PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Petrographic characteristics of the Ordovician and Silurian deposits in the Baltic Basin (N Poland) and their relevance for unconventional hydrocarbon accumulations

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The Ordovician and Silurian deposits in the Baltic Basin are represented by siltstones, mudstones, limestones, marls, sandstones and, most commonly, claystones with a markedly shaley structure. Claystones that are particularly rich in organic matter are considered as potential reservoirs for shale gas accumulations. Samples from 11 boreholes, including core samples of the Piaśnica, Słuchowo, Kopalino, Sasino, Prabuty, Jantar, Pelplin and locally Pasłęk, Kociewie and Puck formations, were analysed by optical microscopy, cathodoluminescence (CL), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectrometry and X-ray diffraction analyses (XRD). The Piaśnica, Sasino, Jantar, Pasłęk and Pelplin formations are characterized locally by a dominance of black bituminous claystones with a high content of organic matter, and a generally consistent clay mineral composition. Individual samples only show variations in silt fraction and carbonate content. Very important is the negligible proportion of swelling minerals in the clay fraction; the percentage of smectite in the mixed-layered illite/smectite minerals does not exceed 15%. It is important for the rocks to have adequate [SiO2 >10%; Quartz (Q) + Feldspars (Fs) + Carbonates >40%] brittleness. The content of quartz, feldspars and carbonates (here >40%) suggests that the claystones are susceptible to hydraulic fracturing. The claystones show micropores between detrital grains, between the flakes of clay minerals, within pyrite framboids, and organic matter and secondary micropores within grains.
Rocznik
Strony
art. no. 44
Opis fizyczny
Bibliogr. 61 poz., fot., rys., tab., wykr.
Twórcy
  • Polish Geological Institute – National Research Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Polska
  • Polish Geological Institute – National Research Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Polska
  • Polish Geological Institute – National Research Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Polska
  • Polish Geological Institute – National Research Institute, Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Polska
Bibliografia
  • 1. Andrews, I.J., 2013. The Carboniferous Bowland Shale Gas Study: Geology and Resource Estimation. British Geological Survey for Department of Energy and Climate Change, London, UK.
  • 2. Andrews, I.J., 2014. The Jurassic Shales of the Weald Basin: Geology and Shale Oil and Shale Gas Resource Estimation. British Geological Survey for Department of Energy and Climate Change, London, UK.
  • 3. Armstrong, H.A., Abbot, G.D., Turner, B.R., Makhlouf, I.M., Muhammad, A.B., Pedentchouk, N., Peters, H., 2009. Black shale deposition in an Upper Ordovician-Silurian permanently stratified, peri-glacial basin, southern Jordan. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 273: 368-377.
  • 4. Cichon-Pupienis, A., Littke, R., Froidl, F., Lazauskienė, J., 2020. Depositional history, source rock quality and thermal maturity of Upper Ordovician-Lower Silurian organic-rich sedimentary rocks in the central part of the Baltic Basin (Lithuania). Marine and Petroleum Geology, 112, doi: 10.1016/j.marpetgeo. 2019.104083.
  • 5. Cocks, L.R.M., 2000. The early Paleozoic geography of Europe. Journal of the Geological Society, 157: 1-10.
  • 6. Cooper, R.A., Sadler, P.M., Hammer, O., Gradstein, F.M., 2012. The Ordovician Period. Geologic Time Scale 2012, 2: 489-523. Elsevier, Amsterdam.
  • 7. Dadlez, R., 2000. Pomeranian Caledonides (NW Poland), fifty years of controversies: a review and a new concept. Geological Quarterly, 44 (3): 221-236.
  • 8. Dyrka, I., 2016. Petrophysical and mineralogical characterization of prospective hydrocarbon complexes estimated based on selected laboratory research results (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 982-986.
  • 9. Feldman-Olszewska, A., Roszkowska-Remin, J., 2016. Lithofacies of the Ordovician and Silurian formations prospective for shale gas/oil in the Baltic and Podlasie-Lublin areas (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 968-975.
  • 10. Golonka, J., Porębski, S.J., Barmuta, J., Papiernik, B., Bębenek, B., Barmuta, M., Botor, D., Pletsch, K., Słomka, T., 2019. Palaeozoic palaeogeography of the East European Craton (Poland) in the framework of global plate tectonics. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 89: 381-403.
  • 11. Grotek, I., 2016. A petrologic study and thermal maturity of organic matter from the Cambrian, Ordovician and Silurian deposits in the Baltic and Podlasie-Lublin areas (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 1000-1004.
  • 12. Jaanusson, V., 1976. Faunal dynamics in the Middle Ordovician (Viruan) of Balto-Scandia. The Ordovician System: Proceedings of a Paleontological Association Symposium, Birmingham, 1974: 301-326.
