Charakter i geneza zmienności właściwości zbiornikowych dolnokredowych piaskowców węglowieckich (Karpaty Zewnętrzne)

• Autorzy: Stańczak G.

Warianty tytułu

EN

Origin of variability of reservoir properties of the early cretaceous Węglówka sandstone (Outer Carpathians)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dolnokredowe warstwy węglowieckie stanowią kolektor ropy naftowej i gazu w złożu Węglówka, które stanowi jedno z najwcześniej odkrytych złóż ropy w Karpatach fliszowych. W obrębie dwóch fałdów odsłaniających się w półoknie tektonicznym Węglówki zarejestrowano szereg profili warstw węglowieckich, w których zgodnie z metodyką analizy facjalnej opisano następujące litofacje: piaskowce zlepieńcowate (SC), piaskowce (S), piaskowce z mułowcami (SM), mułowce z piaskowcami (MS) oraz mułowce (M). Dla piaskowców wchodzących w skład litofacji SC, S i SM oznaczono gęstość pozorną i nasiąkliwość. Badania petrograficzne obejmowały obserwacje w mikroskopie optycznym i skaningowym oraz w katodoluminescencji, a także badania porozymetryczne i oznaczenia współczynnika przepuszczalności. Wyniki badań wskazują na dwa czynniki odpowiedzialne za korzystne właściwości zbiornikowe piaskowców węglowieckich. Pierwszy stanowi wczesna i ograniczona cementacja krzemionkowa, mająca istotne znaczenie dla opóźnienia postępu kompakcji i zachowania porowatości osadu w początkowej fazie diagenezy. Drugi czynnik to koncentracja cementu węglanowego w obrębie konkrecji. Bioklasty krzemionkowe oraz najdrobniejsze frakcje ziaren kwarcu stanowiły źródło mikrokrystalicznego cementu kwarcowego oraz cementu chalcedonowego. Lokalnie wysoka zawartość biogenicznej krzemionki była przyczyną obfitej cementacji chalcedonowej. Cementacja węglanowa przyczyniła się do znacznej redukcji tej przestrzeni porowej, jaka zachowała się po wcześniejszej kompakcji osadu i cementacji krzemionkowej. Cement węglanowy, jak również okruchy węglanowe rejestrowano tylko w obrębie konkrecji, podczas gdy w ich otoczeniu stwierdzono brak detrytycznego materiału węglanowego i cementu węglanowego. Zatoki korozyjne w ziarnach kwarcu i skaleni notowane w otoczeniu konkrecji stanowią ślady po pierwotnych węglanach. Proces powstawania konkrecji węglanowych w piaskowcach węglowieckich można uznać jako wczesnodiagenetyczny, przemawia za tym wysoka zawartość cementu węglanowego oraz luźne upakowanie ziaren szkieletowych w obrębie konkrecji. Stwierdzono, że główną rolę w kształtowaniu cech zbiornikowych odgrywa skład mineralny materiału okruchowego, który decyduje o kierunku przemian diagenetycznych i wykształceniu określonego zespołu spoiw, podczas gdy litofacje są mniej istotne dla ich właściwości kolektorskich.

