Integracja mikrotermometrii inkluzji fluidalnych i modelowań historii termicznej/pogrążania w badaniach pochodzenia węglowodorów i ich nagromadzeń w skałach dolomitu głównego (Ca2) północno-zachodniej Polski (otwór wiertniczy Benice-3)

• Autorzy: Słowakiewicz M. , Poprawa P.

Warianty tytułu

EN

Fluid inclusion microthermometry and burial/thermal history modeling combined to reveal hydrocarbon origin and accumulation in the main dolomite (Ca2) rocks of northwestern Poland (well Benice-3)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania inkluzji fluidalnych są bardzo pomocne w zrozumieniu procesów cementacji w skałach zbiornikowych oraz określenia relacji między nimi a migracją węglowodorów. W połączeniu z modelowaniem basenów badania te pozwalają uszczegółowić historię pogrążania, temperatury i ciśnienia danego basenu sedymentacyjnego. Przykład integracji tych metod badawczych stanowią prezentowane w artykule wyniki badań przeprowadzonych na próbkach z otworu wiertniczego Benice-3. Próbki pobrano z utworów węglanowych dolomitu głównego (Ca2), występujących w obrębie platformy węglanowej Kamienia Pomorskiego (PWKP, Pomorze Zachodnie). Obszar ten stanowi północno-zachodnią część polskiego basenu cechsztyńskiego. Na obszarze PWKP znajduje się jedno z największych polskich złóż ropy naftowej Kamień Pomorski, występujące w węglanowych facjach platformowych Ca2. Skały zbiornikowe reprezentują facje doloziarnitów zdeponowanych w strefie płycizn oolitowych. Inkluzje fluidalne znaleziono we wczesnodiagenetycznych cementach anhydrytowych. Po uzyskaniu danych mikrotermometrycznych obliczono rzeczywiste wartości temperatury i ciśnienia precypitacji cementów anhydrytowych, które wynoszą: 94–110°C oraz 270–330 bary. Stężenie solanki wynosi od 1,6 do 5,2% wag. równoważnika NaCl z małą ilością CO2 oraz CaCl2. Skład jest typowy dla roztworów formacyjnych związanych z procesami anhydrytyzacji skał dolomitu głównego w warunkach płytkiego do średniego pogrzebania. Porównując wyniki otrzymane z pomiarów inkluzji fluidalnych z modelowniami historii pogrzebania basenu sedymentacyjnego stwierdzono, że temperatury 94–110°C zostały osiągnięte przez cementy anhydrytowe w okresie wczesnej–późnej jury, tj. ok. 153–181 mln lat temu. Migracja roztworów niosących węglowodory miała miejsce przed migracją fluidów, które doprowadziły do anhydrytyzacji, ale po procesach dolomityzacji.

EN

Fluid inclusion studies can be very helpful in understanding petroleum genesis and hence aid hydrocarbon exploration. When combined with basin modeling, such studies may allow detailed refinements to the general burial–temperature–pressure history of a sedimentary basin. As a case study, borehole data derived from the Main Dolomite (Ca2) carbonates of the Benice-3 well located within the Kamień Pomorski carbonate platform (KPCP, West Pomerania) of the northwestern part of the Polish Zechstein Basin were considered. The KPCP area contains one of the largest Polish oilfields, Kamień Pomorski, localized within the Ca2 platform facies and contains geological reserves of 317974 BBL of oil. The reservoir rocks of the Ca2 are characterized primarily by oolitic dolograinstone facies deposited within the oolite shoal zone. In this study, fluid inclusion data were obtained from early diagenetic anhydrite cements. After pressure correction, these data revealed temperatures within the range 94–110°C with pressures of 270–330 bars. The composition of the brine was found to be from 1.6 to 5.2 wt. % NaCl with small amounts of CO2 and CaCl2. This represents formation brines associated with an anhydritization process of the Main Dolomite rocks during shallow-to-intermediate burial conditionss. By integration of the results of fluid inclusion microthermometry with a basin modeling approach claimed that temperatures of 94–110°C were obtained by anhydrite cements during Early–Late Jurassic time. Migration of hydrocarbon-bearing solutions was before migration of fluids which led to anhydritization but after dolomitization.