  • 13. Jarzyna, J.A., Krakowska-Madejska, P.I., Puskarczyk, E., Wawrzyniak-Guz, K., 2021. Petrophysical characteristics of Silurian and Ordovician shale gas formations: Baltic Basin, Northern Poland case study. Baltica, 34: 27-57.
  • 14. Jaworowski, K., 2000. Facies analysis of the Silurian shale-siltstone succession in Pomerania. Geological Quarterly, 44 (3): 297-315.
  • 15. Jaworowski, K., 2002. Profil dolnego paleozoiku w północnej Polsce - zapis kaledońskiego stadium rozwoju basenu bałtyckiego (in Polish). Posiedzenia Naukowe Państwowego Instytutu Geologicznego, 58: 9-10.
  • 16. Jaworowski, K., Sikorska, M., 2003. Composition and provenance of clastic material in the Vendian - Lowermost Cambrian from the northern Poland: geotectonic implications. Polish Geological Institute Special Papers, 8: 1-60.
  • 17. Karcz, P., Janas, M., 2016. Organic matter in Cambrian, Ordovician and Silurian shales of the Baltic-Podlasie-Lublin Basin in Poland (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 995-999.
  • 18. Karnkowski, P.H., Pikulski, L., Wolnowski, T., 2010. Petroleum geology of the Polish part of the Baltic region - an overview. Geological Quarterly, 54 (2): 143-158.
  • 19. Kosakowski, P., Wróbel, M., Poprawa, P., 2010. Hydrocarbon generation/expulsion modelling of the lower Paleozoic potential source rocks in the Polish part of the Baltic region. Geological Quarterly, 54 (2): 241-256.
  • 20. Kosakowski, P., Kotarba, M.J., Piestrzyński, A., Shogenova, A., Więcław, D., 2016. Petroleum source rock evaluation of the Alum and Dictyonema Shales (Upper Cambrian-Lower Ordovican) in the Baltic basin and Podlasie Depression (eastern Poland). International Journal of the Earth Sciences, 106: 743-761.
  • 21. Labuda, W., 2015. Shale gas from the Baltic offshore (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 63: 1472-1482.
  • 22. Langier-Kuźniarowa, A., 1967. Petrography of the Ordovician and Silurian deposits in the Polish Lowland basin (in Polish with English summary). Biuletyn Instytutu Geologicznego, 197: 115-329.
  • 23. Langier-Kuźniarowa, A., 1971. New data on petrography of the Ordovician and Silurian of the Polish Lowlands (in Polish with English summary). Biuletyn Instytutu Geologicznego, 245: 253-354.
  • 24. Langier-Kuźniarowa, A., 1982. Petrografia utworów ordowiku i syluru (in Polish). Profile Głębokich Otworów Wiertniczych Instytutu Geologicznego, 54: 197-218.
  • 25. Langier-Kuźniarowa, A., 2015. Petrography of the Ordovician and Silurian deposits, Lębork IG 1 (in Polish with English summary). Profile Głębokich Otworów Wiertniczych Państwowego Instytutu Geologicznego, 145: 66-74.
  • 26. Lazauskienė, J., Stephenson, R., Šliaupa, S., Van Wees, J.-D., 2002. 3-D flexural modelling of the Silurian Baltic Basin. Tectonophysics, 346: 115-135.
  • 27. Lazauskienė, J., Šliaupa, S., Musteikis, P., Brazauskas, A., 2003. Sequence stratigraphy of the Baltic Silurian succession: tectonic control on the foreland infill. Geological Society, Special Publications, 208: 95-115.
  • 28. Loydell, D.K., Butcher, A., Fryda, J., Lüning, S., Fowler, M., 2009. Lower Silurian “Hot” shales in Jordan: a new depositional model. Journal of Petroleum Geology, 32: 261-270.
  • 29. Matyasik, I., Słoczyński, T., 2010. Niekonwencjonalne złoża gazu-shale gas (in Polish). Nafta-Gaz, 66: 167-177.
  • 30. Mazur, S., Porębski, S.J., Kędzior, A., Paszkowski, M., Podhalańska, T., Poprawa, P., 2018. Refined timing and kinematics for Baltica-Avalonia convergence based on the sedimentary record of a foreland basin. Terra Nova, 31: 8-16.
  • 31. Melchin, M.J., Sadler, P.M., Cramer, B.D., Cooper, R.A., Gradstein, F.M., Hammer, O., 2012. The Silurian Period. Geologic Time Scale 2012, 2: 525-558. Elsevier, Amsterdam.
