Petroleum processes in the Palaeozoic - Mesozoic strata of the Grobla-Limanowa area (basement of the Polish Carpathians)

• Autorzy: Wróbel M. , Kosakowski P. , Więcław D.

Identyfikatory

DOI

10.7494/geol.2016.42.2.185

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The geochemical characteristics of the Palaeozoic and Mesozoic strata of the basement of the Carpathian Foredeep depicted the Devonian and Carboniferous source rocks as the best source for hydrocarbon generation. Moreover, the Outer Carpathian sequence was geochemically characterized and proved capable of generating hydrocarbons. The oil-source rocks’ correlations indicated that the source of the condensate accumulated in the Łąkta field, while oil in the Grobla field. Maturity modelling identified Devonian source rocks as they reached a late phase of the “oil window” and, locally, even the “gas window”. The Carboniferous source rock was mature enough to start the generation processes. The generation started in the late Carboniferous, both in the Upper Silesian and Małopolska blocks. The main phase of the petroleum processes took place in late Neogene. The expulsion was observed only in the Devonian source rocks, and vertical migration by fault system in both blocks resulted in oil and gas accumulation in the Upper Jurassic carbonates and Upper Cretaceous sandstones. The petroleum modelling indicated the Devonian source for oil and gas fields in the study area. However oil-source rock correlation also suggests the presence of the Carpathian flysch source for hydrocarbons accumulated in the Łąkta field.

Słowa kluczowe

EN

source rocks; oil-source rock correlation; Carpathian Foredeep; Mesozoic; Palaeozoic; petroleum modelling

