Geri Dön

A study of mud volcano formation by basin modeling in the lower kura depression, South Caspian basin, Azerbaijan

Güney Hazar havzası aşağı kür depresyonunda (Azerbaycan) çamur volkanı oluşumlarına ilişkin modelleme ile bir çalışma

PDF İndir

  1. Tez No: 775875
  2. Yazar: MUHAMMAD NAMAZLI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEDAT İNAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Çamur volkanı, çamur, su ve gazların yeryüzüne salınmasıyla oluşan bir yeryüzü şeklidir. Çamur volkanları birçok jeolojik sürecin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir. Çamur volkanları lav üretmediğinden ve her zaman magmatik aktiviteyle beslenmediğinden, gerçek magmatik volkanlar değildir. Çamur volkanları, bir veya iki metre yüksekliğinde ve iki metre genişliğinde veya 700 metre yüksekliğinde ve on kilometre genişliğinde olabilir. Bazen daha küçük çamur sızıntılarını tanımlamak için çamur kapları kullanılır. Bu çalışmanın amacı, Azerbaycan'da Güney Hazar Havzası'nın (GHH) Aşağı Kura Çöküntüsü'ndeki çamur volkanı oluşumlarının ana nedenlerinin araştırılmasıdır. Aşağı Kura Çöküntüsü'nün bulunduğu Güney Hazar Havzası, sayısız çamur volkanının yanında büyük petrol ve gaz yoğuşma rezervuarları ile dünyanın büyüleyici bir parçasıdır. Güney Hazar Havzsında 300'den fazla çamur volkanı var. Oluşumları son derece yoğundur: 16x103 km2'lik bir alandaki sayıları 220 kadardır. Bunların çoğu özellikle büyüktür (400 m yüksekliğe kadar). Aşağı Kura Çöküntüsü'nün gelişimi 14 döneme ayrılmıştır: 13 çökelme ve bir aşınma dönemi. Açık denizde, kalıcı veya geçici adalar oluşturan çamurlu breşleri ve volkanların üzerindeki çok sayıda denizaltı kıyısını çıkarın. Bölgenin sömürülen hidrokarbon rezervlerinin neredeyse tamamı, aralarındaki yakın bağı doğrulayan çamur aktivitesiyle ilişkilidir. Çamur volkanları derin köklere sahiptir ve sıvıların daha yüksek yapısal seviyelere ulaşması için kuyu görevi görerek petrol ve gaz üretim bölgelerine nüfuz eder. Çamur volkanizması çalışmak için büyüleyici bir süreçtir.Aşağı Kura Çöküntüsü (AKÇ) ve Güney Hazar Havzası (GHH), muazzam petrol ve petrol-gaz-yoğuşma birikintilerinin petrol-gaz çamur volkanları ile bir arada bulunduğu Dünya üzerinde eşsiz yerlerdir. Bu bölgenin keşfedilen hidrokarbon sahalarının neredeyse her birinde petrol-gaz çamur aktivitesinin varlığı, aralarındaki yakın ilişkiyi doğrulamaktadır. Çamur volkanlarının, petrol ve gaz üretim bölgelerine ulaşan derin kökleri vardır ve sonuç olarak, daha yüksek yapısal seviyelere sıvı geçiş yolları görevi görürler. Güney Hazar Havzası, dünyadaki çamur volkanlarının çoğunluğunun, %30'dan fazlasının bulunduğu yerdir. Bu sebeble Aşağı Kür Çöküntüsünü araştırırken Güney Hazar Havzasını da beraberinde araştırılması gereklidir. Aşağı Kura Çöküntüsü, Güney Hazar Havzası'nın Jura kayaçlarından Kuvaterner çökellerine kadar uzanan geniş bir stratigrafik aralığı ile jeoyapısal olarak merkezli bir kapanışıdır. Çalışma yapılirken Güney Hazar Havzasındakı bir çok çamur vulkanları da araştırılmış ve onları tetikleyen faktörler AKÇ çamur vulkanları ile karşılaştırılmalı öğrenilmiştir. Aşağı Kür Çökekliyi Avrasiya ve Arap levhalarının sıkışma noktasında yerleşmektedir. Bu levha çarpışmasının yapısal sonuçları olarak bu sahada antiklinal ve sinklinallar oluşmuştur. Bu yapısal oluşumlar çalışma sahasına hidrokarbonların rezervuarlarda toplanmasına, kayaçlarda basınca yol açmaktadır. Uygun tektonik süreçler, çökelme ortamları ve termobarik sıcaklıkların bir sonucu olarak bu alanda önemli ölçüde büyük çamur volkanları oluşturulmuştur. Belli bölgelerde kilometrelerce genişlikte ve birkaç yüz metre yükseklikte olabilirler. Çamur volkanları gaz ve petrol kaynakları ile ilgilidir. Örneğin Aşağı Kür Çökekliyi'nde çamur volkanları da petrol ve gaz alanlarıyla ilişkilidir. Patlayıcı püskürmeleri ve yakındaki gaza doymuş tortuların kararsızlığı yoluyla, sondaj operasyonları, teçhizat