  • 32. Modliński, Z. (ed.), 2010. Paleogeological Atlas of the sub-Permian Paleozoic of the East-European Craton in Poland and Neighboring Areas. PIG-NRI, Warszawa.
  • 33. Modliński, Z., Podhalańska, T., 2010. Outline of the lithology and depositional features of the lower Paleozoic strata in the Polish part of the Baltic region. Geological Quarterly, 54 (2): 109-121.
  • 34. Nestor, H., Einasto, R., 1997. Ordovician and Silurian carbonate sedimentation basin. In: Geology and Mineral Resources of Estonia (eds. A. Raukas and A. Teedumäe): 192-204. Estonian Academy, Tallinn.
  • 35. Page, A., Zalasiewicz, J., Williams, M., Popov, L., 2007. Were transgressive black shales a negative feedback modulating glacioeustasy in the Early Paleozoic Icehouse? In: Deep-time Perspectives on Climate Change: Marrying the Signal from Computer Models and Biological Proxies (eds. M. Williams, A.M. Haywood, F.J. Gregory and D.N. Schmidt): 123-156. The Micropaleontological Society.
  • 36. Papiernik, B., Bator, D., Golonka, J., Porębski, S.J., 2019. Unconventional hydrocarbon prospects in Ordovician and Silurian mudrocks of the East European Craton (Poland): insight from three-dimensional modeling of total organic carbon and thermal maturity. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 89: 511-533.
  • 37. Paškevičius, J., 1997. The geology of the Baltic Republics. Geological Survey of Lithuania, Vilnius.
  • 38. Podhalańska, T., 2009. The Late Ordovician Gondwana glaciation - a record of environmental changes in the depositional succession of the Baltic Depression (Northern Poland) (in Polish with English summary). Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 193: 1-196.
  • 39. Podhalańska, T., Waksmundzka, M.I., Becker, A., Roszkowska-Remin, J., Dyrka, I., Feldman-Olszewska, A., Głuszyński, A., Grotek, I., Janas, M., Karcz, P., Nowak, G., Pacześna, J., Roman, M., Sikorska-Jaworowska, M., Kuberska, M., Kozłowska, A., Sobień, K., 2016a. Prospective zones for unconventional hydrocarbon resources in Cambrian, Ordovician, Silurian and Carboniferous rocks of Poland - integration of the research results (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 1008-1022.
  • 40. Podhalańska, T., Adamczak-Biały, T., Becker, A., Dyrka I., Feldman-Olszewska, A., Głuszyński, A., Grotek, I., Janas, M., Jarmołowicz-Szulc, K., Jachowicz, M., Karcz, P., Klimuszko, E., Kozłowska, A., Krzyżak, E., Kuberska, A., Nowak, G., Pachytel, R., Pacześna, J., Roman, M., Sikorska-Jaworowska, M., Skowroński, L., Sobień, K., Trela, W., Trzepierczyńska A., Waksmundzka, M.I., Wołkowicz, K., Wójcicki, A., 2016b. Rozpoznanie stref perspektywicznych dla występowania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów w Polsce, stałe zadanie psg, etap I, Opracowanie końcowe z realizacji projektu (in Polish). NAG nr 4878/2016, Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
  • 41. Podhalańska, T., Adamczak-Biały, T., Becker, A., Dyrka, I., Feldman-Olszewska, A., Głuszyński, A., Grotek, I., Janas, M., Jarmołowicz-Szulc, K., Jachowicz, M., Karcz, P., Klimuszko, E., Kozłowska, A., Krzyżak, E., Kuberska, A., Nowak, G., Pachytel, R., Pacześna, J., Roman, M., Sikorska-Jaworowska, M., Skowroński, L., Sobień, K., Trela, W., Trzepierczyńska, A., Waksmundzka, M.I., Wołkowicz, K., Wójcicki, A., 2018. Rozpoznanie stref perspektywicznych dla występowania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów w Polsce, stałe zadanie psg, etap II, Opracowanie końcowe z realizacji projektu (in Polish). NAG nr 9051/2019, Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
  • 42. Podhalańska, T., Feldman-Olszewska, A., Roszkowska-Remin, J., Janas, M., Pachytel, R., Głuszyński, A., Roman, M., 2020. Prospective zones of unconventional hydrocarbon reservoirs in the Cambrian, Ordovician and Silurian shale formations of the East European Craton marginal zone in Poland. Geological Quarterly, 64 (2) : 342-376.
  • 43. Poprawa, P., 2006. Development of the Caledonian collision zone along the western margin of Baltica and its relations to the foreland basin (in Polish with English summary). Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 186: 189-214.
  • 44. Poprawa, P., 2010. Shale gas potential of the Lower Palaeozoic complex in the Baltic and Lublin-Podlasie basins (Poland) (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 58: 226-249.
