Reservoir Potential of the Hamitabat Formation Submarine Fan Sandstones, Northwest of Thrace Basin

Year 2020, Volume: 10 Issue: 1, 174 - 189, 15.01.2020

Aynur Büyükutku , Aylin Geçer

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.533368

Cited By: 1

Abstract

 Sedimentological and sedimentary
petrographic investigations of the Hamitabat Formation sandstones exhibited a huge
submarine fan formation in the northwest of Thrace Basin. In this study
reservoir properties of Hamitabat Formation were found out according to
sedimentological storage, sedimentary petrographic and petrophysical properties
of the sandstone-core samples taken from 16 wells in the northwest of the
Thrace Basin. According to analyses of the lithology, sedimentologic structure,
texture and sedimentary petrography of the well samples the Hamitabat Formation
sandstones were separated into three distinct lithofacies (A, B, and C).
Lithofacies A sandstones exhibit coarse grain sizes (0.5-1.0 mm), smooth-point grain contact, subrounded-subangular
grains, moderate-bad sorting, and corresponds to upper part of submarine fan
formation.  Lithofacies B sandstones
exhibit medium grain sizes (0.25-0.5 mm), subrounded-rounded grains, concave-convex
grain contact, moderate-good sorting, and 
corresponds to middle part of submarine fan formation. Lithofacies C
sandstones exhibit very fine grain sizes (0.12 mm<) corresponds to lower part
of submarine fan formation, and nonreservoir facies. Lithofacies A sandstones
have medium quality reservoir property due to abundance of cross
bedding, higher clay content, less pore areas formed by secondary dissolution,
low permeability (0.1-10 mD) and porosity (6-12%). Lithofacies B sandstones
have better reservoir properties than Lithofacies A due to fewer clay content,
large pore throat, high permeability (16-104 mD) and porosity (15-24%).
According to this study hydrocarbons come from Hamitabat Formation Lithofacies
B sandstones in the Thrace Basin. Mid part (Lithofacies B) of the Hamitabat
Formation submarine fan sandstones have higher hydrocarbon potential than its upper
part (Lithofacies A).

Keywords

Submarine fan, FTIR (Fourier Transform Infrared), Hydrocarbon, Permeability, Porosity, Reservoir

Trakya Havzası Kuzeybatısında Hamitabat Formasyonu Denizaltı Yelpaze Kumtaşlarının Rezervuar Potansiyeli

Abstract

Hamitabat Formasyonu kumtaşlarında yapılan
sedimantolojik ve sedimanter petrografik incelemeler Trakya Havzası
kuzeybatısında büyük bir denizaltı yelpaze oluşumunu göstermiştir. Bu çalışma
ile Trakya Havzası kuzeybatısında açılan 16 adet sondaj kuyusundan alınan
kumtaşı karot örneklerinin sedimantolojik depolanma, sedimanter petrografik ve
petrofiziksel özelliklerinden yararlanarak Hamitabat Formasyonu kumtaşlarının
rezervuar özellikleri ortaya çıkarılmıştır. Kuyulardan alınan örnekler üzerinde
yapılan litoloji, sedimantolojik yapı, doku ve sedimanter petrografi
analizlerine göre Hamitabat Formasyonu kumtaşları 3 ayrı litofasiyese (A, B ve C)
ayrılmıştır. Litofasiyes A kumtaşları kaba tane boyuna (0.5-1.0 mm) sahip olup,
düz-teğet tane ilişkili, yarı yuvarlak- yarı köşeli ve orta-kötü boylanmalı
olup, denizaltı yelpaze oluşumunun üst yelpaze bölümüne karşılık gelir.
Litofasiyes B kumtaşları orta tane boyuna  (0.25-0.5 mm) sahip olup, yarı
yuvarlak-yuvarlak taneli, iç-dış bükey tane ilişkili, orta-iyi boylanmalı
tanelerden oluşur ve denizaltı yelpaze oluşumunun orta yelpaze bölümüne karşılık
gelir. Litofasiyes C kumtaşları ise çok ince (0.12 mm<) tanelerden oluşmuş
olup, denizaltı yelpaze oluşumunun alt bölümüne karşılık gelip, rezervuar
özelliği sunmazlar. Litofasiyes A kumtaşları çapraz tabakaların fazlalığı,
yüksek kil içeriği, az oranda ikincil çözünme ile oluşmuş gözenek alanlarına
göre 0.1-10 mD düşük permeabilite, % 6-12 düşük porozite değerleri ile orta
kalite rezervuar özelliğine sahiptir. 
Litofasiyes B kumtaşları ise düşük kil içeriği, daha geniş gözenek
boğazı çapları ile 16-104 mD yüksek permeabilite, %15-24 yüksek porozite
değerleri ile daha iyi bir rezervuar kaya özelliği sunarlar.  Bu çalışmaya göre Trakya Havzası kuzeybatısında
Hamitabat Formasyonu Litofasiyes B kumtaşları hidrokarbonun geldiği seviyeye
karşılık gelmektedir. Hamitabat Formasyonu kumtaşlarının denizaltı yelpaze oluşumunun
orta yelpaze bölümlerinin (Litofasiyes B), üst yelpaze bölümlerine (Litofasiyes
A) göre çok daha yüksek hidrokarbon potansiyeline sahip olduğu saptanmıştır.

