Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przykład interpretacji sejsmostratygraficznej i tektonostratygraficznej utworów miocenu z obszaru centralnej części zapadliska przedkarpackiego

Łaba-Biel Anna, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 8

565--579

PL

Szczegółowe rozpoznanie paleośrodowiska sedymentacji utworów formacji z Machowa w późnym badenie i sarmacie jest nadal stosunkowo niewielkie pomimo regionalnego rozprzestrzenienia i rozpoznania profilu tej formacji w licznych otworach wiertnicznych. Nowe dane sejsmiczne o wysokiej rozdzielczości, uzyskane w ramach zdjęcia sejsmicznego 3D wykonanego w roku 2015, pozwoliły na niekonwencjonalne podejście do interpretacji, oparte na założeniach metodyki stratygrafii sekwencji w powiązaniu z interpretacją tektonostratygraficzną oraz analizą atrybutów sejsmicznych. W wyniku przeprowadzonych badań możliwe było wyeksponowanie całego szeregu informacji, które przy użyciu standardowych metod interpretacyjnych były najczęściej niedostrzegalne lub pomijane. Zaprezentowany w niniejszym artykule przykład tego typu interpretacji obejmuje środkową część profilu formacji z Machowa w centralnej części zapadliska przedkarpackiego (rejon usytuowany pomiędzy Dąbrową Tarnowską a Dębicą). Na podstawie interpretacji sejsmostratygraficznej możliwe było wskazanie elementów architektury depozycyjnej typowych dla klastycznych basenów sedymentacyjnych, które genetycznie powiązane są z ciągami systemów depozycyjnych. Interpretacja diagramu Wheelera wykazała istnienie wielu luk stratygraficznych, które są wynikiem erozji osadów lub odpowiadają okresom braku sedymentacji. W obrębie analizowanego segmentu mioceńskiego basenu sedymentacyjnego udokumentowano zmienny w czasie, transgresywno-regresywny charakter sedymentacji, związany zarówno z eustatycznymi zmianami poziomu morza, jak i z lokalną aktywnością tektoniczną. Generalnie największą masę dostarczanego materiału stanowiły osady transportowane z kierunku południowego, jednak w profilu obecne są także sekwencje zbudowane z heterolitów, w obrębie których dostawa materiału następowała naprzemiennie z dwóch różnych kierunków (tj. od N lub NW oraz od S). Interpretacja zapisu atrybutów sejsmicznych pozwoliła na zidentyfikowanie różnego typu elementów paleośrodowiska, takich jak delty warkoczowe, delty stożkowe, kanały i loby rozwinięte w strefach wypłaszczeń skłonu czy też stożki basenowe. W obrębie badanej części profilu utworów formacji z Machowa wyróżniono kilkanaście jednostek tektonostratygraficznych różniących się pod względem budowy strukturalnej i stylu tektonicznego. W morfologii utworów miocenu w tej strefie uwagę zwraca pozytywny element strukturalny, sąsiadujący od strony NW i SE ze strefami obniżonymi. W obrazie chronostratygraficznym tego elementu widoczne są asymetryczne struktury kształtem przypominające fałdy oraz szereg drobnych uskoków, świadczących o niestabilności tektonicznej tego elementu. Zaproponowana metodyka oparta na analizie obrazu chronostratygraficznego i diagramu Wheelera, w połączeniu z interpretacją tektonostratygraficzną, pozwoliła na szczegółową rekonstrukcję paleośrodowiska sedymentacji oraz odtworzenie historii depozycyjnej i tektonicznej analizowanego segmentu basenu zapadliska przedkarpackiego.

