Potencjał geotermalny utworów węglanowych górnej jury w rejonie Tarnowa

• Autorzy: Miziołek Mariusz , Urbaniec Andrzej , Filipowska-Jeziorek Kinga , Bartoń Robert , Filar Bogdan , Moska Agnieszka , Kwilosz Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2023.05.02

Warianty tytułu

EN

Geothermal potential of the Upper Jurassic carbonate formations in the Tarnów area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy sejsmicznej i otworowej dla utworów jury górnej z rejonu usytuowanego na południe i południowy wschód od Tarnowa, której celem było określenie potencjału geotermalnego tego obszaru. Przeprowadzona analiza geologiczno-złożowa wykazała, że skały węglanowe górnej jury są dobrym kolektorem wód geotermalnych, a najbardziej perspektywiczne do uzyskania większych wydajności są strefy uskokowo-szczelinowe oraz strefy pogrążonego paleokrasu. Świadczą o tym opróbowania przeprowadzone w otworach wiertniczych w interwale skał górnojurajskich, które wykazały przypływy wód termalnych o wydajnościach do 30 m3 /h i temperaturze rzędu 50–80°C. Duża część z tych opróbowań związana jest bądź to ze strefami spękań i uskoków, bądź też z przypowierzchniową strefą rozwoju paleokrasu. Wspomniane utwory górnej jury zalegają w obszarze badań na głębokości od 1600 m do ponad 3000 m p.p.m. W ich nadkładzie występują węglanowe utwory kredy górnej, klastyczne utwory miocenu (autochtonicznego i jednostki zgłobickiej) oraz utwory jednostek tektonicznych Karpat. Zakres przeprowadzonych badań pozwolił na rozpoznanie budowy geologicznej oraz warunków złożowych analizowanego rejonu. Było to podstawą do wytypowania obszaru perspektywicznego, zlokalizowanego we wschodniej części obszaru badań, w obrębie którego można spodziewać się wyższych temperatur oraz możliwości uzyskania większych wydajności wód termalnych, koniecznych do zasilania obiektów energetycznych, ciepłowniczych czy też rekreacyjnych. W rejonie tym na podstawie danych sejsmicznych wyinterpretowano obecność skomplikowanego systemu uskoków, w większości o przebiegu z NW na SE. Dla wytypowanego obszaru perspektywicznego przedstawiono szczegółową charakterystykę parametrów złożowych, istotnych w kontekście poszukiwania i eksploatacji wód geotermalnych.

EN

The article presents the results of a seismic and well analysis conducted for the Upper Jurassic formations in the area south and southeast of Tarnów, aimed at determining the geothermal potential of this area. A geological and reservoir analysis has shown that the Upper Jurassic carbonate rocks are a good collector of geothermal water, and the fault and fracture zones as well as the buried paleokarst zones are the most promising for higher yields. Tests conducted in wells in the interval of the Upper Jurassic rocks, showed thermal water flows of up to 30 m3 /h and temperatures in the range of 50–80°C. A large number of these tests are either associated with zones of faults and fractures, or with the near-surface paleokarst zone. These Upper Jurassic sediments occure in the study area at depths ranging from 1600 meters to more than 3000 meters below sea level. In their overburden are carbonate formations of the Upper Cretaceous, clastic sediments of the Miocene (autochthonous and the Zgłobice Unit) and formations of the tectonic units of the Carpathians. The scope of the study helped determine the geological structure and reservoir conditions of the analyzed region. This was fundamental to the selection of a prospective area, located in the eastern part of the study area, within which higher temperatures and the possibility of higher thermal water yields, necessary for power, heating or recreational facilities, can be expected. In this area, the presence of a complex fault system, mostly running NW-SE, was interpreted from seismic data. A detailed characterization of reservoir parameters relevant to geothermal water exploration and exploitation is presented for the selected prospective area.

Słowa kluczowe

PL

skały węglanowe; górna jura; energia geotermalna

EN

carbonate rocks; Upper Jurassic; geothermal energy

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 5
• Strony: 300--315
• Opis fizyczny: Bibliogr. 52 poz.

