STRUCTURAL, STRATIGRAPHIC EVOLUTION AND RESERVOIR CHARACTERISTICS OF ABU-SUFYAN SUB-BASIN, MUGLAD RIFT BASIN, SUDAN. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF PhD_Dissertation_Yassin_Draft_14_2.pdf - Accepted Version Download (23MB) | Preview

Arabic Abstract

حوض سفيان الفرعي هو حوض فرعي يتجه نحو الشرق والغرب يقع في الجزء الشمالي الغربي من حوض المجلد (السودان) في امتداد شرق غرب ووسط أفريقيا. أظهرت نتائج الاستكشاف في حوض سفيان الفرعي تواجد كميات اقتصادية من الهيدروكربون. ويعتقد أن صخور المصدر لهذا الهيدروكربون هى صخور تكوين أبو جبرة. وتشكل صخور الحجر الرملي (الدلتا) في تكوين أبو جبرة الخزان الرئيسي. يختلف اتجاه حوض سفيان الفرعي عن االتجاه العام لحوض المجلد (شمال غرب-جنوب شرق) ويشبه حوض بقارة في غرب السودان واألحواض الاخرى في شرق تشاد. ويشير الاتجاه الفريد (شرق-غرب) أن هذا الحوض الفرعي نشأ عن آلية مختلفة عن حوض المجلد الذي تكون نتجة للحركة التمددية فى الأصل. ويوجد الهيدروكربون في طبقات الرمال التي تتداخل داخل الصخر السميك في تكوين العصر الطباشيري المبكر (تكوين أبو جبرة) الذي تكون خلال دورة الصدع الأولى. تعقيد البنية الهيكلية ونظام الترسب غير مفهوم جيدا في منطقة الدراسة ويحتاج إلى مزيد من الدراسة. لا توجد دراسة تفصيلية تدمج النماذج الهيكلية الحركية المتحصل عليها من أعادة الهيكلة مع الأنظمة الترسيبية، والتسلسل الطبقي، وتوزيع الرمال في حوض سفيان الفرعي. باستخدام حوض المجلد في السودان كمثال على الاحواض المتصدعة، فإن الغرض من هذا العمل هو دراسة البنية التركيبية والنظم الترسيبية والتسلسل الطبقي وتوزيع الرمال في حوض سفيان الفرعي. تم تنفيذ التفسير التفصيلي للتسلسل الطبقي لحوض سفيان الفرعي باستخدام 22 بئرا، بيانات زلزالية ثنائية الابعاد، وثلاثية الابعاد. تم تضمين خطوط الزلازل لتوضيح التباين فى البنية الهيكلية والطبقية عبر الحوض. خرائط الصدوع، أربعة خرائط سمك، خمسة مقاطع عرضية، واثنين من النماذج الحركية استخدمت في هذه الدراسة. تكشف هذه البيانات عن أن الترسيب العصبي الطباشيري المبكر يسيطر علية الهبوط التكتوني. وتتركز الخزانات الهيدروكربونية في حوض حوض سفيان الفرعي فى ترسبات قنوات التوزيع التحت مائية والشريط القاصي والرمال الصخرية التي ترسبت فى الدلتا المتقدمة على ارتفاعات بنائية تنتجها حركات انزلاق الاضطرابات الناجمة عن الصدوع. التفسير الهيكلي لحوض سفيان الفرعي استنادا إلى البيانات الزلزالية الثنائية سلط الضوء على أسلوب هيكل الانزلاق ذات الصلة. وتشكل البنى السالبة، والصدوع المتشابكة، والهندسة المعينية كلها عنصرا تدل على الحركة الجانبية الافقية المكونة لحوض سفيان الفرعي. وقد أدخلت سيناريوهات بديلة أخرى لتاريخ التطور وآلية تشكيل الحوض مثل نموذج التمدد المنحرف. تم تنفيذ التفسير الرسوبي في هذه الدراسة على أساس قطع صخرية من الابار، سجلات الابار، والبيانات الزلزالية. وباستخدام المقاطع الزلزالية عبر الآبار، تم تحقيق التوزيع المكاني للرسوبيات. تم بناء النماذج الترسبية وتفسيرها بناء على تفسير السحنات الصخرية. على اساس التكتونية الطبقية اقترح الإطار الطبقي لمنطقة الدراسة من خلال دمج التفسير الرسوبي، والنظم الترسيبية، وتاريخ التطور التكتوني. وقد تم تحديد أربعة أنواع من أنظمة الترسيب في الاجزاء المدروسة. هذه هي دلتا نهرية، مروحة دلتا، مروحة تحت مائية بحرية، ونظم بحيرية. صنف تكوين أبو جبرة على شكل تسلسل ترتييب ثنائى وتنقسم إلى خمسة تسلسل من الترتيب الثلاثى. من المتوقع أن تعزز هذه الدراسة فهم سيطرة التطور التكتوني والنماذج الهيكلية على أنظمة الترسيب وتسلسل الأنماط الطبقية. وتفسر هذه الدراسة أيضا التاريخ التكتوني للأحواض المتصدعة وتناقش سيطرة بدء الصدوع وإعادة تنشيطها على عملية التعبئة بالإضافة إلى التطوير والتوزيع المكاني لأنظمة الترسيب المختلفة في الاحواض المتصدعة.