EN

Recognition of the paleoenvironment of sedimentation of the Machów Formation during the Late Baden and Sarmatian is still poorly understood, despite its regional spreading and recognition of the profile of this formation in numerous wells. New high-resolution 3D seismic data acquired in 2015 allowed for an unconventional approach to interpretation, based on the assumptions of the sequence stratigraphy methodology in combination with tectonostratigraphic interpretation and seismic attribute analysis. The research revealed a range of information that was most often overlooked by standard interpretative methods. An example of this type of interpretation covering a middle part of the Machów Formation profile in the central part of the Carpathian Foredeep (the area between Dąbrowa Tarnowska and Dębica cities) is presented in this paper. Based on seismostratigraphic interpretation it was possible to identify elements of depositional architecture typical of clastic sedimentary basins that are genetically related to depositional systems tracts. Interpretation of the Wheeler diagram showed the existence of many hiatuses that are the result of sediments erosion or correspond to periods of no sedimentation. Within the analyzed segment of the Miocene sedimentary basin, a time-varying, transgressive-regressive character of sedimentation was evidenced, related to both eustatic sea-level changes and local tectonic activity. In general, the largest portion of delivered material was transported from the south; however, sequences composed of heteroliths are also present in the profile, where material was delivered alternately from two different directions (i.e., from N or NW and from S). Seismic attributes interpretation enabled identification of different types of paleoenvironmental elements such as braided-deltas, fan-deltas, intraslope channels and lobes, and basin fans. In the analyzed part of the Machów Formation profile several tectonostratigraphic units were distinguished that differ in their structural framework and tectonic style. The morphology of the Miocene formations in the study area is marked by a positive structural element adjacent to the NW and SE with depressed zones. The chronostratigraphic image shows asymmetric fold-like structures and a series of minor faults indicating tectonic instability of this element. The proposed approach based on chronostratigraphic image and Wheeler diagram analysis in combination with tectonostratigraphic interpretation allowed for detailed recognition of sedimentary paleoenvironment as well as reconstruction of depositional and tectonic history of the analyzed segment of the Carpathian Foredeep basin.

2

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

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

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 7

485--502

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.

3

Metodyka identyfikacji obiektów perspektywicznych do potencjalnego składowania CO2 na przykładzie utworów węglanowych jury górnej

Bartoń Robert, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 5

343--357

PL

Celem artykułu jest opracowanie metodyki pozwalającej na wyodrębnienie stref/obiektów geologicznych o korzystniejszych własnościach petrofizycznych na podstawie analizy danych sejsmicznych i otworowych. Do badań tych wykorzystano zdjęcie sejsmiczne 3D z obszaru środkowej części przedgórza Karpat, a szczegółowe analizy prowadzono w obrębie stropowej partii kompleksu węglanowego górnej jury i dolnej kredy. W artykule przedstawiono wyniki analiz przeprowadzonych w obrębie centralnej części wspomnianego wyżej zdjęcia sejsmicznego. Wyodrębnienie obiektów przestrzennych do potencjalnej sekwestracji CO2 było realizowane na podstawie atrybutów sejsmicznych obliczonych z inwersji symultanicznej. Inwersja sejsmiczna jest cennym narzędziem umożliwiającym estymację parametrów fizycznych ośrodka geologicznego z danych sejsmicznych, gdyż pozwala ona na przekształcenie amplitudy refleksów sejsmicznych w fizyczne parametry skał, a w konsekwencji w ilościowy opis złoża. Prędkość propagacji fal sejsmicznych jest jednym z podstawowych parametrów, który najbardziej wiarygodnie charakteryzuje właściwości fizyczne ośrodka geologicznego. Wykonane zostały wykresy krzyżowe atrybutów impedancji fali podłużnej względem Lambda-Rho (Zp – λρ) oraz Lambda-Rho względem Mu-Rho (λρ – µρ), które w najlepszym stopniu odzwierciedlały zależności pomiędzy parametrami sprężystymi i elastycznymi. W obliczeniach wykorzystano opcję horizon probe dostępną w module Geobody Interpretation oprogramowania Petrel. Obliczenia prowadzono dla bramki czasowej obejmującej interwał od wyinterpretowanego horyzontu sejsmicznego odpowiadającego stropowi jury górnej wraz z dolną kredą (J3+K1str) do wartości czasu 120 ms poniżej tego horyzontu. Opracowana metodyka może znaleźć w przyszłości zastosowanie zarówno do rozpoznawania stref o korzystniejszych parametrach zbiornikowych, jak również do bardziej zaawansowanych procesów budowy modeli statycznych i dynamicznych analizowanych formacji skalnych. Wyznaczone obiekty po przeprowadzeniu niezbędnych analiz oraz modelowań mogą zostać wykorzystane do potencjalnego składowania CO2.