Keywords

Denizaltı yelpazesi, FTIR(Fourier dönüşümlü infrared), Hidrokarbon, Permeabilite, Porozite, Rezervuar

References

• Adamu, M.B., 2010. Fourier transform infrared spectroscopic determination of shale minerals in reservoir rocks. Nigerian Journal of Basic and Applied Science, 18, 6-18.
• Alstadt, K.N., Katti, D.R. ve Katti, K.S., 2012. An in situ FTIR step-scan photoacoustic investigation of kerogen and minerals in oil shale. Spectrochim. Acta. A. Mol. Biomol. Spectrosc., 89, 105–113.
• Awaja, F. ve Bhargava, S., 2006. The prediction of clay contents in oil shale using DRIFTS and TGA data facilitated by multivariate calibration. Fuel 85, 1396–1402.
• Bozcu, M., Akgün, F., Gürdal, G., Bozcu, A., Kapan Yeşilyurt, S., Karaca, Ö. ve Akkiraz, M. S., 2015. Evolution of Çan- Etili (Çanakkale-NW Turkey) Lignite Basin: Sedimantology, petrology, palynology and lignite characterization. International Journal of Sediment Research, 30, 197–203.
• Breen, C., Clegg, F., Herron, M.M., Hild, G.P., Hillier, S., Hughes, T.L., Jones, T.G.J., Matteson, A. ve Yarwood, J., 2008. Bulk mineralogical characterisation of oilfield reservoir rocks and sandstones using Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy and Partial Least Squares analysis. Journal of Petroleum Science and Engineering, 60, 1-17.
• Burke, W. F. ve Uğurtaş, G., 1974. Trakya Havzası’nın sismik yorumlanması. Proceeding 2. Petrol Kongresi, Türkiye, s. 227-248.
• Büyükutku, A., 1998. Trakya Havzası kuzeybatısı Orta-Üst Eosen birimlerinin (Keşan grubu) petrol jeolojisi açısından incelenmesi, Doktora Tezi, A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara, 174s.
• Büyükutku, A. G., 2003. The Diagenesis of Middle Eocene Sandstones from the Western Thrace Basin, Turkey. Geological Society of India, 62, 83-90
• Büyükutku, G. A., 2005. Sandstone Petrology and Tectonostratigraphic Terranes of the Northwestern Thrace Basin, Turkey. Journal Geological Society of India, 65/2, 231-238.
• Büyükutku, A. G., 2006. Diagenesis of Upper Eocene volcaniclastic rocks and its relavance to hydrocarbon exploration in the Thrace Basin, Turkey. Energy Sources, Part A, 28, 1039-1049.
• Büyükutku, A. G. ve Eseller, G., 2009. The reservoir potential of the Upper Eocene carbonates of the Northern Thrace Basin. Energy Sources, Part A, 31, 1, 25-30.
• Büyükutku, A. G. ve Sonel, N., 1996. Lithostratigraphic correlation of the northwest of Thrace basin (Turkey) by using well logs, Integration of information between oil drilling and hydrogeology of deep aquifers, Regional seminar, Proceedings, s. 405-419, Jordan (Ürdün).
• Çağlayan, M. A., 1995. Istranca masifinin Mesozoyik- Alt Tersiyer’deki evrimi ve Trakya Baseni’nin gelişimindeki rolü. Trakya Havzası Jeoloji Sempozyumu Bildiri Özleri, Lüleburgaz, s.1.
• Druiit, C.E., 1961. Report on the petroleum prospects of Thrace. Turkey, Turkish Gulf Oil Co.
• Ediger, V. S., 1990. Paleopalynology of coal bearing Miocene sedimentary rocks associate with volcanics of the Biga Peninsula (NW Turkey) and the effect of volcanism on vegetation. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Abhand, 180, 259–277.