Twórcy

autor

Miziołek Mariusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Urbaniec Andrzej

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Filipowska-Jeziorek Kinga

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Bartoń Robert

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Filar Bogdan

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Moska Agnieszka

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Kwilosz Tadeusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Alexandrowicz S.W., Garlicki A., Rutkowski J., 1982. Podstawowe jednostki litostratygraficzne miocenu zapadliska przedkarpackiego. Kwartalnik Geologiczny, 26(2): 470–471.
• Andreyeva-Grigorovich A.S., Oszczypko N., Savitskaya N.A., Ślączka A., Trofimovich N.A., 2003. Correlation of Late Badenian salts of the Wieliczka, Bochnia and Kalush areas (Polish and Ukrainian Carpathian Foredeep). Annales Societatis Geologorum Poloniae, 73(2): 67–89.
• Andreyeva-Grigorovich A.S., Oszczypko N., Ślączka A., Savitskaya N. A., Trofimovich N.A., 1999. The age of the Miocene salt deposits of the Wieliczka, Bochnia and Kalush areas (Polish and Ukrainian Carpathian Foredeep). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 387: 85–86.
• Barbacki A.P., 2000. The Use of Abandoned Oil and Gas Wells in Poland for Recovering Geothermal Heat. Proceedings World Geothermal Congress, Kyushu–Tohoku, Japan, 28.05–10.06.2000.
• Bąbel M., 2004. Badenian evaporite basin of the northern Carpathian Foredeep as a drawdown salina basin. Acta Geological Polonica, 54:313–337.
• Bąbel M., 2005. Event stratigraphy of the Badenian selenite evaporites (Middle Miocene) of the northern Carpathian Foredeep. Acta Geological Polonica, 55: 9–29.
• Bu X., Ma W., Li H., 2012. Geothermal energy production utilizing abandoned oil and gas wells. Renewable Energy, 41: 80–85. DOI:10.1016/j.renene.2011.10.009.
• Bujakowski W., 2015. Geologiczne, środowiskowe i techniczne uwarunkowania projektowania i funkcjonowania zakładów geotermalnych w Polsce. Studia, Rozprawy, Monografie, 193: 1–173, Wyd. Inst. Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.
• Bujakowski W., Barbacki A., 2016. Triasowy zbiornik wód termalnych w północnej strefie Tarnowa – parametry hydrogeotermalne i perspektywy wykorzystania. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 92:325–336.
• Bukowski K., 2011. Badeńska sedymentacja salinarna na obszarze między Rybnikiem a Dębicą w świetle badań geochemicznych, izotopowych i radiometrycznych. Rozprawy i Monografie, 236: 1–184, Wydawnictwa AGH w Krakowie.
• Buła Z., Habryn R. (red.), 2008. Atlas geologiczno-strukturalny paleozoicznego podłoża Karpat zewnętrznych i zapadliska przedkarpackiego; 1 : 300 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Buła Z., Żaba J., Habryn R., 2008. Regionalizacja tektoniczna Polski – Polska południowa (blok górnośląski i małopolski). Przegląd Geologiczny, 56(10): 912–920.
• Dziadzio P., Maksym A., Olszewska B., 2006. Sedymentacja utworów miocenu we wschodniej części zapadliska przedkarpackiego. Przegląd Geologiczny, 54(5): 413–420.
• Garecka M., Olszewska B., 2011. Correlation of the Middle Miocene deposits in SE Poland and western Ukraine based on foraminifera and calcareous nannoplankton. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81: 309–330.
• Gaździcka E., 1994. Nannoplankton stratigraphy of the Miocene deposits in Tarnobrzeg area (northeastern part of the Carpathian Foredeep). Geological Quarterly, 38: 553–570.
• Gutowski J., Urbaniec A., Złonkiewicz Z., Bobrek L., Świetlik B., Gliniak P., 2007. Stratygrafia górnej jury i dolnej kredy środkowej części przedpola polskich Karpat. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 426: 1–26.
