Możliwości identyfikacji stref rozwoju paleokrasu w rejonie przedgórza Karpat na podstawie danych otworowych i sejsmicznych

• Autorzy: Miziołek Mariusz , Filipowska-Jeziorek Kinga , Urbaniec Andrzej , Filar Bogdan , Łaba-Biel Anna

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.07.01

Warianty tytułu

EN

Possibilities of paleokarst zones identification in the Carpathian Foreland area based on well and seismic data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zainteresowanie utworami węglanowymi górnej jury i dolnej kredy występującymi w podłożu zapadliska przedkarpackiego związane jest głównie z licznymi odkryciami złóż węglowodorów. Pułapki złożowe obecne w tym kompleksie charakteryzują się znacznym udziałem porowatości szczelinowej, związanej między innymi z różnymi formami krasowymi (takimi jak kawerny, brekcje krasowe czy szczeliny), rozpoznanymi na podstawie analiz rdzeni i pomiarów geofizyki otworowej. Istotną kwestią, zarówno dla rozwiercania tego typu złóż, jak i prowadzenia dalszych prac poszukiwawczych w tym rejonie, jest szczegółowe rozpoznanie przestrzennego zasięgu stref rozwoju paleokrasu. Zakres wykonanych badań obejmował identyfikację różnych form paleokrasu, przeprowadzoną na podstawie danych otworowych, uzyskanych zarówno podczas wiercenia, jak i eksploatacji złóż, a także na podstawie dostępnych wyników pomiarów upadomierzem sześcioramiennym, sondą akustyczną CAST i skanerem mikroopornościowym XRMI. Interpretację tę powiązano z analizą danych sejsmicznych 3D. Do analizy wykorzystano przede wszystkim atrybuty sejsmiczne, takie jak: RMS Amplitude, Instantaneous Frequency, Relative Acoustic Impedance, Variance, dla których uzyskane obrazy najlepiej korespondowały z wyznaczonymi na podstawie danych otworowych interwałami krasowymi. Obserwowane w zapisie sejsmicznym obniżenia częstotliwości, osłabienia amplitudy czy też nieciągłości i brak uporządkowania refleksów sejsmicznych w interwałach rozwoju paleokrasu powiązać można ze wzrostem absorbcji fali sejsmicznej w obrębie stref o zwiększonym zeszczelinowaniu. Przeprowadzona analiza wykazała, że poszczególne rejony obszaru badań cechuje dosyć zróżnicowany zapis atrybutowy, na co wpływ ma m.in. obecność zalegających powyżej ewaporatów miocenu czy też występowanie reaktywowanych dyslokacji. Na znacznej części obszaru badań anomalny zapis sejsmiczny związany ze wspomnianą serią ewaporatową maskuje rzeczywisty charakter przystropowej partii kompleksu węglanowego górnej jury – dolnej kredy, nie pozwalając na jej szczegółową interpretację. W takim przypadku w obrazie sejsmicznym rozpoznawalne są jedynie interwały krasowe występujące w nieco niższej części profilu utworów jury górnej, rozwinięte najczęściej w obrębie kompleksów biohermowych. Na analizowanym zdjęciu sejsmicznym 3D najwyraźniej zaznaczają się jednak strefy rozwoju paleokrasu rozwinięte w otoczeniu paleodolin, jak również formy paleokrasu ściśle związane ze strefami dyslokacji.

