نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

در زمان حفاری تونل نوسود، واقع در غرب استان کرمانشاه، تراوشات هیدروکربوری فراوانی همراه حجم زیادی از آب‌های زیرزمینی از سطوح شکستگی و دیواره تونل خارج شد. حفاری تونل در سازند پابده شروع  و پس از عبور از سازند گورپی، وارد سازند ایلام شد. با شروع حفاری در سازند ایلام، حجم فراوانی از آب‌های زیرزمینی به همراه گاز H2S وارد تونل شد که سبب به وجود آمدن مشکلات و خسارات فراوانی در امر حفاری شد. سولفید هیدروژن یکی از گازهای غیرهیدروکربوری سمی و خطرناک است که در زمان حفاری در مخازن هیدروکربوری و یا معادن و تونل‌ها تولید می‌شود. این گاز در میادین هیدروکربوری از احیای باکتریایی سولفات(BSR) و احیای ترموشیمیایی سولفات(TSR) تولید می‌شود.
به منظور تعیین منشاء تولید H2S در تونل نوسود، مطالعات و بررسی‌های ژئوشیمیایی، روی نمونه‌های سازندهای پابده، گورپی و ایلام در مسیر حفاری‌شده تونل و همچنین روی مغزه‌های سازند گرو از چاه‌های شماره1 میادین امام حسن و پاطاق در غرب استان کرمانشاه انجام شد. وجود آب‌های زیرزمینی سرشار از انواع میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌های فراوان در محیط، دمای پایین و عمق کم سازندها، شوری کم و مناسب آب، pH تقریبا خنثی در آب‌های موجود در محیط، وجود مقادیر فراوانی از یون سولفات در  نمونه‌های آب و  تولید مقادیر اندک H2S در محیط، شرایط مناسب برای رشد و فعالیت باکتری‌های احیا کننده سولفات در محیط را فراهم کرده است. با انجام آنالیزهای ایزوتوپی کربن و سولفور ، مطالعات نشانه‌های زیستی و آنالیزهای شیمیایی، وقوع تجزیه میکروبی ملایم و فرایند احیای باکتریایی سولفات، به‌ویژه  در سازندهای گورپی و گرو، تایید شد.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of the Sources and Mechanisms of Produced H2S in Nosoud Tunnel (West of Kermanshah)

نویسندگان [English]

  • S Rezaee
  • F Sahabi
  • H Memarian

Tehran University

چکیده [English]

While Tunneling in Nosoud area, west of Kermanshah, plenty of water and hydrocarbon influx were encountered. The tunnel was drilled in Pabdeh formation and drilling continued, through Gurpi into the Ilam formation, where water flow containing high amount of H2S, reached maximum 300 lit/sec. The exceeding of flow and H2S contamination caused considerable drilling problems and damages. H2S seepage as a non-hydrocarbon gas is fairly common during drilling oil wells and tunneling. This occurs by several mechanisms, two of which are more significant. These are: Bacterial Sulphate Reduction (BSR) and, Thermochemical Sulphate Reduction (TSR). In order to clarify the sources of H2S and the mechanisms involved its  generation in Nosoud tunnel, 22 samples of cuttings from Pabdeh, Gurpi and Ilam formations, 9 pieces of cores cut from Garu formation in the Pataq and Imam Hasan oil wells (nearest oil fields to the study area), as well as 3 samples from groundwater flowing in the tunnel were geochemically analyzed. Chemical analyses and Rock Eval pyrolysis were performed on the water and rock samples respectively. Subsequently, 7 cutting samples and 4 core samples were selected for complementary analyses such as: organic petrography studies, chemical analyses and Biomarker studies. After chemical analyses 4 asphalten samples, which were extracted from 4 studied formations, were selected for carbon and sulfur isotopic analyses. During the field visiting and sampling for the present study, the amount of seeped water into the tunnel and emitted H2S was reduced severely. As H2S sampling of water and air from the tunnel was not possible, determination of H2S sources was performed using indirect and parallel methods. Studies and analyses on the water samples show regional ground waters containing various microorganisms and bacteria, with: low salinity, neutral pH, high ion concentrations of sulphate (SO42-) and, relative low H2S contents; have forwarded favorable environmental conditions for growing and activity of sulphate reducing bacteria. Carbon and sulphur isotopes, biomarker studies (GC, GC-MS) and chemical analyses proved that slight biodegradation and BSR have been active particularly in Gurpi and Garu formations, in the vicinity of the Nosoud tunnel. Whereas; limited evaporate minerals such as gypsum or anhydrite, the value of δ34S and δ13C, in the same lithostratigraphic units indicate that the TSR process was not significantly active in the studied area.
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • H2S
  • BSR
  • Nosoud tunnel
  • Isotopes
  • Biomarkers