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geology, Geophysics and Environment
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 42, no. 2
• Strony: 185--206
• Opis fizyczny: Bibliogr. 58 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wróbel M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kosakowski P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Więcław D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection; al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• Belka Z., 1993a. Remarks on thermal maturity level in the subsurface of the Upper Silesian Coal Basin. Acta Geologica Polonica, 43, 95–101.
• Belka Z., 1993b. Thermal and burial history of the Cracow-Silesia region (southern Poland) assessed by conodont CAI analysis. Tectonophysics, 227, 161–190.
• Bessereau G., Roure F., Kotarba M., Kuśmierek J. & Strzetelski W., 1996. Structure and hydrocarbon habitat of the Polish Carpathians. [in:] Ziegler P.A. & Horvath F. (eds.), Peri-Tethys Memoir 2: Structure and Prospects Alpine Basins and Forelands, Mémories Museum National History Naturelle, 170, 343–373.
• BMRM 2006. BasinMod™ Reference Manual. Platte River Association, Boulder, Colorado.
• Buła Z., 1994. Problemy stratygrafii i wykształcenia osadów starszego paleozoiku północno-wschodniego obrzeżenia GZW. [in:] Paleozoik północno-wschodniego obrzeżenia Górnośląskiego Zagłębia Węglowego: przewodnik LXV Zjazdu Polskiego Towarzystwa Geologicznego, Sosnowiec, 22-24 września 1994, Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, 1431, Wyd. UŚ, Katowice, 31–57.
• Buła Z., 2000. Dolny paleozoik Górnego Śląska i zachodniej Małopolski. Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 171, PIG, Warszawa.
• Buła Z. & Habryn R. (red.), 2008. Atlas geologiczno-strukturalny paleozoicznego podłoża Karpat zewnętrznych i zapadliska przedkarpackiego. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Buła Z. & Habryn R., 2011. Precambrian and Palaeozoic basement of the Carpathian Foredeep and adjacent the Outer Carpathians (SE Poland and SW Ukraine). Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81, 3, 221–239.
• Buła Z. & Jachowicz M., 1996. The Lower Paleozoic sediments in the Upper Silesian Block. Geological Quarterly, 40, 299–336.
• Buła Z. & Krieger W., 2004. Charakterystyka utworów karbonu w południowej części bloku górnośląskiego. [in:] Kotarba, M.J. (red.), Możliwości generowania węglowodorów w skałach karbonu w południowej części bloku górnośląskiego i małopolskiego, Towarzystwo Badania Przemian Środowiska “Geosfera”, Wydawnictwo Naukowe “Akapit”, Kraków, 15–24 [with English summary].
• Buła Z., Jachowicz M. & Żaba J., 1997. Principal characteristics of the Upper Silesian Block and Małopolska Block border zone (Southern Poland). Geological Magazine, 134, 5, 669–677.
• Buła Z., Habryn R., Krieger W., Kurek S., Markowiak M. & Woźniak P., 2002 . Atlas map geologicznych paleozoiku bez permu w strefie kontaktu bloków górnośląskiego i małopolskiego. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Espitalié J., Deroo G. & Marquis F., 1985. La pyrolyse Rock Eval et ses applications. Revue de Institut Francais du Petrole, 40, 6, 755–784.
• Florek R., Gliniak P. & Zacharski J., 2006. Nowe spojrzenie na strefę nasuwczą Łąkty w rejonie Łapanów – Tymowa. Nafta-Gaz, 62, 12, 647–654 [with English summary].
• Haven H.L. ten, Lafargue E. & Kotarba M., 1993. Oil/oil and oil/source rock correlations in the Carpathian Foredeep and Overthrust, south-east Poland. Organic Geochemistry, 20, 935–959.
• Jachowicz M. & Buła Z. (red.), 2010. Prekambr i paleozoik regionu krakowskiego: model budowy geologicznej, jego aspekt utylitarny: konferencja naukowa Kraków, 19 listopada, 2010: materiały konferencyjne. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa .
• Jawor E. & Baran U., 2004. Geological setting and characteristics of Carboniferous strata in the southern part of the Małopolska block. [in:] Kotarba M.J. (red.), Możliwości generowania węglowodorów w skałach karbonu w południowej części bloku górnośląskiego i małopolskiego, Towarzystwo Badania Przemian Środowiska “Geosfera”, Wydawnictwo Naukowe “Akapit”, Kraków, 25–48 [with English summary].
• Jurkiewicz H. & Szczerba A., 1976. Wyniki badań termicznych centralnej części niecki miechowskiej i przyległego obszaru Gór Świętokrzyskich. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 296, 129–161.
• Karnkowski P., 1999a. Oil and gas deposits in Poland . Geosynoptics Society “Geos”, AGH University of Science and Technology, Cracow.
• Karnkowski P. H., 1999b. Origin and evolution of the Polish Rotliegend Basin. Polish Geological Institute Special Papers, 3, Polish Geological Institute, Warszawa.
• Karwasiecka M., 2001. Pole cieplne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [in:] Materiały Międzynarodowej Konferencji Naukowej „Energia geotermalna w kopalniach podziemnych”: Ustroń, 21-23 listopada 2001 r., 41–49 [with English summary].