EN

Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate formations in the Carpathian Foredeep basement are the subject of research mainly due to the numerous oil and gas discoveries. The traps identified to date are characterized by a significant share of fracture porosity, associated with various karst forms (caverns, karst breccias, dissolution fractures) recognized on the basis of core analysis and well-logging data. Recognition of the distribution of paleokarst zones is an important issue for locating production wells and further exploration in the study area. The scope of the research included the identification of various forms of the paleokarst based on well data obtained during drilling and exploitation phase, as well as available measurement results of measurements with 6-arm deepmeter, CAST (Circumferential Acoustic Scanning Tool) and XRMI micro-resistivity scanner integrated with 3D seismic data analysis. Seismic attributes such as RMS Amplitude, Instantaneous Frequency, Relative Acoustic Impedance, and Variance were primarily used for the analysis because they best correlate with the karst intervals determined from the well data. Observed seismic features, such as lowered frequency, amplitude weakening, discontinuities and lack of the seismic reflection structure in the paleokarst intervals, can be associated with an increase in seismic wave absorption within the fracture-cavity zones. The analysis showed that individual regions of the study area are characterized by fairly diverse attribute records, which is influenced by, among others, the presence of the Badenian evaporites located above in close proximity to the top of the carbonate complex, or existence of reactivated dislocations. In a considerable part of the study area an anomalous seismic record connected with the mentioned evaporite series conceals the real character of the seismic image for the topmost part of the Upper Jurassic – Lower Cretaceous carbonate complex and does not allow for its detailed interpretation. In this case, only those karst intervals which occur in a slightly lower part of the profile of the Upper Jurassic formations, developed most often within bioherm complexes, are recognizable in the seismic image. However, within the analysed 3D seismic survey the most clearly marked are the paleokarst zones developing in the surroundings of the paleovalleys, as well as the paleokarst forms closely related to the dislocation zones.

Słowa kluczowe

PL

paleokras; złoża; ropa; gaz; analiza; dane otworowe; atrybuty sejsmiczne

EN

paleokarst; oil; gas; fields; well data analysis; seismic attributes

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 7
• Strony: 485--502
• Opis fizyczny: Bibliogr. 55 poz., rys.

Twórcy

autor

Miziołek Mariusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Filipowska-Jeziorek Kinga

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Urbaniec Andrzej

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Filar Bogdan

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy
• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Łaba-Biel Anna