• Esso, S., 1960. Marmara petrol bölgesi AR/EST/105,106,108 ve 109 hak sıra numaralı sahalara ait terk raporu. Rap. No.1031.
• Folk, R. L., Andrews, P. B. ve Lewis, D.W., 1970. Detrital sedimentary rock classification and nomenclature for use New Zeland. N. Z. J. Geol Geops. 12.
• Görür, N. ve Okay, A. I., 1996. A fore-arc origin for the Thrace Basin, NW Turkey, 85, 662-668, Springer-Verlag
• Herron, M.M., Loan, M., Charsky, A.M., Herron, S.L., Pomerantz, A.E. ve Polyakov, M., 2014. Kerogen Content and Maturity, Mineralogy and Clay Typing from DRIFTS Analysis of Cuttings or Core. Petrophysics, 55, 435–446.
• Holmes, A.N., 1961. A stratigraphy review of Thrace. TPAO, Rap. No.368
• Kasar, S., 1987. Edirne-Kırklareli-Saray (Kuzey Trakya) bölgesinin jeolojisi. Türkiye 7. Petrol Kongresi, Ankara, p. 281-291.
• Kemper, E., 1961, Kırklareli limestone (upper Eocene) of the Northern Basin. Deilman Bergbau GMBH. Geological report, 37.
• Keskin, C., 1974. Ergene Havzası kuzeyinin stratigrafisi. Türkiye 2. Petrol Kongresi Tebliğler, Ankara, s.137-163.
• Lech, M. E., Jorgensen D.C, Southby, C., Wang, L., Nguyen, V., Borissova, I. ve Lescinsky, D., 2016. Petroleum Potential of the Gage Submarine Fan, Offshore Perth Basin, Western Australia from Paleogeographic Mapping and Geological Modelling, AAPG /SEG 2015 International Conference and Exhibition, 13-16 Eylül 2015, 1-31.
• Maravelis, A. ve Zelilidis, A., 2012. Porosity-Permeability and Textural Parameters of the Palaeogene Forearc Sedimentary Fill ON Lemnos Island, NE Greece, Turkish Journal of Earth Sciences, 21, 415-438.
• Nicholson, C. J., Borissova, I., Krassay, A. A., Boreham, C. J., Monteil, E., Neumann, V., Di Primo, R. ve Bradshaw, B. E., 2008. New exploration opportunities in the southern Vlaming Sub-basin: The APPEA Journal, 48, 371-379.
• Örçen, S. ve Büyükutku, A.G., 1997. Trakya havzası kuzeybatısının Orta Geç Eosen foraminiferlerinin paleoekolojisi ile bölgenin paleocoğrafyasına bir yaklaşım, Çukurova Üniversitesi Jeo. Müh. Eğitiminin 20. Yılı Sempozyumu Bildiri Özleri, p.15, Adana.
• Perinçek, D., 1987. Trakya Havzası renç fay zonunun sismik özellikleri, Türkiye 7. Petrol Kongresi, Ankara, s.11-21.
• Pettingill, H. S. ve Weimer, P., 2002. Worldwide deepwater exploration and production. Lead Edge 21, 371–376.
• Pittman, E.D., 1979. Porosity, diagenesis, and productive capability of sandstone reservoirs, in: Scholle, P.A., Schluger, P.R. (Eds.), Aspects of Diagenesis: Special Publication-Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, 26, 159–173.
• Richards, M., Bowman, M. ve Reading, H., 1998. Submarine-fan systems I: chracterization stratigraphic prediction: Marine and Petroleum Geology, 15, 687-717.
• Sandrea, I., 2004. Deepwater oil discovery rate may have peaked: production peak may follow in 10 years, Oil Gas Journal, 28-102.
• Shanmugam, G. ve Moiola, R. J., 1988. Submarine fans: Characteristics, models, classification and reservoir potential. Earth-Science Rewiews, 24, 6, 383-428.