  • 45. Poprawa, P., 2020. Lower Paleozoic oil and gas shale in the Baltic-Podlasie-Lublin Basin (central and eastern Europe) - a review. Geological Quarterly, 64 (3): 515-566.
  • 46. Poprawa, P., Kiersnowski, H., 2008. Potential for shale gas and tight gas exploration in Poland (in Polish with English summary). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 429: 145-152.
  • 47. Poprawa, P., Krzemińska, E., Pacześna, J., Amstrong, R., 2020. Geochronology of the Volyn volcanic complex at the western slope of the East European Craton - relevance to the Neoproterozoic rifting and the break up of Rodinia/Pannotia. Precambrian Research, 346, https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.105817.
  • 48. Poprawa, P., Šliaupa, S., Stephenson, R.A., Lazauskiené, J., 1999. Late Vendian-Early Palaeozoic tectonic evolution of the Baltic basin: regional implications from subsidence analysis. Tectonophysics, 314: 219-239.
  • 49. Porębska, E., Kozłowska-Dawidziuk, A., Masiak, M., 2004. The lundgreni event in the Silurian of the East European Platform, Poland. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 213: 271-294.
  • 50. Porębski, S.J., Prugar, W., Zacharski, J., 2013. Silurian shales of the East European Platform in Poland - some exploration problems (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 61: 630-638.
  • 51. Porębski, S.J., Podhalańska, T., 2019. Ordovician-Silurian lithostratigraphy of the East European Craton in Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 89: 95-104.
  • 52. Radkovets, N., 2015. The Silurian of southwestern margin of the East European Platform (Ukraine, Moldova and Romania): lithofacies and palaeoenvironments. Geological Quarterly, 59 (1): 105-118.
  • 53. Radkovets, N., Rauball, J., Iaremchuk, I., 2017. Silurian black shales Western Ukraine: petrography and mineralogy. Estonian Journal of Earth Sciences, 66: 161-173.
  • 54. Sikorska, M., Jaworowski, K., 2007. Evolution of porosity in Cambrian sandstone from the Polish part of the Baltic Sea (in Polish with English summary). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 427: 79-110.
  • 55. Sikorska, M., Kuberska, M., Kozłowska, A., 2016. Petrography and mineralogy of the lower Paleozoic shales from the East European Craton and Carboniferous sandstones from the basement of the Fore-Sudetic Homocline (in Polish with English summary). Przegląd Geologiczny, 64: 963-967.
  • 56. Słomski, P., 2019. Petrografia i charakterystyka porowatości wybranych ordowickich i sylurskich mułowców z polskiej części basenu bałtyckiego (in Polish). Rozprawa doktorska. Wydział Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska. Instytut Nauk Geologicznych. Archiwum Uniwersytetu Wrocławskiego.
  • 57. Such, P., Leśniak, G., Mroczkowska-Szerszeń, M., Dudek, L., Cicha-Szot, R., Spunda, K., 2017. Methodology of pore space analysis in shale rocks (in Polish with English summary). Prace INiG-PIB, 214.
  • 58. Urbanek, A., Teller, L., 1997. Graptolites and stratigraphy of the Wenlock and Ludlow Series in the East European Platform. Palaeontologia Polonica, 56: 23-57.
  • 59. Więcław, D., Kotarba, M.J., Kosakowski, P., Kowalski, A., Grotek, I., 2010. Habitat and hydrocarbon potential of the lower Paleozoic source rocks in the Polish part of the Baltic region. Geological Quarterly, 54 (2): 159-182.
  • 60. Wójcicki, A., Dyrka, I., Kiersnowski, H., Adamczak-Biały, T., Becker, A., Głuszyński, A., Janas, M., Karcz, P., Kozłowska, A., Kuberska, M., Pacześna, J., Podhalańska, T., Skowroński, L., Waksmundzka, M.I., 2017. Prognostyczne zasoby gazu ziemnego i ropy naftowej w skałach łupkowych dolnego paleozoiku w basenie bałtycko-podlasko-lubelskim i w strefie Biłgoraj-Narol w Polsce (in Polish). In: Szacowanie zasobów złóż węglowodorów - zadanie ciągłe psg. I etap (eds. Wójcicki et al.). Opracowanie końcowe: Inw. 9046/2019. NAG, Państwowy Instytut Geologiczny-Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa.
  • 61. Znosko, J., 1997. Geotectonic position of the area against the background of Central Europe (in Polish with English summary). Prace Państwowego Instytutu Geologicznego, 153: 10-18.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-e05e4429-687d-4e3b-bec1-425d6cf3f6d9
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.