Ewolucja porowatości w piaskowcach kambru z polskiej części Morza Bałtyckiego

• Autorzy: Sikorska M. , Jaworowski K.

Warianty tytułu

EN

Origin of porosity in Cambrian sandstones from the Polish sector of the Baltic Sea

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Piaskowce kambru środkowego stanowią główny poziom ropo- i gazonośny na obszarze Morza Bałtyckiego. Jako najbardziej perspektywiczne określono piaskowce z cienkimi przewarstwieniami heterolitów piaszczysto-mułowcowych, zinterpretowane jako brzeżne i szelfowe piaski pływowe z wypełnieniami kanałów pływowych. Wykonano standardowe badania mikroskopowe, analizę katodoluminescencyjną (CL), badania na mikroskopie skaningowym (SEM) i mikrosondzie (EDS) oraz analizę sedymentologiczną. Piaskowce w większości należą do arenitów kwarcowych. Charakteryzują się bardzo zróżnicowaną porowatością: od bliskiej zera do ponad 20%. Wpływ na kształtowanie się porowatości piaskowców miały: środowisko sedymentacji, cementacja, kompakcja, rozpuszczanie, głębokość pogrzebania oraz podatność na spękania. Oszacowano, że proces kompakcji mechanicznej spowodował zmniejszenie pierwotnej porowatości o 10%, a cementacja o kolejne 25%. Ważną rolę odegrała także kompakcja chemiczna. Spośród procesów cementacyjnych największe znaczenie miała sylifikacja przebiegająca w dwóch etapach: w czasie eo- i mezodiagenezy w warunkach postępującej subsydencji. Wtórna porowatość spowodowana rozpuszczaniem ziaren i cementu miała niewielkie, lokalne znaczenie. W piaskowcach występuje porowatość szczelinowa. Obserwowane spękania bywają puste lub wypełnione węglanami, kwarcem lub bituminami. Wraz z mikrostylolitami stanowiły one potencjalne drogi migracji węglowodorów. Potwierdzono pogląd, że piaskowce kambryjskie stanowią szczelinowo-porowe skały zbiornikowe.

EN

Middle Cambrian sandstones are the main oil- and gas-bearing strata in the Baltic Sea region. The most prospective are the sandstones containing thin interbeds of sandstone-mudstone heteroliths. The sandstones are interpreted as tidal coastal and shelf sands with tidal channel fills. The research included standard microscopic investigations, cathodoluminescence analysis (CL), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) studies, and sedimentological analysis. Most of the sandstones are represented by quartz arenites. They are characterized by highly variable porosity ranging from nearly zero to over 20%. Porosity evolution of the sandstones was influenced by sedimentary environment, cementation, compaction, dissolution, burial depth and susceptibility to fracturing. It is estimated that the process of mechanical compaction caused loss of primary porosity by 10%. Cementation reduced it by further 25%. Chemical compaction also played a significant role. Among cementation processes, the most important was silicification which in two stages: during eo- and mesodiagenesis under progressing subsidence. Secondary porosity due to grain and cement dissolution was of lesser, only local importance. The sandstones show fracture porosity. The fractures are either empty or filled with carbonates, quartz and bitumens. Together with microstylolites, they were potential paths for hydrocarbon migrations. It has been confirmed that the Cambrian sandstones form a fracture-pore type of reservoir rocks.

Słowa kluczowe

PL

porowatość; piaskowce; diageneza; skały zbiornikowe; kambr; Bałtyk

EN

porosity; sandstones; reservoir rocks; Cambrian; Baltic Sea

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2007
• Tom: nr 427
• Strony: 79--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sikorska M.

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

autor

Jaworowski K.