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Aboaba O., Liner C., 2021. Characterization of paleokarst Mississippian chat and tripolite zones in Osage County, Oklahoma, USA.SEG/AAPG/SEPM First International Meeting for Applied Geoscience & Energy, Denver, Colorado, USA and online, September 2021. DOI: 10.1190/segam2021-3592989.1.
• Alexandrowicz S.W., Garlicki A., Rutkowski J., 1982. Podstawowe jednostki litostratygraficzne miocenu zapadliska przedkarpackiego. Kwartalnik Geologiczny, 26(2): 470–471.
• Basso M., Kuroda M.C., Afonso L.C.S., Vidal A.C., 2018. Three-dimensional seismic geomorphology of paleokarst in the cretaceous MACAÉ group carbonates, Campose Basin, Brazil. Journal of Petroleum Geology, 41(4): 513–526.
• Becker A., Nawrocki J., 2007. Buntsandstein. [W:] Szulc J., Becker A. (red.). International workshop on the Triassic of Southern Poland, September 3–8, 2007. Fieldtrip guide. Inst. Geol. Sci., Jagiell. Univ., Cracow: 7–16.
• Black T.J., 2012. Deep karst system research, Michigan, USA. Carbonates and Evaporites, 27: 119–122. DOI: 10.1007/s13146-012-0093-6.
• Bobrek L., Świetlik B., Urbaniec A., 2000. Zespoły faunistyczne bioherm późnojurajskich środkowej części przedgórza polskich Karpat. XVII Konferencja Paleontologów „Historia basenów sedymentacyjnych a zapis paleontologiczny”, Kraków 21–23.09.2000. Materiały konferencyjne: 18–20.
• Buła Z., Habryn R. (red.), 2008. Atlas geologiczno-strukturalny paleozoicznego podłoża Karpat zewnętrznych i zapadliska przedkarpackiego 1:300 000. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• Carrillat A., Hunt D., Randen T., Sonneland L., Elvebakk G., 2005. Automated mapping of carbonate build-ups and palaeokarst from the Norwegian Barents Sea using 3D seismic texture attributes. [W:] Doré A.G., Vining B.A. (eds.). Petroleum Geology: North-West Europe and Global Perspectives. Proceedings of the 6th Petroleum Geology Conference, Geological Society, London,1595–1611. DOI: 10.1144/0061595.
• Castillo M.V., Mann P., 2006. Deeply buried, Early Cretaceous paleokarst terrane, southern Maracaibo Basin, Venezuela. AAPG Bulletin, 90(4): 567–579. DOI: 10.1306/10120505034.
• Dai X., Zhang M., Jiang Q., Feng Z., 2017. Karst reservoirs seismic prediction of Lower Permian Maokou Formation in central Sichuan Basin, SW China. Petroleum Exploration and Development, 44(1):79–88. DOI: 10.1016/S1876-3804(17)30010-1.
• Dembicki E.A., Machel H.G., 1996. Recognition and delineation of paleokarst zones by the use of wireline logs in the bitumen-saturated Upper Devonian Grosmont Formation of Northeastern Alberta, Canada. AAPG Bulletin, 80(5): 695–712.
• Ding Z., Wang R., Chen F., Yang J., Zhu Z., Yang Z., Sun X., Xian B., Li E., Shi T., Zuo Ch., Li Y., 2020. Origin, hydrocarbon accumulation and oil-gas enrichment of fault-karst carbonate reservoirs: A case study of Ordovician carbonate reservoirs in South Tahe area of Halahatang oilfield, Tarim Basin. Petroleum Exploration and Development, 47(2): 306–317. DOI: 10.1016/S1876-3804(20)60048-9.
• Dubois P., Sorriaux P., Soudet H.J., 1993. Rospo Mare (Adriatique): Un paléokarst pétrolier du domaine méditerranéen. Karstologia,21: 31–42.
• Fournillon A., Bellentani G., Moccia A., Jumeaucourt C., Terdich P., Siliprandi F., Peruzzo F., 2017. Characterization of a Paleokarstic Oil Field (Rospo Mare, Italy): Sedimentologic and Diagenetic Outcomes, and Their Integration in Reservoir Simulation. [W:] Renard P., Bertrand C. (eds.). EuroKarst 2016, Neuchâtel. Advances in the Hydrogeology of Karst and Carbonate Reservoir. Springer, Cham. DOI: 10.1007/978-3-319-45465-8_5.
• Gao B., Tian F., Pan R., Zheng W., Li R., Huang T., Liu Y., 2020. Hydrothermal Dolomite Paleokarst Reservoir Development in Wolonghe Gasfield, Sichuan Basin, Revealed by Seismic Characterization. Water, 12(2): 579. DOI: 10.3390/w12020579.