EN

The Early Cretaceous Węglówka Beds is the reservoir of the Węglówka Oil Field, one of the earliest discovered in the Outer Carpathians (exploitated since 1888). This region is the cradle of world oil exploration and petroleum industry. The Węglówka Beds form two anticlines within the half-window of the Sub-Silesian Unit. A sedimentological analysis of several sections revealed the following lithofacies of the subaqueous gravity flow: conglomeratic sandstones (SC), sandstones (S), sandstone-mudstone couplets (SM), mudstone-sandstone couplets (MS) and mudstones (M). Apparent density and water absorptivity were determined for 47 sandstone samples collected from the facies SC, S, SM. The 15 most differentiated samples were selected for further petrographic and diagenetic studies with optical and scanning electron microscopes, X-ray diffraction and cathodoluminescence. Furthermore, mercury injection curves and permeability coefficients were determined. The results of analyses indicate that two factors are responsible for the good/positive reservoir properties of the Węglówka Sandstone. The first factor is the early and limited siliceous cementation. Siliceous sponge spicules and very fine quartz grains were the source of sparse chalcedonie cement and microcrystalline quartz, which formed rims around the grains while pores remained free. Compaction was inhibited and initial porosity was preserved to a large extent. Stronger chalcedonie cementation and the reduction of porosity occurred only locally as the result of the high content of biogenic silica. The other factor is the carbonate cement, which occurs only in spots (concretions). Carbonate cementation brought about a large reduction of the pore space within the concretions, which survived compaction and siliceous cementation. Both carbonate cement and carbonate detrital material were observed only within concretions. Corrosion of quartz and feldspars was the only trace of primary carbonates in their close vicinity. In turn, the abundance of the carbonate cement and a loose grain framework in the carbonate concretions was the evidence of the early origin of concretions. The study has revealed that the mineral composition of the detrital components controlled the diagenesis and formation of specific assemblages of cements and thus played the main role in modelling the reservoir properties of the Węglówka Sandstone. Those properties were controlled by the sedimentary conditions (facies) to a far lesser extent.

Słowa kluczowe

PL

piaskowce węglowieckie; konkrecje węglanowe; litofacje; pierwotna porowatość; cementacja; kompakcja; właściwości zbiornikowe; kreda dolna

EN

Węglówka sandstone; carbonate concretions; facies; initial porosity; cementation; compaction; reservoir properties; Early Cretaceous