English Abstract

Sufyan Sub-basin is an East-West trending Sub-basin located in the northwestern part of the Muglad Basin, (Sudan) in the eastern extension of the West and Central Africa Rift System (WCARS). The exploration results of Sufyan Sub-basin showed that presence of hydrocarbon accumulations. Source rock for this hydrocarbon is believed to be the lacustrine shale of the Abu Gabra Formation and the fluvio-deltaic sandstone rock within Abu Gabra Formation represents the primary reservoir rocks. The trend of the Sufyan Sub-basin (E-W) is different from the general trend of Muglad Basin (NW-SE) and similar to Baggara basin in the west of Sudan and other basins in east Chad. The unique E-W trend of the boundary faults, the oblique faults within the Sub-basin were observed an en-echelon pattern, Sufyan Sub-basin relatively shallower than Muglad Basin, all these suggests that this Sub-basin originated by a mechanism different from Muglad Basin. Hydrocarbon exists within the sand layers that interbedded within the thick shale of the Abu Gabra Formation that deposited during the first rift cycle. The complex structural setting and depositional system are poorly understood in Sufyan Sub-basin which needs further detailed structure and sequence stratigraphic studies. This study integrates the kinematic structural models generated from the structural restoration with the depositional systems, stratigraphic sequences, and sand-body distribution in Sufyan sub-basin. Moreover, porosity and permeability of different lithofacies were analyzed under the sequence stratigraphic framework and 3D geological models were built for lithofacies, lithofacies associations, and porosity. Detailed sequence stratigraphic interpretation of the Sufyan Sub-basin was carried out using 22 wells, 2D, and 3D seismic data. Fault polygons maps for six horizons, four isopach maps, five cross-sections, and two associated kinematic models are presented in this study. These data revealed that the Early Cretaceous clastic sedimentation is controlled mainly by tectonic subsidence. Hydrocarbon reservoirs of the Sufyan Sub-basin basin are concentrated underwater distributary channels, distal bar, and sheet sands dominated in the delta front on structural highs produced by strike-slip movements of NW-SE-striking faults. Structural interpretation of Sufyan Sub-basin based on 2D seismic data highlights the style of strike-slip related structure. Negative flower structures, en-echelon faults, and rhombic geometry all suggest a significant component of a pull-apart transtensional movement in Sufyan Sub-basin. Sedimentologic interpretation in this study was performed based on core cuttings, well logs, and seismic data. By using seismic sections across the wells, the spatial distribution of facies was achieved. Conceptual depositional models were constructed and interpreted based on facies interpretation. Tectono-Sequence Stratigraphic framework for the study area was proposed through the integration of sedimentologic interpretation, depositional systems, and tectonic evolution history. Four types of depositional systems have been recognized in the studied succession. These are braided delta, fan delta, sublacustrine fan, and lacustrine systems. Abu Gabra Formation categorized as a 2nd order sequence and divided into five 3rd order sequences. Depositional and post-depositional processes believed to be highly influenced the reservoir heterogeneity, quality, and architecture. Three dimensional geostatistical models characterizing the structural variation, lithofacies heterogeneity, reservoir architectures, and porosity distribution were established. The lithofacies heterogeneity together with the complex structural and stratigraphic settings have resulted in a complex reservoir geometries and highly variation in porosity distribution. This study expected to enhance the understanding of the control of tectonic evolution and structural models on depositional systems and sequence stratigraphic patterns. This study also explains the tectonic history of fault basins and discuss the control of faults initiation and reactivation over the filling process moreover the development and spatial distribution of various depositional systems in fault basins. The generated 3D models could use as a predictive tool for reservoir geometries and reservoir quality.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Hariri, Mustafa
Committee Co-Advisor:	Abdullatif, Osman
Committee Members:	Makkawi, Mohammad and Bertotti, G and Kaminski, Michael
Depositing User:	AHMED YASS ABDELGADER (g200904290)
Date Deposited:	07 Nov 2017 12:34
Last Modified:	31 Dec 2020 08:02
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140515