• Gao D., Lin C., Hu M., Yang H., Huang L., 2018. Paleokarst of the Lianglitage Formation related to tectonic unconformity at the top of the Ordovician in the eastern Tazhong Uplift, Tarim Basin, NW China. Geological Journal, 53(2): 458–474. DOI:10.1002/gj.2902.
• Gliniak P., Gutowski J., Urbaniec A., 2005. Budowle organiczne w utworach górnej jury przedgórza Karpat – aktualny stan rozpoznania na podstawie interpretacji materiałów sejsmicznych i wiertniczych w kontekście poszukiwań złóż węglowodorów. Tomy Jurajskie, 3: 29–43.
• Gliniak P., Laskowicz R., Urbaniec A., 2000. Górnojurajskie budowle organiczne w rejonie Kraków–Dębica. Możliwości identyfikacji z zapisu sejsmicznego oraz perspektywy poszukiwawcze dla złóż węglowodorów. Prace Instytutu Górnictwa Naftowego i Gazownictwa, 110: 161–165.
• Głowacki E., Senkowiczowa H., 1969. Uwagi o rozwoju triasu na obszarze południowo-wschodniej Polski. Kwartalnik Geologiczny, 13(2): 338–356.
• 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.
• Huebscher H., Machel H.G., 1997. Paleokarst in the Grosmont Formation, Northeastern Alberta, Canada. CSPG-SEPM Joint Convention, CSPG Special Publications: 129–152.
• Jawor E., 1983. Utwory miocenu między Krakowem a Dębicą. Przegląd Geologiczny, 31(12): 635–640.
• Karnkowski P.H., Ozimkowski W., 2001. Ewolucja strukturalna podłoża mioceńskiego basenu przedkarpackiego (obszar pomiędzy Krakowem a Przemyślem). Przegląd Geologiczny, 49(5):431–436.
• Li Y., Hou J., Sun J., Kang Z., Liu Y., Song S., Han D., 2018. Paleokarst reservoir features and their influence on production in the Tahe Oilfield, Tarim basin, China. Carbonates and Evaporites,33: 705–716. DOI: 10.1007/s13146-017-0401-2.
• Lønøy B., 2021. Paleokarst reservoir modelling – A concept-driven approach. Dissertation for the degree Philosophiae Doctor (PhD), Kommunikasjon / University of Bergen.
• Lu X., Wang Y., Yang D., Wang X. 2020. Characterization of paleo-karst reservoir and faulted karst reservoir in Tahe Oilfield, Tarim
• Basin, China. Advances in Geo-Energy Research, 4(3): 339–348. DOI: 10.46690/ager.2020.03.11.
• Matyja B.A., 2009. Development of the Mid-Polish Trough versus Late Jurassic evolution in the Carpathian Foredeep area. Geological Quarterly, 53(1): 49–62.
• Matyja B.A., Barski M., 2007. Stratygrafia górnej jury podłoża zapadliska przedkarpackiego. Tomy Jurajskie, 4: 39–50.
• Miziołek M., Filar B., 2019. Paleokras w utworach górnej jury podłoża zapadliska przedkarpackiego i jego znaczenie złożowe. Nafta-Gaz, 75(6):330–344. DOI: 10.18668/NG.2019.06.04.
• Moryc W., 1992. Budowa geologiczna utworów podłoża miocenu w rejonie Sędziszów Małopolski – Rzeszów i ich perspektywiczność. Nafta-Gaz, 48(9-10): 205–223.
• Moryc W., 1996. Budowa geologiczna podłoża miocenu w rejonie Pilzno–Dębica–Sędziszów Małopolski. Nafta-Gaz, 52(12):521–550.
• Morycowa E., Moryc W., 1976. Rozwój utworów jurajskich na przedgórzu Karpat w rejonie Dąbrowy Tarnowskiej–Szczucina. Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 46(1–2): 231–288.
• Moser D.J., 2016. 3D Seismic interpretation of paleokarst sinkholes, Boone Limestone, Lower Mississippian: subsurface Eastern Arkoma Basin, Conway County, Arkansas. Theses and Dissertations, University of Arkansas, Fayetteville, 1727. <http://scholarworks.uark.edu/etd/1727>.
• Navarro J., 2019. Casablanca: Spain’s Biggest Oil Field. Explorer. AAPG, 9: 20–23.
• Połtowicz S., 1998. Dolnosarmacka delta Szczurowej na tle ewolucji geologicznej przedgórza Karpat. Geologia (Kwartalnik AGH),24(3): 219–239.
• Połtowicz S., 1999. Badeńskie olistostromy i stożki turbidytowe okolic Tarnowa (przedgórze Karpat Środkowych). Geologia (Kwartalnik AGH), 25(2): 153–187.
• Rodríguez-Morillas N., Playà E., Travé A., Martín-Martín J.D., 2013. Diagenetic processes in a partially dolomitized carbonate reservoir: Casablanca Oil Field, Mediterranean Sea, offshore Spain. Geologica Acta, 11(2): 195–214. DOI: 10.1344/105.000001839.