Słowa kluczowe

PL

inkluzje fluidalne; modelowanie historii pogrzebania/termicznej; dolomit główny; cechsztyn; platforma Kamienia Pomorskiego

EN

fluid inclusions; burial/thermal history modeling; Main Dolomite; Zechstein; Kamień Pomorski Platform

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 439 (1)
• Strony: 181--188
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Słowakiewicz M.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Poprawa P.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

Bibliografia

• 1. BALDWIN B., BUTLER C.O., 1985 — Compaction curves. Bull. AAPG, 69: 622–626.
• 2. BODNAR R.J., 1993 — A method for calculation of fluid inclusion volumes based on vapor bubble diameters and P–V–T–X properties of inclusion fluids. Economic Geol., 78: 535–542.
• 3. BODNAR R.J., 2003 — Re-equilibration of fluid inclusions. W: Fluid inclusions: analysis and interpretation (red. I. Samson i in.). Miner. Ass. Canada Short Course, 32: 213–230.
• 4. BODNAR R.J., VITYK M.O., 1994 — Interpretation of microthermometric data for H2O–NaCl fluid inclusions. W: Fluid inclusions in minerals, methods and applications (red. B. De Vivo, M.L. Frezzotti): 117–130. Virginia Tech., Blacksburg.
• 5. BURRUSS R.C., 1981 — Hydrocarbon fluid inclusions in studies of sedimentary diagenesis. W: Short course in fluid inclusions: application to petrology (red. L.S. Hollister, M.L. Crawford). Miner. Ass. Canada Short Course Handbook, 6: 138–156.
• 6. DADLEZ R., NARKIEWICZ M., STEPHENSON R.A., VISSER M.T.M., VAN WEES J.D., 1995 — Tectonic evolution of the Mid-Polish Trough: modelling implications and significance for central European geology. Tectonophysics, 252: 179–195.
• 7. DARLING R.S., 1991 — An extended equation to calculate NaCl contents from final clathrate melting temperatures in H2O–CO2–NaCl fluid inclusions: Implications for P–T isochore location. Geochim. Cosmochim. Acta, 55: 3869–3871.
• 8. DEPOWSKA A., 1997 — Opracowanie litologiczno-facjalne osadów dolomitu głównego w rejonie Gorzowa Wielkopolskiego. Arch. PGNiG, Warszawa.
• 9. DUAN Z., MØLLER N., WEARE J.H., 1992a — An equation of state for the CH4–CO2–H2O system: I. Pure systems from 0 to 1000°C and 0 to 8000 bar. Geochim. Cosmochim. Acta, 56: 2605–2617.
• 10. DUAN Z., MØLLER N., WEARE J.H., 1992b — An equation of state for the CH4–CO2–H2O system: II. Mixtures from 50 to 1000°C and from 0 to 1000 bar. Geochim. Cosmochim. Acta, 56: 2619–2631.
• 11. DYJACZYŃSKI K., PAPIERNIK B., PERYT T.M., PROTAS A., WAGNER R., 2000 — Mapa paleogeograficzna dolomitu głównego (Ca2) 1:500 000. W: Bilans i potencjał węglowodorowy dolomitu głównego basenu permskiego Polski (red. M. Kotarba). Arch. WGGiOŚ AGH, Kraków.
• 12. FISCHER M., BOTZ R., SCHMIDT M., ROCKENBAUCH K., GARBE-SCHÖNBERG D., GLODNY J., GERLING P., LITTKE R., 2006 — Origins of CO2 in Permian carbonate reservoir rocks (Bechstein, Ca2) of the NW-German Basin (Lower Saxony). Chemical Geol., 227: 184–213.