• Shoval, S. ve Nathan, Y., 2011. Analyzing the calcination of sulfur-rich calcareous oil shales using FT-IR spectroscopy and applying curve-fitting technique. J. Therm. Anal. Calorim, 105, 883–896.
• Siyako, M., Bürkan, K. A. ve Okay, A., 1989. Biga ve Gelibolu Yarımadaları’nın Tersiyer jeolojisi ve hidrokarbon olanakları, Türkiye Petrol Jeologları Derneği Bülteni, 1, 183–200.
• Siyako, 2006. Lignitic sandstones of the Thrace Basin. Mineral Res. Exp., Bull., 132, 63-72.
• Siyako, 2006. Trakya Havzası tersiyer birimleri. MTA, Stratigrafi Komitesi Litostratigrafi Birimleri Serisi 2, 83s
• Sonel, N., 1983a. Stratigraphie von nordteil des Thrakische beckens. Communicatons de la Faculte des sciences de ’Universite d’Ankara, serie, c1, Geologie, 90-124, Turguie.
• Sonel, N., 1983b.. Aufstellung eines sedimantologischen modells im nordteil des Thrakische beckens und seine erdölmöglichkeiten. Communicatons de la Faculte des Sciences de ’Universite d’Ankara, serie, c1, Geologie, 44-72, Turguie.
• Sonel, N. ve Büyükutku, G. A., 1995. Trakya havzası Hamitabat bölgesi Orta Eosen yaşlı kumtaşlarının hazne kaya özellikleri. Trakya Havzası Jeoloji Sempozyumu, Lüleburgaz- Kırklareli, s.64
• Sungurlu, O. 1971. İstanbul Boğazı-Bulgaristan sınırı arasında Karadeniz kıyı alanlarının jeolojisi. T.P.A.O. Rap. No. 535 (yayınlanmamış).
• Turgut, S., Siyako, M. ve Dilki, A., 1983. Trakya Havzası’nın jeolojisi ve hidrokarbon olanakları. TJK Tebliğler, 504, 35-46.
• Turgut, S., Türkarslan, M. ve Perinçek, D., 1991. Evolution of the Thrace Sedimentary Basin and its hydrocarbon prospectivity, generation, accumulation and production of Europe’s hydrocarbons. EAPG, sp. Pub. 1, 415-437.
• Turgut, S., 1997. Depositional sequences and hydrocarbon potential of the Tertiary sediments of the Eastern Thrace Basin Based on sequence stratigraphic concepts. Doktora tezi, The Middle East Technical University, 247 s.
• Udvardi, B., Kovacs, I.J., Kónya, P., Földvari, M., Füri, J., Budai, F., Falus, G., Fancsik, T., Szabó, C., Szalai, Z. ve Mihály, J., 2014. Application of attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy in the mineralogical study of a landslide area, Hungary. Sedimentary Geology, 313, 1-14.
• Unal, O., T., 1967. Trakya jeolojisi ve petrol imkanları. Türkiye Petrolleri Rap.No.391, 865.
• Üşümezsoy, S. Öztunalı, Ö. ve Coşkun, G., 1995. Istranca masifi orojenik kuşağı ve Batı Pontit Bloğu tektonik ilişkisi ve Trakya çanağı açılımı. Trakya Havzası Jeoloji Sempozyumu Bildiri Özleri, Lüleburgaz, s.1.
• Weimer, P. ve Link, M. H. 1991. Seismic Facies and Sedimentary Processes of Submarine Fans and Turbidite Systems, Springer, New York.
• Van der Marel, H.W. ve Beutelspacher, H., 1976. Atlas of Infrared Spectroscopy of Clay Minerals and their Admixtures, first ed.; Elsevier: Amsterdam, Holland, 978-0444411877, 241–248 ve 305-315.
• Yılmaz, A., 1995. Trakya havzası ve Istrancalarda gravite manyetik model çalışmaları. Trakya Havzası Jeolojisi sempozyumu Bildiri Özleri, Lüleburgaz, s.19.
• Yılmaz, Y. ve Polat, A. 1998. Geology and Evalution of theThrace Volcanism, Turkey. Acta Volcano Logica, 10, 2, 293-303.