• Skvortsov A., Kuleshov V., Ajiboye M., Agafonova O., 2014. An Approach to Tight Paleokarst Zones Identification Based on Integrated Use of 3D Seismic Surveys, Core and Well-Log Data and Implication to Reservoir Quality. SPE Russian Oil and Gas Exploration & Production Technical Conference and Exhibition, Moscow, Russia, October 2014. DOI: 10.2118/171210-MS.
• Soudet H.J., Sorriaux P., Rolando J.P., 1994. Relationship between fractures and karstification. The oil bearing paleokarst of Rospo Mare (Italy). Bulletin Des Centres de Recherches ExplorationProduction Elf Aquitaine, 18(5): 257–297.
• Szyperko-Teller A., Moryc W., 1988. Rozwój basenu sedymentacyjnego pstrego piaskowca na obszarze Polski. Kwartalnik Geologiczny, 32(1): 53–72.
• Świetlik B., Urbaniec A., Hejnar J., Bobrek L., 2011. Nowe odkrycie tytońskich tintinnidów w rejonie Sędziszowa Małopolskiego. Jurassica IX, Małogoszcz 06–08.09.2011, Materiały konferencyjne: 7–26.
• Tang S., Tang D., Li S., Geng Y., Xu H., Tao S., Ma L., Zhu X., 2018. Geochemical characteristics and origin of natural gas and gas-filling mode of the Paleozoic in the Yanchuannan gas field, Ordos Basin, China. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 49: 286–297. DOI: 10.1016/j.jngse.2017.11.013.
• Tian F., Jin Q., Li Y., Zhang H., Kang X., 2014. Visualization and Quantification of Deeply Buried Paleokarst Reservoirs in Tahe Oilfield, Tarim Basin, China. Search and Discovery Article#20257; adapted from poster presentation given at 2014 AAPG Annual Convention and Exhibition, Houston, Texas, April 6–9, 2014.
• Tian F., Lu X., Zheng S., Zhang H., Rong Y., Yang D., Liu N., 2017. Structure and Filling Characteristics of Paleokarst Reservoirs in the Northern Tarim Basin, Revealed by Outcrop, Core and Borehole Images. Open Geosciences, 9(1): 266–280. DOI:10.1515/geo-2017-0022.
• Ukar E., Baqués V., Laubach S.E., Marrett R., 2020. The nature and origins of decametre-scale porosity in Ordovician carbonate rocks, Halahatang oilfield, Tarim Basin, China. Journal of the Geological Society, 177: 1074–1091. DOI: 10.1144/jgs2019-156. 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., Bobrek L., Świetlik B., 2010. Litostratygrafia i charakterystyka mikropaleontologiczna utworów kredy dolnej w środkowej części przedgórza Karpat. Przegląd Geologiczny, 58(12):1161–1175.
• Urbaniec A., Kowalska-Skulik A., Nikiel-Tshabangu B., 2012. Budowle organiczne górnej jury przedgórza Karpat jako drogi migracji węglowodorów do pułapek mezozoicznych. Wiadomości Naftowe i Gazownicze, 12(176): 6–10.
• Xu X., Chen Q., Chu C., Li G., Li C., Shi Z., 2017. Tectonic evolution and paleokarstification of carbonate rocks in the Paleozoic Tarim Basin. Carbonates and Evaporites, 32: 487–496. DOI: 10.1007/s13146-016-0307-4.
• Yang P., Ren Z., Zhou R., Cui J., Qi K., Fu J., Li J., Liu X., Li W., Wang K., 2021. Tectonic evolution and controls on natural gas generation and accumulation in the Ordovician system of the Ordos Basin, North China. Energy Reports, 7: 6887–6898. DOI:10.1016/j.egyr.2021.10.066.
• Zhang B., Liu J., 2009. Classification and characteristics of karst reservoirs in China and related theories. Petroleum Exploration and Development, 36(1): 12–29.
• Zhang Y., Tan F., Qu H., Zhong Z., Liu Y., Luo X., Wang Z., Qu F., 2017. Karst monadnock fine characterization and reservoir control analysis: A case from Ordovician weathering paleokarst reservoirs in Lungu area, Tarim Basin, NW China. Petroleum Exploration and Development, 44(5): 758–769. DOI: 10.1016/S1876-3804(17)30086-1.
• Złonkiewicz Z., 2006. Ewolucja basenu niecki miechowskiej w jurze jako rezultat regionalnych przemian tektonicznych. Przegląd Geologiczny, 54(6): 534–540.
• Złonkiewicz Z., 2009. Profil keloweju i górnej jury w niecce Nidy. Przegląd Geologiczny, 57(6): 521–530.
• Zou C., 2013. Carbonate Fracture-Cavity Reservoir. [W:] Zou C. (ed.). Unconventional Petroleum Geology, 191–221. Wydawnictwo Elsevier. DOI: 10.1016/B978-0-12-397162-3.00006-2.

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).