kurulumları ve boru hattı güzergahları üzerinde de etkileri olabilir. Bununla birlikte, onlarca yıllık çalışmalara rağmen, çamur oluşumunu kontrol eden süreçler ve yüzeye doğru dikey göçü hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı Azerbaycan'da Güney Hazar Havzası'nın Aşağı Kura Çöküntüsü'ndeki çamur volkanı oluşumlarının başlıca nedenlerinin araştırılmasıdır. Aşağı Kura Çöküntüsü'nde aktif oldukları 33 adet çamur volkanı bulunmaktadır. Aşağı Kura Çöküntüsü'ndeki tortul yığının kalınlığı 25 km'ye ulaşıyor. Bu da bölgede tortu birikiminin yüksek oranda ilerlediğini göstermektedir. Çığ çökelimi, sırasıyla 100 mm/1000 yıl ve 1000 mm/1000 yılı aşan yüksek bir çökelme hızı ile karakterize edilir. Diğer çamur vulkanları sahalarıyla karşılaştırdıkta bu çöküntünün diğerlerinden farklı olduğu tüm literatürlerde de belirtilmiştir. Bu nedenle burada yüksek sedimantasyon hızı, aşırı basınca neden olan ve çamur volkanlarını tetikleyen faktörlerden biri olarak bilinmektedir. Yüksek sedimantasyon oranı, gözenek suyu kaçışının azalması, hidrokarbon oluşumu Maykop'taki aşırı basıncın ana nedenleridir. Bu sebepleri daha açık bir şekilde açıklayacak olursak, yüksek sedimantasyon zamanında kayaçların içindeki sıvı sıkışarak kayadaki gözeneklerde kalarak yüksek basınca neden olmuştur. Diğer faktör olan hidrokarbon üretimi ise şu şekilde basınca neden olur; petrolün katı madde kerojenden ayrılması sonucu oluşur, bu hem gözeneklerin artmasına hem de sıvı kütlesinin artmasına neden olarak Maykop'ta aşırı basınca neden olur. Bu faktörler araştırılırken Schulumberger şirketinin PETROMOD 2D yazılım programı kullanılmış ve modeller çalıştırılmıştır. Böyle bir modelin ve genel olarak petrol sistemi modellemesinin temel faydası, her bir hücre için neredeyse sonsuz süreçleri aynı anda hesaplayabilme ve böylece birbirleri ve simülasyon sonuçları üzerindeki zamana bağlı etkilerini değerlendirip değiştirebilme yeteneğidir. Modellemede Azerbaycan Ulusal Bilimler Akademisi (AUBA) tarafından yapılan arazi ölçümleri ve arazilerden alınan numunelerin jeokimyasal analizleri girdi verisi olarak alınmıştır. 2D modeller PetroMod yazılımı kullanılarak oluşturuldu. Petrol ve gaz komplekslerinin 2D modellemesi, profillerle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. birincil jeokimyasal verilerin hacmine ve kalitesine bağlı olarak farklı kinetik türleri kullanılarak petrol ve gaz kompleksinin durumunun hızlı bir şekilde değerlendirilmesine olanak tanır; Tabakadaki termodinamik süreçlerin modellenmesinde çeşitli algoritmaların kullanılması, tuzaklardaki hidrokarbonların göç yollarının tespit edilmesini ve olası hidrokarbon potansiyelinin doğru bir şekilde tahmin edilmesini mümkün kılmıştır.Çalışma kesitinden geçen sahalardakı kayaçlar yedi formasyon olarak incelenmiş ve giriş verileri olarak litolojileri, kayaç türleri ve kayaçta olan organik karbon miktarları girilmiştir. Modellemede sınır koşulları olarak ısı akısı, paleosu derinliyi değerleri da dahil edilmiştir. Sınır koşulları olarak; bazal ısı akışını, paleo su derinliğini ve sediman suyu arayüz sıcaklığını da içeren sınır koşulları. Tortu olarak, su arayüz sıcaklığı zamanla 10 ℃ olarak kabul edilir. Isı Akışı tabanda 30 mW/m2 Bu konuda yapılan çalışmaların incelemesi yapılmıştır. Çalışmada Pirsaat mevkiinden Kürsengi'ye kadar uzanan 120 km olan A-A' kesiti kullanıldı. Kesiti incelediğimizde model Maykop formasyonunun (ana kaynak ) halen petrol üretim zonunda olduğunu yani henüz gaz oluşum zonuna girmediğini öngörmektedir. Ek olarak, Maykop Formasyonun'da değişken büyüklükte bir aşırı basınç var gibi görünüyor. Bu aşırı basınç, çamur volkanlarını tetikliyor gibi görünüyor ve bu aşırı basıncın oluşmasında birkaç temel faktör var. Bu faktörleri yüksek sedimantasyon hızı, hidrokarbon oluşumu, kayalarda kil içeriği, sıvı kütle varlığı ve boşluk basıncı olarak sıralayabiliriz. Aslında bu faktörler birbiriyle ilişkilidir. Böylece, yüksek