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

Bibliografia

• BEDNARCZYK W., TURNAU-MORAWSKA M., 1975 - Litostratygrafia osadów kambru i wendu w rejonie Łeby. Acta Geol. Pol., 25: 537-566.
• BRANGULIS A.P., KANEV S.V., MARGULIS L.S., POMERANTSEVA R.A., 1993 - Geology and hydrocarbon prospects of the Paleozoic in the Baltic region. Petrol. Geol.'86 Ltd.: 651-656. Geol. Soc. London, London.
• BJORLYKKE K., RAMM M., SAIGAL G.C., 1989 - Sandstone diagenesis and porosity modification during basin evolution. Geologische Rundschan, 78, 1: 243-264.
• BURLEY S.D., 1993 -Models of burial diagenesis for deep exploration plays in Jurassic fault traps of the Central and Northern North Sea. Petrol. Geol.'86 Ltd.: 1353-1375. Geol. Soc. London, London.
• CYZIENE J., 2006 - Diagenesis, reservoir quality and basin history model of Cambrian succession in the Baltic region. Vilniaus Universitetas, Vilnius.
• DUTTON S.P., DIGGS T.N., 1990 - History of quartz cementation in the Lower Cretaceous Travis Peak Formation, East Texas. J. Sed. Petrol., 60, 2: 191-202.
• DUTTON S.P., DIGGS T.N.,1992 - Evolution of porosity and permeability in the Lower Cretaceous Travis Peak Formation, East Texas. AAPG Bull., 76, 2: 252-269.
• FOLK R.L., 1968 - Petrology of sedimentary rocks. The University of Texas, Austin.
• GÓRECKI W., LAPINSKAS P., LASHKOVA L., LASHKOV E., REICHER B., SAKALAUSKAS K., STRZETELSKI W., 1992 - Petroleum perspectives of the Balic Syneclise. Pol. J. Miner. Res. Oil and gas in Poland, 1.
• GÓRECKI W, SZAMAŁEK K., 2004 - Możliwości rozwoju poszukiwań i wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego w Polsce w świetle polityki koncesyjnej państwa oraz działalności Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa S.A. Pol. J. Miner. Res., 8: 25-38.
• JARMOŁOWICZ-SZULC K., 2001 - Badania inkluzji fluidalnych w spoiwie kwarcowym piaskowców kambru środkowego na obszarze bloku Łeby w Morzu Bałtyckim – implikacje diagenetyczne, izotopowe i geochemiczne. Biul. Państw. Inst. Geol., 399.
• JAWOROWSKI K., 1997 - Warunki depozycji ciał piaszczystych kambru dolnego i środkowego w polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej. Biul. Państw. Inst. Geol., 377: 1-118.
• JAWOROWSKI K., 2002 - Analiza sedymentologiczna profilu kambru w otworze B4-2A i korelacja profilów sedymentologicznych na strukturze B4. Arch. Petrolbaltic, Gdańsk.
• JAWOROWSKI K, 2008 - Kambr i neoproterozoik osadowy. W: Tablica stratygraficzna Polski (red. R. Wagner) (w druku).
• JAWOROWSKI K., MODLIŃSKI Z., 2003 - Analiza sedymentologiczna profilu kambru w otworze B6-3 i korelacja profilów sedymentologicznych na strukturze B6. Arch. Petrolbaltic, Gdańsk.
• JAWOROWSKI K., SIKORSKA M., 2003a - Korelacja sekwencyjna osadów kambru w badaniach ewolucji basenu bałtyckiego (polska część syneklizy bałtyckiej). Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• JAWOROWSKI K., SIKORSKA M., 2003b - Composition and provenance of clastic material in the Vendian–lowermost Cambrian from northern Poland: geotectonic implications. Pol. Geol. Inst. Sp. Papers, 8.
• KARNKOWSKI P.H., 2003 - Modelowanie warunków generacji węglowodorów w utworach starszego paleozoiku na obszarze zachodniej części basenu bałtyckiego. Prz. Geol., 51, 9: 756-763.
• KOTARBA M. (red.), 1996 - Modelowanie procesów generowania i ekspulsji węglowodorów metodami „GENEX" I TTI. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• LENDZION K., 1988 - Cambrian in Pomerania and adjacent Baltic Basin. Kwart. Geol., 32, 3/4 : 555-564.