• 13. GĄSIEWICZ A., WICHROWSKA M., DARŁAK B., 1998 — Sedymentacja i diageneza a własności zbiornikowe utworów dolomitu głównego (Ca2) w polskim basenie cechsztyńskim. Pr. Państw. Inst. Geol., 165: 195–206.
• 14. GOLDSTEIN R.H., REYNOLDS T.J., 1994 — Systematics of fluid inclusions in diagenetic minerals. SEPM Short Course 31, Tulsa.
• 15. JANATIEWA O.K., 1946 — Polytherms of solubility of salts in the tropic systems CaCl2–MgCl2–H2O and CaCl2–NaCl–H2O. Zhurnal Prikladnoi Khimii, 19: 709–722.
• 16. JERMAKOW N.P., 1972 — Gieochimiczeskije sistemy wkljuczenij w minerałach. Nerda, Moskwa.
• 17. KOTARBA M., WAGNER R., 2007 — Generation potential of the Zechstein Main Dolomite (Ca2) carbonates in the GorzówWielkopolski–Międzychód–Lubiatów area: geological and geochemical approach to microbial-algal source rock. Prz. Geol., 12, 1: 1025–1036.
• 18. KOSAKOWSKI P., BURZEWSKI W., KOTARBA M.J., 2003 — Potencjał naftowy utworów dolomitu głównego w strefie Kamienia Pomorskiego. Cz. 2. Analiza ropotwórczości. Prz. Geol., 51, 8: 663–672.
• 19. LARSON L.T., MILLER J.D., NADEAU J.E., ROEDDER E., 1973 — Two sources of error in low temperature inclusion homogenization determination and corrections on published temperatures for the East Tennessee and Laisvall deposits. Economic Geol., 68: 113–116.
• 20. MACHEL H.G., 2005 — Investigations of burial diagenesis in carbonate hydrocarbon reservoir rocks. Geoscience Canada, 32: 103–128.
• 21. MAREK S., PAJCHLOWA M. (red.), 1997 — Epikontynentalny perm i mezozoik w Polsce. Pr. Państw. Inst. Geol., 153.
• 22. MIKOŁAJEWSKI Z., 2007 — Opracowanie profilów litologiczno-mikrofacjalnych dla ok. 20 odwiertów. W: System geochemiczno-generacyjny utworów dolomitu głównego na obszarze Pomorza Zachodniego (red. R. Wagner, M. Kotarba). Arch. PGNiG S.A., Warszawa.
• 23. OAKES C.S., BODNAR R.J., SIMONSON J.M., 1990 — The system NaCl–CaCl2–H2O: I. The ice liquidus at 1 atm total pressure. Geochim. Cosmochim. Acta, 54: 603–610.
• 24. ROEDDER E., 1984 — Fluid inclusions. Miner. Soc. Amer. Rev. Miner., 12.
• 25. SŁOWAKIEWICZ M., 2003 — Fluid inclusion data in calcite from the Upper Triassic hot-spring travertines in southern Poland. J. Geochem. Explor., 78: 123–126.
• 26. SŁOWAKIEWICZ M., MIKOŁAJEWSKI Z., SIKORSKA M., 2008 — Mikrofacje i diageneza barierowych utworów dolomitu głównego (Ca2) na obszarze Pomorza Zachodniego. Biul. Państw. Inst. Geol., 429: 187–194.
• 27. SŁOWAKIEWICZ M., MIKOŁAJEWSKI Z., SIKORSKA M., POPRAWA P., 2010 — Origin of diagenetic fluids in the Zechstein Main Dolomite reservoir rocks, West Pomerania, Poland. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, 161: 25–38.
• 28. SWEENEY J.J., BURNHAM A.K., 1990 — Evaluation of a simple model of vitrinite reflectance based on chemical kinetics. Bull. AAPG, 74: 1559–1570.
• 29. WAGNER R., 2000 — Charakterystyka facjalna i paleogeograficzna utworów dolomitu głównego. W: Potencjał i bilans generowania utworów dolomitu głównego basenu permskiego Polski – Blok II (red. M. Kotarba). Arch. BG Geonafta, Warszawa.

Uwagi

PL

Artykuł w Część 2, Samowystarczalność energetyczna Polski a krajowa baza surowcowa