• Hajto M, 2011. Potencjał geotermalny w rejonie zewnętrznych Karpat Zachodnich. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 91–2.
• Hajto M., 2018. Potencjał geotermalny Polski oraz możliwości adaptacji międzynarodowej klasyfikacji zasobów geotermalnych UNFC-2009. Nafta-Gaz, 74(12): 898–904. DOI: 10.18668/NG.2018.12.04.
• Heller I., Moryc W., 1984. Stratygrafia utworów kredy górnej przedgórza Karpat. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 346: 63–108.
• Igliński B., Buczkowski R., Cichosz M., Piechota G., 2010. Technologie geoenergetyczne. Monografia. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń: 1–170.
• Jachowicz-Zdanowska M., 2011. Organic microfossil assemblages from the late Ediacaran rocks of the Małopolska Block, southeastern Poland. Geological Quarterly, 55(2): 85–94.
• Kaniuczak J., Nazarkiewicz M., Hajduk E., Gąsior J., Właśniewski S., 2016. Geotermia a ochrona zasobów środowiska. Polish Journal for Sustainable Development, 20: 77–84. DOI: 10.15584/pjsd.2016.20.9.
• Kapuściński J., Rodzoch A., 2010. Geotermia niskotemperaturowa w Polsce i na świecie. Wydawnictwo Borgis, Warszawa.
• Kotlarczyk J., 1985. An outline of the stratigraphy of Marginal Tectonic Units of the Carpathian Orogene in the Rzeszów–Przemyśl area.
• [W:] Kotlarczyk J. (ed.), Geotraverse Kraków–Baranów–Rzeszów–Przemyśl–Komańcza–Dukla. Guide to excursion 4. XIII Congress of the Carpathian–Balkan Geological Association, Cracow, Poland: 21–32.
• Kudrewicz R., Papiernik B., Hajto M., Machowski G., 2022. Subsalt Rotliegend Sediments – A New Challenge for Geothermal Systems in Poland. Energies, 15(3), 1166. DOI: 10.3390/en15031166.
• Miziołek M., Filar B., 2019. Paleokras w utworach górnej jury podłoża zapadliska przedkarpackiego i jego znaczenie złożowe. Nafta-Gaz, 75(6): 330–343. DOI: 10.18668/NG.2019.06.04.
• Miziołek M., Filipowska-Jeziorek K., Urbaniec A., Filar B., Łaba-Biel A., 2022. Możliwości identyfikacji stref rozwoju paleokrasu w rejonach złóż węglowodorów z obszaru przedgórza Karpat. Nafta-Gaz, 78(7): 485–502. DOI: 10.18668/NG.2022.07.01 .
• Moryc W., 1971. Trias przedgórza Karpat środkowych. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 41(3): 419–486.
• Moryc W., 2006. Budowa geologiczna podłoża miocenu w rejonie Kraków–Pilzno. Część I. Prekambr i paleozoik (bez permu). Nafta-Gaz, 62(5): 197–216.
• Moryc W., 2014. Perm i trias przedgórza Karpat polskich. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 457: 43–67.
• Olszewska B., 1999. Biostratygrafia neogenu zapadliska przedkarpackiego w świetle nowych danych mikropaleontologicznych. Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 168: 9–28.
• Oszczypko N., 1998. The Western Carpathian Foredeep – development of the foreland basin in front of the accretionary wedge and its burial history (Poland). Geologica Carpathica, 49: 1–18.
• Oszczypko N., 2006. Powstanie i rozwój polskiej części zapadliska przedkarpackiego. Przegląd Geologiczny, 54(5): 396–403.
• Oszczypko-Clowes M., Lelek D., Oszczypko N., 2012. Sarmatian paleoecological environment of the Machów Formation based on the quantitative nannofossil analysis – case study from Sokołów area (Polish Carpathian Foredeep). Geologica Carpathica, 63(4): 267–294.
• Papiernik B., Machowski G., Hajto M., Oszczypko N., 2013. Rozdział 9. Charakterystyka podstawowych parametrów hydrotermalnych potencjalnych zbiorników wód wgł?bnych Karpat Wschodnich. [W:] Atlas geotermalny Karpat Wschodnich. ębnych Karpat Wschodnich. [W:] Atlas geotermalny Karpat Wschodnich. Wydawnictwo Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków.