• LENDZION K., 1996 - Biostratygrafia na podstawie mikrofauny. W: Przestrzenny rozkład własności zbiornikowych skał kambru środkowego bloku Łeby. Arch. Petrolbaltic, Gdańsk.
• LUNDEGARD P.D., 1992 - Sandstone porosity loss – a"Big Picture" view of the importance of compaction. J. Sed. Petrol. , 62, 2: 250-260.
• MENS K., BERGSTROM J., LENDZION K.,1990 - The Cambrian system of the East European Platform. IUGS Publ., 25: 1-74.
• MODLIŃSKI Z., 1998 - Ocena perspektyw poszukiwawczych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w utworach kambru syneklizy perybałtyckiej na podstawie analizy basenów sedymentacyjnych starszego paleozoiku. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• MODLIŃSKI Z., JACYNA J., KANEV S., KHUBLDIKOV A., LASKOVA L., LASKOVAS J., LENDZION K., MIKAZANE I., POMERANCEVA R., 1999 - Palaeotectonic evolution of the Baltic Syneclise during the Early Palaeozoic as documented by palaeothickness maps. Geol. Quart., 43, 3: 285-296.
• OELKERS E.H., BJORKUM P.A., MURPHY W.M., 1996 -A petrographic and computational investigations of quartz cementation and porosity reduction in North Sea sandstones. Amer. J. Sc., 296, 4: 420-452.
• PERRY E.C. jr, 1967 - The oxygen isotope chemistry of ancient cherts. Earth Planet. Sci. Lett., 3: 62-66.
• POPRAWA P., SLIAUPA S., STEPHENSON R., LAZAUSKIENE J., 1999 - Late Vendian–Early Palaeozoic tectonic evolution of the Baltic Basin: regional tectonic implications from subsidence analysis. Tectonophysics, 314, l: 219-239.
• RADECKI S., WEIL W., GÓRECKI W., REICHER B., STRZETELSKI W., 1993 - Cambrian petroleum formation of the Baltic Region. Oil and Gas News from Poland. Pol. Oil and Gas Comp. Inf. Bull., 3: 67-78.
• SCHLEICHER M., KOSTER J., KULKE H., WEIL W., 1998 - Reservoir and source-rock characterisation of the Early Palaeozoic interwal in the Peribaltic Syneclise, Northern Poland. J. Petrol. Geol., 21, 1: 33-56.
• SIBLEY D.F., BLATT H., 1976 - Intergranular pressure solution and cementation of the Tuscarora ortoquartzite. J. Sed. Petrol., 46, 4: 881-896.
• SIKORSKA M., 1998 - Rola diagenezy w kształtowaniu przestrzeni porowej piaskowców kambru z polskiej części platformy wschodnioeuropejskiej. Pr. Inst. Geol., 164.
• SIKORSKA M., 2005 - Badania katodoluminescencyjne minerałów. Instr. Met. Bad. Geol., 59.
• SIKORSKA M., PACZEŚNA J., 1997 - Quartz cementation in Cambrian sandstones on the background of their burial history (Polish part of the East European Craton). Geol. Quart., 41, 3: 265-272.
• STRZETELSKI W., 1977 - Charakterystyka szczelinowatości tektonicznej w roponośnej serii piaskowców kwarcytowych kambru środkowego rejonu Żarnowca. Kwart. Geol., 21, 2: 245-255.
• STRZETELSKI W., 1979 - Litofacje i szczelinowatość roponośnych utworów kambru w syneklizie perybałtyckiej. Pr. Geol. Inst. Nauk. Geol. PAN, 116.
• STRZETELSKI W., DOMŻALSKI J., MYŚKO A., MAZUREK A., TKACZENKO G., 2004 - Nowe perspektywy poszukiwań naftowych w akwenie Bałtyku RP wynikające z korelacji badań geochemicznych dna morskiego z sejsmiką. Pol. J. Miner. Res., 8: 71-85.
• SZYMAŃSKI B., 1997 - Przestrzenny rozkład własności zbiornikowych skał kambru środkowego bloku Łeby. Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• SZYMAŃSKI B., 2005 - Zmienność litologiczna i mikrofacjalna serii osadów euksynicznych kambru górnego i tremadoku w polskiej części obniżenia bałtyckiego (część lądowa i morska). Centr. Arch. Geol. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• WITKOWSKI A., 1989 - Paleodynamika i ropo-gazonośności starszego paleozoiku Pomorza i Bałtyku Południowego. Zesz. Nauk AGH, Geologia., 43.