hidrokarbon üretimi, kayadaki sıvı kütlesinde, gözeneklerin ve gözenek basıncının artışına neden olur. Çalışmamızda, Maykop şeyllerindeki dengesizlik ve hızlı sedimantasyon hızının gözenek basıncını artırarak, kaya gücünü aşan aşırı basınçlara neden olduğu ve çamur volkanının başladığı yer burasıdır. Maykop Formasyonun'un Kursangi sahasında yaklaşık olarak 5000 m derinlikte (çalışılan kesitin başlangıç noktasından 120 km sonra) daha olgun olduğu görülmüştür. Maykop'un bu bölümünde sıvı kütlesi 0,28 Mton'a kadar çıkmakta, bazı kesimlerinde 0,1-.0,2 Mton arasında değişmektedir. Bir kaynak kaya olarak Maykop şeylleri, yüksek toplam organik karbon içerikleri ile ayırt edilirler; toplam organik karbonun ortalama değeri %1,86'dır ve maksimum %15,1'e ulaşır. Hidrojen indeksi 11 ile 612 arasında değişmektedir (ortalama değer 146). Bu gözlemlerin hepsi teze sonuçlar kısmında eklenmiştir. İlave olarak modelleme çalışmasında giriş verileri olarak farklı deyerlerde toplam organik karbon miktarı kullanılmıştır ki, Maykop Formasyonun'dakı aşırı basıncın nedeninin sadece hidrokarbon oluşumu olmadığı da kanıtlanmıştır. Kaynak kayamız olan Maykop Formasyonu'nun sıcaklığı kesit boyunca 60 ile 120 derece arasında değişmektedir. Maykop'ta. Easy %Ro, %0 ile %0,6 arasında değişir. Bu çalışmanın sonucu olarak çamur vulkanlarının oluşumu ve onu tetikleyen faktörler üzerine yeni bir mekanizm teklif edilmiştir. Mekanizmde sahadakı kayaçların çökelmesini, faylanmanı, petrol ve gaz oluşumunu dört aşamada gösterilmiştir. Maykop'ta çatlama nedeniyle çamur volkanı gelişmeye başladığından, Maykop'tan daha derinde bulunan tabakalar üzerindeki basınç azalır. Böylece malzeme daha derin aralıklardan (aşağıya doğru fermuar benzeri malzeme besleme mekanizması) sıralı olarak yüzeye doğru çıkmaktadır. Bu nedenle, yüzeye fırlatılan çamur volkanik bresi, Jura (havzadaki bilinen en eski tortul birimler) kadar daha yaşlı kaya parçaları içerir. Daha derin formasyonlardan kaynaklanabilecek gaz ve petrol, yüzey hidrokarbon yayılımlarına neden olmak için zayıf bölge ve faylar ve çamur volkanı kanallarından geçerek hareket eder; yükselen petrolün (ve gazın) bir kısmı, Üretken silsilede yüksek kaliteli kum rezervuar aralıklarına göç eder ve günümüzün petrol sahalarına yol açar. Son milyon yılda artık Üst Pliyosen'e ilerlemiştir. Maykop Formasyonun'dan daha yaşlı kayaçların gaz oluşum zonunda olan bölgeleri vardır. Ağırlıklı olarak kesitin farklı sahalarından ölçülen sıcaklık, olgunluk ve basınç olmak üzere kalibrasyon verileri kullanılmış, ve bu kalibrasyon verileri modellemenin sonuçları ile üst üste düşmüştür. Sahalardan alınmış kayaç nümuneleri ve onların jeokimyasal analizleri baz alınarak kerojen tipleri de belirlenerek giriç verisi olarak kullanılmıştır. Altı saha için tabakaların litolojisini ve kalınlığını belirlemek için sondaj kuyusu bilgileri ve derinliği dönüştürülmüş sismik kesitler kullanılmıştır. Aşağı Kura Çöküntüsü'ndeki çamur volkanlarının mekansal ve zamansal oluşumunu aydınlatmak için kalibre edilmiş model tahminleri elde edildi ve yorumlandı. Kurulan model sonucunda elde edilmiş çıktılar birbirini doğrulayacak niteliktedir. Sonuç olarak Aşağı Kura Çöküntüsündeki çamur volkanizması kıvrımlanma, faylanma ve petrol sahaları ile ilişkilidir. Çamur volkanlarının başlıca alanları olan Kurovdağ, Kursangi, Bandovan ve Pirsaat sahalarında faylanmalar mevcuttur. Bu sahalardakı faylar son üç milyon yılda yaramıştır. Bu faylar, çamur volkanlarının breşlerinin yüzeye çıkması için bir yol rolü oynadığı için çamur aktivitesinde dikkate değer bir role sahiptir. Önceki çalışmalar, Maykop Formasyonu'ndaki yüksek boşluk basıncının, yüksek sedimantasyon hızına ek olarak, organik açıdan zengin Maykop'tan gaz oluşumundan kaynaklanacağını öngörmüştü. Amma Maykop çalışılan sahada gaz üretim bölgesinde değildir, bu nedenle gazdan kaynaklanan aşırı basınç, çamur aktivitesini tetikleyen gerçek bir faktör olamaz.