• Karwasiecka M. & Bruszewska B., 1997. Pole cieplne na obszarze Polski. Centralne Archiwum Geologiczne, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Kosakowski P., Więcław D. & Kotarba M. J., 2009. Charakterystyka macierzystości wybranych utworów f liszowych w przygranicznej strefie polskich Karpat Zewnętrznych. Geologia: kwartalnik Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 35, 4/1, 155–190 [with English abstract].
• Kosakowski P., Więcław D., Kotarba M. J. & Kowalski A. 2012. Hydrocarbon potential of the Mesozoic strata between Kraków and Rzeszów (SE Poland). Geological Quarterly, 56, 139–152.
• Kotarba M., 2012. Origin of natural gases in the Paleozoic-Mesozoic basement of the Polish Carpathian Foredeep. Geologica Carpathica, 63, 307–318.
• Kotarba M.J. & Koltun Y.V., 2006. The origin and habitat of hydrocarbons of the Polish and Ukrainian Parts of the Carpathian Province. [in:] Golonka J. & Picha F.J. (eds), The Carpathians and their foreland: geology and hydrocarbon resources, American Association of Petroleum Geologists Memoir, 84, 395–442.
• Kotarba M.J., Wagner M., Więcław D., Kosakowski P. & Kowalski A., 2001. Hydrocarbon potential and geochemical characteristics of organic matter in the Tarnawa 1 borehole section. [in:] Matyja H. (red.), Paleozoik podłoża centralnej części polskich Karpat zewnętrznych (rejon Liplas – Tarnawa), Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 174, PIG, Warszawa, 161–172 [with English summary].
• Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P., Zacharski J. & Kowalski A., 2003. Ocena macierzystości i potencjału naftowego utworów jury środkowej. Przegląd Geologiczny, 51, 12, 1031–1040 [with English summary].
• Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P. & Kowalski A., 2004a. Geochemical characteristics of organic matter within Carboniferous strata in the southern part of the Upper Silesian block. [in:] Kotarba M.J. (red.), Możliwości generowania węglowodorów w skałach karbonu w południowej części bloku górnośląskiego i małopolskiego, Towarzystwo Badania Przemian Środowiska “Geosfera”, Wydawnictwo Naukowe “Akapit”, Kraków, 49–70 [with English summary].
• Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P. & Kowalski A., 2004b. Geochemical characteristics of organic matter within Carboniferous strata in the southern part of the Małopolska block. [in:] Kotarba M.J. (red.), Możliwości generowania węglowodorów w skałach karbonu w południowej części bloku górnośląskiego i małopolskiego, Towarzystwo Badania Przemian Środowiska “Geosfera”, Wydawnictwo Naukowe “Akapit”, Kraków, 71–86 [with English summary].
• Kotarba M. J., Kosakowski P. & Burzewski W., 2004c. Hydrocarbon generation and expulsion processes based on one dimensional numerical modelling and generation potential of Carboniferous strata in the southern part of the Upper Silesian and Małopolska block. [in:] Kotarba M.J. (red.), Możliwości generowania węglowodorów w skałach karbonu w południowej części bloku górnośląskiego i małopolskiego, Towarzystwo Badania Przemian Środowiska “Geosfera”, Wydawnictwo Naukowe “Akapit”, Kraków, 87–116 [with English summary].
• Kotarba M.J., Więcław D., Koltun Y.V., Marynowski L., Kuśmierek J. & Dudok I.V., 2007. Organic geochemical study and genetic correlation of natural gas, oil and Menilite source rocks in the area between San and Stryi rivers (Polish and Ukrainian Carpathians). Organic Geochemistry, 38, 1431–1456.
• Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P., Wróbel M., Matyszkiewicz J., Buła Z., Krajewski M., Koltun Y.V. & Tarkowski J., 2011. Petroleum systems in the Palaeozoic- Mesozoic basement of the Polish and Ukrainian Carpathian Foredeep. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81, 487–522.
• Kotarba M.J., Więcław D., Dziadzio P., Kowalski A., Bilkie wicz E. & Kosakowski P., 2013. Organic geochemical study of source rocks and natural gas and their genetic correlation in the central part of the Polish Outer Carpathians. Marine and Petroleum Geology, 45, 106–120.
• Kotarba M.J., Więcław D., Dziadzio P., Kowalski A., Kosakowski P. & Bilkiewicz E., 2014. Organic geochemical study of source rocks and natural gas and their genetic correlation in the eastern part of the Polish Outer Carpathians and Palaeozoic-Mesozoic basement. Marine and Petroleum Geology, 56, 97–122.
• Kotas A., 1972. Osady morskie karbonu górnego i ich przejście w utwory produktywne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [in:] Karbon Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, Prace Instytutu Geologicznego, 61, 279–328.
• Kotas A., 1982. Zarys budowy geologicznej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [in:] Przewodnik 54 Zjazdu Polskiego Towarzystwa Geologicznego, Sosnowiec, 23-25. IX.1982, Wydział Geologii, Warszawa, 45–72.
• Kotas A., 1985. Structural evolution of the Upper Coal Basin (Poland). [in] 10 th International Carboniferous Congress, Madrid 1983, C. R., 3, 459–469.