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2008
• Tom: nr 429
• Strony: 195--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stańczak G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• ALLEN J.R.L., 1962 - Petrology, origin and deposition of the highest Lower Old Red Sandstone of Shropshire, England. J. Sediment. Petrol, 32, 4: 657-697.
• BATHURST R.G.C., 1971 - Carbonate sediments and their diagenesis. Developments in Sedimentology, 12. Elsevier, Amsterdam.
• BLOCH S., 1991 - Empirical prediction of porosity and permeability in sandstones. Am. Ass. Petrol. Geol Bull., 75, 7: 1145-1160.
• BROMOWICZ J., 1992 - Basen sedymentacyjny i obszary źródłowe piaskowców magurskich. Zesz. Nauk. AGH, 1485, Geol., 54.
• FOLK R.L., WARD W.C., 1957 -Brazos River bar: a study in the significance of grain-size parameters. J. Sediment. Petrol, 27, 1: 3-27.
• GALEHOUSE J.S., 1971 - Point counting. W: Procedures in sedimentary petrology (red. R.E. Carver): 385-407. John Wiley -Interscience, New York.
• GEOLOGICAL Map of the Outer Carpathians: borderlands of Poland, Ukraine and Slovakia, 1:200 000 (red. L. Jankowski, R. Kopciowski, W. Ryłko). Państw. Inst. Geol. Warszawa, 2004.
• GOBLOT H., 1928 - O budowie geologicznej Karpat na północ od Krosna. Spraw. PIG, 4, 3/4: 442-463.
• JUCHA S., JABCZYŃSKI Z., 1960 -Nowe perspektywy rozwoju kopalni w Węglówce. Nafta, 16, 9: 238-244.
• JUCHA S., PESZAT C, RUTKOWSKI J., 1982 - O możliwości wykorzystania piaskowców węglowieckich do produkcji piasków budowlanych i drogowych. Kwart. Geol.,26,2:409-422.
• KOSZARSKI L. (red.), 1985 - Geology of the Middle Carpathians and the Carpathian Foredeep. Guide to Excursion 3. Carpatho--Balkan Geological Association XIII Congress. Kraków.
• KOSZARSKI L., NOWAK W., 1960 - Uwagi w sprawie wieku warstw lgockich. Kwart. Geol., 4, 2: 468^83.
• KOSZARSKI L., NOWAK W., ŻYTKO K., 1959 - W sprawie wieku warstw godulskich. Kwart. Geol., 3, 1: 127-151.
• LEŚNIAK G., 2005 - Diageneza piaskowców wschodniej części jednostki śląskiej a migracja węglowodorów. Pr. Inst. Górn. Naft. i Gaz., 131.
• MITURA F., BIRECKI T., 1966 - Budowa geologiczna Karpat między Korczyną a Domaradzem. Pr. Inst. Naft.
• NOWAK J., 1925 - Stosunki geologiczne obszaru między Krosnem a Węglówką. Rocz. Pol. Tow. Geol., 2: 35-48.
• PESZAT C, 1998 - Litologia i geneza konkrecyjnych piaskowców wapnistych jednostki śląskiej (polskie Karpaty fliszowe). Biul. Państw. Inst. Geol., 382: 75-102.
• PESZAT C, 1999 - Właściwości strukturalno-teksturalne i geneza spoiw węglanowych gruboławicowych piaskowców jednostki śląskiej (polskie Karpaty fliszowe). Gosp. Sur. Miner., 15, 1: 65-104.
• PESZAT C, BUCZEK-PUŁKA M, 1986 - Znaczenie surowcowe piaskowców cergowskich na tle ich właściwości fizyczno-mechanicznych. Biul. Inst. Geol., 351: 179-211.
• PETTIJOHN F.J., POTTER P.E., SIEVER R., 1972 - Sand and sandstone. Springer-Verlag, Berlin.
• PN-EN 1936 - Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczenie gęstości i gęstości objętościowej oraz całkowitej i otwartej porowatości; zastąpiła normę polską PN-66/B-04100 - Materiały kamienne: Oznaczanie gęstości objętościowej, gęstości, porowatości i szczelności. Polski Komitet Normalizacyjny.
• PN-EN 13755 - Metody badań kamienia naturalnego. Oznaczenie nasiąkliwości przy ciśnieniu atmosferycznym; zastąpiła normę polską PN-85/B-04101 - Materiały kamienne: Oznaczanie nasiąkliwości wodą. Polski Komitet Normalizacyjny.
• RATAJCZAK T., MAGIERA J., SKOWROŃSKI A., TUMIDAJSKI T., 1998 - Ilościowa analiza mikroskopowa skał. Skrypty uczelniane AGH, 1534, Wyd. AGH, Kraków.
• SŁOMKA T., 1995 - Głębokomorska sedymentacja silikoklastyczna warstw godulskich Karpat. Pr. Geol. Komis. Nauk Geol. PAN Krak., 139.
• SUCH P., 2000 - Studium badań przestrzeni porowej skał dla potrzeb geologii naftowej. Pr. Inst. Górn. Naft. i Gaz., 104.
• TEISSEYRE H., 1947 - Budowa geologiczna okolic Węglówki. Nafta, 3: 146-149, 185-190, 220-224, 258-261.
• UNRUG R., 1968 - Kordyliera śląska jako obszar źródłowy materiału klastycznego piaskowców fliszowych Beskidu Śląskiego i Beskidu Wysokiego (polskie Karpaty Zachodnie). Rocz. Pol. Tow. Geol., 38, 1:81-164.
• WDOWIARZ S., 1968 - Silesian and Sub-Silesian units north of Krosno. W: Guide to Excursion No C44. Poland. Geology of the Polish Flysch Carpathians (red. M. Książkiewicz). Intern. Geol. Congress, XXIII Session: 58-65, Prague.
• WDOWIARZS., JUCHA S., 1963-ExcursionB-II-2. W: Karpates externes, Guide des excursions (red. S. Wdowiarz, W. Nowak). Association Geologique Karpato-Balkanique, VI Congres: 109-126. Warszawa-Kraków.
• WORDEN R.H., MAYALL M, EVANS I.J., 2000 - The effect of ductile-lithic sand grains and quartz cement on porosity and permeability in Oligocene and Lower Miocene elastics, South China Sea: prediction of reservoir quality. Am. Ass. Petrol. Geol. Bull., 84, 3: 345-359.