• Peryt D., 1999. Calcareous nannoplankton assemblages of the Badenian evaporites in the Carpathian Foredeep. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 387: 158–161.
• Peryt T., Jasionowski M., Karoli S., Petrichenko O.I., Poberegski A.V., Turchinov I.I., 1998. Correlation and sedimentary history of the Badenian gypsum in the Carpathian Foredeep (Ukraine, Poland and Czech Republic). Przegląd Geologiczny, 46: 729–732.
• Połtowicz S., 1997. Grawitacyjna tektonika jednostki zgłobickiej między Brzeskiem a Wojniczem w świetle wyników badań sejsmicznych. Geologia (kwartalnik AGH), 23(3): 307–329.
• Połtowicz S., 2004. Jednostki stebnicka i zgłobicka w budowie Karpat Polskich. Geologia (kwartalnik AGH), 30(1): 85–120.
• Templeton J.D., Ghoreishi-Madiseh S.A., Hassani F., Al-Khawaja M.J. 2014. Abandoned petroleum wells as sustainable sources of geothermal energy. Energy, 70(1): 366–373. DOI: 10.1016/j.energy.2014.04.006.
• Tomaszewska B., Sowiżdżał A., Chmielowska A., 2018. Rozważania nad koncepcją adaptacji otworów ponaftowych do celów geotermalnych – przykłady rozwiązań światowych. Technika Poszukiwań Geologicznych, Geotermia, Zrównoważony Rozwój, 1: 119–129.
• Tran N., Fross J., Mykleby K., Roff J., Teodoriu C., 2020. The Economics of Low Enthalpy Geothermal Resources: A Case Study for Small Heat Harnessing Concept in Oklahoma. Proceedings, 45th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, 10–12.02.2020, SGP-TR-216.
• Uliasz-Misiak B., Dubiel S., 2015. Problemy rekonstrukcji odwiertów geotermalnych. Przegląd Górniczy, 7: 55–61.
• Urbaniec A., 2021. Charakterystyka litofacjalna utworów jury górnej i kredy dolnej w rejonie Dąbrowa Tarnowska–Dębica w oparciu o interpretację danych sejsmicznych i otworowych. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 232:1–240. DOI: 10.18668/PN2021.232.
• Urbaniec A., Bartoń R., Bajewski Ł., Wilk A., 2020. Wyniki interpretacji strukturalnej utworów triasu i paleozoiku przedgórza Karpat opartej na nowych danych sejsmicznych. Nafta-Gaz, 76(9): 559–568. DOI: 10.18668/NG.2020.09.01.
• Urbaniec A., Filipowska-Jeziorek K., Bartoń R., Wilk A., 2021a. Charakterystyka serii zlepieńcowo-olistostromowej z obszaru paleodoliny Szczurowej–Wojnicza na podstawie interpretacji obrazu sejsmicznego. Nafta-Gaz, 77(11): 709–724. DOI: 10.18668/NG.2021.11.01 .
• Urbaniec A., Łaba-Biel A., Kwietniak A., Fashagba I., 2021b. Seismostratigraphic Interpretation of Upper Cretaceous Reservoir from the Carpathian Foreland, Southern Poland. Energies, 14(22): 7776. DOI: 10.3390/en14227776.
• Urbaniec A., Polakowski T., Sierant H., Wąsiel M., 2013. Rola utworów triasu w mezo-paleozoicznym systemie naftowym przedgórza Karpat w rejonie Dąbrowa Tarnowska–Mielec–Dębica. Wiadomości Naftowe i Gazownicze: 1(177): 4–7.
• Zhu Y., Li K., Liu Ch., Mgijimi M.B., 2019. Geothermal Power Production from Abandoned Oil Reservoirs Using In Situ Combustion Technology. Energies, 12, 4476. DOI: 10.3390/en12234476.
• Zięba Z., Grzesiak E., 2010. Wpływ składu chemicznego wody geotermalnej na koszty eksploatacji systemu ciepłowniczego w Pyrzycach. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 8(1): 39–45.
• Żelaźniewicz A., Aleksandrowski P., Buła Z., Karnkowski P.H., Konon A., Oszczypko N., Ślączka A., Żaba J., Żytko K., 2011. Regionalizacja tektoniczna Polski. Komitet Nauk Geologicznych PAN, Wrocław.
• Żytko K., Zając R., Gucik S., Ryłko W., Oszczypko N., Garlicka I., Nemčok J., Eliaš M., Menčik E., Stranik Z., 1989. Map of the tectonic elements of the Western Outer Carpathians and their foreland. [W:] Poprawa D., Nemcok J. (eds.). Geological Atlas of the Western Outer Carpathians and their foreland. Państwowy Instytut Geologiczny Warszawa/GUDŠ Bratislava/Uug Praha.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).