• Krajewski M., Matyszkiewicz J., Król K. & Olszwska B., 2011. Facies and sedimentation of the Upper Jurassic-Lower Cretaceous deposits of the Carpathian Foredeep in the Kraków-Rzeszów area, southern Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81, 269–290.
• Majorowicz J., 1984. Problems of tectonic interpretation of geothermal field distribution in the platform areas of Poland. Publications of the Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences, A-13 (160), 149–166.
• Majorowicz J. & Plewa S., 1979. Study of heat f low in Poland with special regard to tectonophysical problems. [in:] Cermak V. & Rybach L. (eds.), Terrestial Heat Flow in Europe, Springer-Verlag, Berlin, 240 – 251.
• Moryc W., 2006. Budowa geologiczna podłoża miocenu w rejonie Kraków-Pilzno. Część 2. Perm I mezozoik. Nafta-Gaz, 6, 263 - 282 [with English summary].
• Myśliwiec M., Borys Z., Bosak B., Liszka B., Madej K., Maksym A., Oleszkiewicz K., Pietrusiak M., Plezia B., Staryszak G., Świętnicka G., Zielińska C., Zychowicz K., Gliniak P., Florek R., Zacharski J., Urbaniec A., Górka A., Karnkowski P. & Karnkowski P.H., 2006. Hydrocarbon resources of the Polish Carpathian Foredeep: reservoirs, traps, and selected hydrocarbon fields. [in:] Golonka J. & Picha F. J. (eds), The Carpathians and Their Foreland: Geology and Hydrocarbon Resources , American Association of Petroleum Geologists Memoir, 84, 351–393.
• Narkiewicz M., 2002. Ordovician through earliest Devonian development of the Holy Cross Mts. (Poland): constraints from subsidence analysis and thermal maturity data. Geological Quarterly , 46, 255–266.
• Narkiewicz M., 2007. Development and inversion of Devonian and Carboniferous basins in the eastern part of the Variscan foreland (Poland). Geological Quarterly, 51, 231–256.
• Narkiewicz M., Resak M., Littke R. & Marynowski L., 2010. New constraints on the Middle Palaeozoic to Cenozoic burial and thermal history of the Holy Cross Mts. (Central Poland): results from numerical modelling. Geologica Acta, 8, 189–205.
• Obermajer M., Fowler M.G. & Snowdon L.R., 1999. Depositional environment and oil generation in Ordovician source rocks from southwestern Ontario, Canada: organic geochemical and petrological approach. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 83, 9, 14 26 –1453.
• Peters K.E. & Cassa M.R., 1994. Applied source rock geochemistry. [in:] Magoon L.B. & Dow W.G. (eds.), The Petroleum System – from source to trap , American Association of Petroleum Geologists Memoir, 60, 93–120.
• Plewa S., 1994. Rozkład parametrów geotermalnych na obszarze Polski. Wyd. Centrum Podstawowych Problemów Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.
• Poprawa P., 2006a. Neoproterozoic break-up of the supercontinent Rodinia/Pannotia recorded by development of sedimentary basins at the western slope of Baltica. [in:] Matyja H. & Poprawa P. (red.), Ewolucja facjalna, tektoniczna i termiczna pomorskiego segmentu szwu transeuropejskiego oraz obszarów przyległych , Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 186, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 165–188 [with English summary].
• Poprawa P., 2006b. Development of the Caledonian collision zone along the western margin of Baltica and its relation o the foreland basin. [in:] Matyja H. & Poprawa P. (red.), Ewolucja facjalna, tektoniczna i termiczna pomorskiego segmentu szwu transeuropejskiego oraz obszarów przyległych , Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 186, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 189–214 [with English summary].
• Poprawa D. & Nemčok J. (eds), 1989. Geological atlas of the western outer Carpathians and their foreland: scale 1:500 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Rutkowski J., 1972. Osady stefanu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. [in:] Karbon Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, Prace – Instytut Geologiczny, 61, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 539-552.
• Sofer Z., 1984. Stable carbon isotope compositions of crude oils: application to source depositional environments and petroleum alteration. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 68, 31–49.
• Sweeney J.J. & Burnham A.K., 1990. Evaluation of a simple model of vitrinite ref lectance based on chemical kinetics. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 74, 1559–1570.
• Więcław D., 2011: Origin of liquid hydrocarbons in the Miocene strata of the Polish Carpathian Foredeep and its Palaeozoic-Mesozoic basement. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81, 443–458.
• Więcław D., Kotarba M. J., Kowalski A. & Kosakowski P., 2011. Habitat and hydrocarbon potential of the Palaeozoic source rocks in the Kraków-Rzeszów area (SE Poland). Annales Societatis Geologorum Poloniae, 81, 375–394.
• Żaba J., 1999. Ewolucja strukturalna utworów dolnopaleozoicznych w strefie granicznej bloków górnośląskiego i małopolskiego. Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 166, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa [with English summary].

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.