Özet (Çeviri)

A mud volcano is a landform that forms as mud, water, and gases are released to the surface of the earth. Mud volcanoes can occur as a result of many geological processes. Since mud volcanoes do not generate lava because they are not fueled by magmatic activity. Mud volcanoes can be as little as one or two meters high and two meters broad or as large as 700 meters high and ten kilometers wide. Sometimes mud-pots are used to describe smaller mud exudations. Lower Kura Depression (LKD) and, South Caspian Basin (SCB) are unique places on Earth where enormous oil and oil-gas-condensate deposits coexist with oil-gas mud volcanoes. The presence of oil-gas and mud activity in nearly every one of this region's explored hydrocarbon sites attests to their intimate relationship. Mud volcanoes (MVs) have deep roots that reach oil and gas production zones, and as a result, they act as fluid passageways of hydrocarbons to higher structural levels. The South Caspian Basin hosts more than 30 % of the World's mud volcanoes. Significantly large mud volcanoes were developed in this area as a result of favorable tectonic processes, depositional settings, and subsurface pressure and temperature conditions. MVs can be many kilometers broad and several hundred meters high in certain areas. As a source of hydrocarbon gases, they feed the hydrosphere and atmosphere with enormous amount of gases that contribute to the the greenhouse effect and climate change. For instance in the LKD, mud volcanoes are associated with oil and gas fields. By means of their explosive eruptions and instability of the nearby gas-saturated sediments, they may also have adverse effects on drilling operations, rig installations, and pipeline routings. The purpose of this study is the investigation of the main causes of mud volcanos in the Lower Kura Depression of the South Caspian Basin in Azerbaijan. In the Lower Kura Depression there are 33 mud volcanoes that are active. The thickness of the sedimentary pile in the Lower Kura Depression reaches 25 km. This indicates that the sediment accumulation in the region is proceeding at a high rate. Avalanche sedimentation is characterized by a high rate of sedimentation exceeding 100 mm/1000 years and 1000 mm/1000 years, respectively. For this reason, high sedimentation rate is known here as one of the factors that cause overpressure and trigger mud volcanoes. For investigating these factors, PETROMOD 2D basin modeling program has been used. In the modeling, field measurements made by Azerbaijan National Academy of Sciences (ANAS) and geochemical analyzes of the samples taken from the fields are taken as input data. A review of the studies on this subject has been made. In the study, the A-A' section, extending from the Pirsaat area to the Kursangi fields was used. By use of calibration data, mainly measured temperature and pressure, calibrated model predictions were obtained and interpreted for the spatial and temporal formation of mud volcanoes in the LKD. Calibrated modeling results suggest that the Maykop Formation (the main source rock interval of the basin) is still in the oil generation zone; that is it has not yet entered the gas generation zone. In addition, An overpressure of varying magnitude in the Maykop Fm. across the section is predicted. This overpressure seems to trigger the mud volcanoes, and there are several essential factors in the creation of this overpressure. We can list these factors as high sedimentation rate, formation of hydrocarbons (HC), clay content in rocks, liquid saturation of the rock, and pore pressure. In fact, these factors are related to each other. Thus, the generation of high HC causes an increase in the pore pressure in the rock. In this study, it has been confırmed that disequilibrium and rapid sedimentation increased the pore pressure in the Maykop shales leading to overpressures exceeding rock strength and here is where mud volcano initiates.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    353789

