخصائص مكمنية متوسطة نسبياً. في هذه البيئة, لوحظ وجود عدة عوامل تعمل على تقليل الجودة المكمنية لهذه الرواسب منها كبس الحبيبات، و التسميت، و نمو الكوارتز و الفرز الرديء للحبيبات. في كلا من البيئة الشاطئية والبيئة الجليدية النهريه لوحظ أنه لايوجد عدم تجانس جيوكيميائي هام. أما البيئات الآخرى والتي تشمل كلا من البيئة الجليدية والدلتا الجليدية البحيرية ذوات الحجر الرملي المرو و الحجر الرملي الصخري فتتميز بمسامية متغيرة و بنفاذية أقل من 0.1 ملي دارسي وبخصائص مكمنية رديئة. تعمل كلا من الكسور الطبيعية وانحلال الفلسبار على تحسين جودة هذه الرواسب بينما كبس الحبيبات والتسميت والرواسب الارضية فإنها تعمل على تقليل جودة الرواسب المكمنية. في رواسب هاتين البيئتين لوحظ وجود عدم تجانس كيميائي والذي تم تفسيره بوجود عدم تجانس في التركيب المعدني لهذه الرواسب. من المتوقع أن يؤثر عدم تجانس السحنات الرسوبية على نوعية المكمن وأسلوب بناءة. لذلك تحديد خصائص السحنات الرسوبية وكذلك تحديد تغيرات النشأة المتأخرة في متكون صارة أمر بالغ الأهمية حيث يساعد في تسهيل تقييمه في المراحل القادمة من التنقيب والتطوير كأحد المكامن المهمة في الصخور الرملية المحكمة.

English Abstract

The Late Ordovician Sarah Formation is considered as a potential tight gas sand reservoir in Rub’ Al-Khali Basin, Saudi Arabia. Exploration work carried out in the basin revealed the existence of challenges that are related to lithofacies, paleoenvironmental, and paleogeographic heterogeneity of the Formation. In order to enrich the existing knowledge and to tackle these challenges from the subsurface, this study investigates lithofacies, petrographical, geochemical and petrophysical characteristics of the Sarah Formation based on core samples retrieved from six exploratory wells drilled in the Rub Al-Khali Basin. Detailed facies, thin section petrographical, XRD, SEM/EDX, and XRF analyses were carried out on the cores. Porosity and permeability measurements were acquired from the cores. Each core interval has been divided into several lithofacies. The lithofacies are assembled to represent four lithofacies associations including massive bioturbated sandstone, grayish massive sandstone, diamictites, and partially deformed, graded to massive sandstone. Based on the lithofacies associations, four depositional environments comprising a nearshore lake, glaciolacustrine delta, subglacial tillite, and glaciofluvial outwash environments were interpreted. The nearshore environment is characterized by subarkoze sandstone with porosity ranging from 4.5% to 13.5% and permeability ranging from 0.04 mD to 17.46 mD. This environment shows relatively high reservoir quality enhanced by fractures and feldspar dissolutions. The glaciofluvial environment is characterized by sublitharenite sandstone with porosity ranging from 0.7% to 6.4% and permeability ranging from 0.03 mD to 4.21mD. It exhibits relatively moderate reservoir quality which is controlled by grains compaction, poor sorting, and silica overgrowth. Both the nearshore and the glaciofluvial environments show no significant variation observed in their geochemical characteristics. The glaciolacustrine and subglacial environments are quartzarenite to sublitharenite sandstones. The permeability of these environments is less than 0.1 mD while the porosity is variable. Natural fractures and feldspar dissolutions enhanced their reservoir quality while matrix content, compaction, and cementation diminished the reservoir quality of diamictite lithofacies. Both the glaciolacustrine and subglacial environments exhibit significant variation in their geochemical characteristics. This attributed to a variation in their mineralogical composition. The lithofacies heterogeneity of the formation is expected to impact reservoir quality and architecture. Identifying lithofacies and diagenetic characteristics in the Sarah Formation is crucial to understand the reservoir heterogeneity and to facilitate reservoir evaluation of tight sand reservoir for future exploration and development.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Earth Sciences
Research > Petroleum
Petroleum > Reservoir Characterization
Divisions:College Of Sciences > Earth Sciences Dept
Committee Advisor:Abdullatif, Osman
Committee Members:Babalola, Lamidi and Makkawi, Mohammed
ID Code:140296
Deposited By:ABDULLAH MOHAMMED ALQUBALEE (g201304210)
Deposited On:01 Jun 2017 10:41
Last Modified:01 Jun 2017 10:41

Repository Staff Only: item control page