نشریه ژئومکانیک و ژئوانرژی

نشریه ژئومکانیک و ژئوانرژی

کاربرد آنتروپی شانون در کمی‌سازی ناهمگنی زمین‌شناسی، تخلخل و تراوایی: مطالعه موردی سازند کنگان در بخش مرکزی خلیج فارس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده زمین‌شناسی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 کارشناس ارشد ژئوفیزیک، عضو جهاد دانشگاهی
چکیده
هدف این پژوهش به‌کارگیری آنتروپی شانون برای تحلیل و مقایسه ناهمگنی رخساره‌ای و پتروفیزیکی دو واحد K1 و K2 از سازند کنگان است. ابتدا رخساره‌ها بر اساس مطالعات پتروگرافی در 12 گروه طبقه‌بندی شدند و آنتروپی رخساره‌ها بر اساس فراوانی نسبی هر گروه محاسبه گردید. سپس آنتروپی شانون تخلخل و تراوایی مغزه‌ در رخساره‌ها به‌صورت مستقل محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد که آنتروپی شانون قادر است تفاوت‌های ساختاری دو واحد را به‌صورت کمی بیان کند. مقدار آنتروپی رخساره‌ها در دو واحد مشابه است، اما الگوی توزیع رخساره‌ها متفاوت است. آنتروپی تخلخل در K2 برابر 1.58 و در K1 برابر 1.12 است که بیانگر توزیع گسترده‌تر تخلخل در K2 است. همچنین آنتروپی تراوایی در K2 مقدار 1.95 و در K1 مقدار 1.60 را نشان می‌دهد و حاکی از تنوع بیشتر کلاس‌های تراوایی در K2 است. افزایش آنتروپی تخلخل و تراوایی در واحد K2 با ویژگی‌های دیاژنتیکی این واحد نیز سازگار است. در این واحد، حضور انحلال بین‌دانه‌ای و درون‌دانه‌ای موجب ایجاد یا گسترش فضاهای ثانویه شده و باعث توزیع مقادیر تخلخل و تراوایی در چندین کلاس مختلف شده است. در مقابل، شدت بیشتر دولومیتی‌شدن ریزبلور، سیمانی‌شدن و به‌ویژه انیدریتی‌شدن در K1 سبب پرشدگی یا تنگ‌شدگی منافذ و تمرکز داده‌ها در کلاس‌های کم‌تراوا و کم‌تخلخل شده است. بنابراین، فرایندهای دیاژنتیکی کاهش‌دهنده تخلخل در K1، آنتروپی پایین‌تر و فرایندهای افزایش‌دهنده یا حفظ‌کننده فضای خالی در K2، آنتروپی بالاتر را سبب شده‌اند. بر اساس این نتایج، آنتروپی شانون رویکردی مناسب، ساده و قابل اعتماد برای ارزیابی ناهمگنی مخازن کربناته است و می‌تواند مکمل ارزشمندی در کنار روش‌های کلاسیک پتروفیزیکی و رسوب‌شناسی برای تحلیل واحدهای مخزنی و مدل‌سازی رفتار مخزن باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Application of Shannon Entropy in Quantifying Geological Heterogeneity, Porosity, and Permeability: A Case Study of the Kangan Formation in the Central Persian Gulf

نویسندگان English

Vahid Tavakoli 1
Mehdi Nokhstin Mortazavi 2
1 School of Geology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran
2 M.Sc. in Geophysics, Academic Center for Education, Culture and Research (ACECR)
چکیده English

This study aims to apply Shannon entropy to analyze and compare facies and petrophysical heterogeneity in the K1 and K2 units of the Kangan Formation. Facies were first classified into twelve groups based on petrographic studies, and facies entropy was calculated from their relative frequencies. Subsequently, core porosity and permeability were categorized into value classes, and Shannon entropy was computed independently for each parameter. Diagenetic features were also examined to interpret data distribution patterns. The results demonstrate that Shannon entropy can quantitatively express structural differences between the two units. While facies entropy values are similar in both units, their facies distribution patterns differ. Porosity entropy in K2 is 1.58 compared to 1.12 in K1, indicating a wider porosity distribution in K2. Permeability entropy values are 1.95 in K2 and 1.60 in K1, reflecting greater diversity in permeability classes within K2. The higher porosity and permeability entropy in the K2 unit is consistent with its diagenetic characteristics, where intergranular and intragranular dissolution has created or expanded secondary pore spaces, distributing porosity and permeability values across multiple classes. In contrast, more extensive microcrystalline dolomitization, cementation, and particularly anhydrite cementation in K1 have resulted in pore filling or throat tightening, concentrating data in low-permeability and low-porosity classes. Thus, porosity-reducing diagenetic processes in K1 yield lower entropy, while porosity-enhancing or pore-preserving processes in K2 produce higher entropy. This relationship indicates that Shannon entropy can effectively reflect the differentiating effects of various diagenetic styles through a quantitative index. Based on these findings, Shannon entropy provides a simple, reliable, and appropriate approach for assessing heterogeneity in carbonate reservoirs and can serve as a valuable complement to conventional petrophysical and sedimentological methods for analyzing reservoir units and modeling reservoir behavior.

کلیدواژه‌ها English

Shannon
Entropy
Reservoir Heterogeneity
Kangan Formation
Persian Gulf
Petrophysics
Diagenesis