    İzmir, Gülbahçe ve Sığacık körfezleri'nin sığ sismik yansıma verileri ile araştırılması

    Investigation of gulf of İzmi̇r, Gülbahçe and Sığacık bays by shallow seismic reflection data

    ZEHRA ALTAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NESLİHAN OCAKOĞLU GÖKAŞAN

  2. Tez No

    374158

    Marmara Denizi, Batı Sırtı'nda gaz ve olası gaz hidrat birikimlerinin 2B ve 3B sismik veriler ışığı altında araştırılması ve haritalanması

    Mapping and exploration of gas and possibly gas hydrate accumulation in Western High, Sea of Marmara in light of 2D-3D high resolution seismic data

    HAKAN SARITAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Deniz BilimleriDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNAY ÇİFCİ

  3. Tez No

    83940

    Kavallı (Sivrice-Elazığ) çevresindeki cevherleşmenin jeokimyası ve kökeni

    Geochemistry and genesis of the mineralizations in the Kavallı area, Sivrice, Elazığ

    YUSUF SUİÇMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Jeoloji MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CEMAL BÖLÜCEK

  4. Tez No

    657070

    Azerbaycan sağlık turizmi potansiyelinin değerlendirilmesine yönelik öneriler

    Recommendations for assessing the health tourism potential of Azerbaijan

    PARVIN GULUZADA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    TurizmKastamonu Üniversitesi

    Turizm İşletmeciliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KUTAY OKTAY

  5. Tez No

    374212

    Anaksimander Dağları bölgesinde yer alan çamur volkanlarının sedimantolojik ve jeokimyasal özellikleri

    Sedimantoloy and geochemistry of mud volcanoes in Anaximander Mountains region

    EZGİ TALAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Deniz BilimleriDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHAMMET DUMAN

Geri Dön