EN

The aim of this paper is to develop a methodology to identify geological zones/objects with more favorable petrophysical properties based on analysis of seismic and well data. For these studies 3D seismic image from the middle part of the Carpathian Foreland was used, and detailed analyses were carried out within the top part of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate complex. This paper presents results of performed analysis in the central part of the above-mentioned seismic image. Identification of spatial objects for potential CO2 sequestration was realized on the basis of seismic attributes calculated from simultaneous inversion. Seismic inversion is a useful tool for the estimation of reservoir properties from seismic data, as it enables the transformation of amplitude of seismic reflections into physical parameters of rocks and, consequently, into a quantitative description of the reservoir. Propagation of velocity seismic waves is one of the basic parameters that most reliably characterizes the physical properties of a geological medium. Cross plots of longitudinal wave impedance attributes versus Lambda-Rho (Zp – λρ) and Lambda-Rho versus Mu-Rho (λρ – µρ) were made, which best represented the relationships of the elastic parameters. The horizon probe option available in Geobody Interpretation module of Petrel software was used to perform calculations. A time gate covering the interval from the interpreted seismic horizon corresponding to the Upper Jurassic – Lower Cretaceous top (J3+K1str) to the time value of 120 ms below this horizon was adopted. The developed methodology can be applied in the future both for identification of the zones of better reservoir parameters as well as for more advanced processes of static and dynamic models building for the analyzed rock formations. After conducting necessary analyses and modeling the identified objects can be used for potential CO2 storage.

4

Detekcja stref o lepszych parametrach zbiornikowych na podstawie atrybutów obliczanych z inwersji sejsmicznej

Bartoń Robert, Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 12

845--860

PL

Celem artykułu było wyodrębnienie stref o korzystniejszych parametrach zbiornikowych na podstawie analizy atrybutów sejsmicznych obliczanych z inwersji sejsmicznej w połączeniu z danymi otworowymi. Obliczenia przeprowadzono na wolumenie sejsmicznym ze zdjęcia 3D usytuowanego w środkowej części przedgórza Karpat. Przedmiotem badań była stropowa część kompleksu węglanowego górnej jury. Do identyfikacji stref o preferowanych parametrach wykorzystane zostały wykresy krzyżowe atrybutów impedancji fali podłużnej względem Lambda-Rho (Zp – λρ) oraz Lambda-Rho względem Mu-Rho (λρ – μρ). W obliczeniach wykorzystano opcję horizon probe dostępną w module Geobody Interpretation oprogramowania Petrel. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że najlepsze dopasowanie obrazu na przekrojach sejsmicznych z profilowaniem porowatości (PHI) w otworze G-4 uzyskano dla wariantu obliczeń Lambda-Rho vs. Mu-Rho, w którym w obrębie wyodrębnionych stref o lepszych parametrach zbiornikowych wydzielono trzy klasy zakresów wartości. Pozwoliło to również w lepszym stopniu zwizualizować zmienność analizowanych parametrów. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że utwory węglanowe górnej jury w obszarze badań mają zróżnicowane parametry zbiornikowe, przy czym strefy o lepszych własnościach zlokalizowane są głównie w stropowej części tego kompleksu. Generalnie rejon o lepszym rozwoju własności zbiornikowych znajduje się na północny zachód od analizowanego otworu G-4. Można przypuszczać, że jest to związane z obecnością w tym rejonie regionalnych dyslokacji, wokół których doszło do rozwoju szczelinowatości. Najprawdopodobniej dodatkowym czynnikiem odpowiedzialnym za wzrost porowatości w tej strefie jest powierzchnia krasowa, rozwinięta bezpośrednio w stropie utworów jury. Prezentowana metodyka może znaleźć zastosowanie nie tylko do bezpośredniej identyfikacji poziomów skał zbiornikowych o preferowanych parametrach, ale może być też szeroko wykorzystywana w różnego typu analizach i modelowaniach przestrzennych.

EN

The aim of this paper was to distinguish zones with more preferred reservoir parameters based on the analysis of seismic attributes calculated from seismic inversion, combined with well data. The calculations were performed on 3D seismic volumes located in the central part of the Carpathian Foreland. The subject of the study was the upper part of the Upper Jurassic carbonate complex. Cross plots of longitudinal wave impedance attributes against Lambda-Rho (Zp – λρ) and Lambda-Rho against Mu-Rho (λρ – µρ) were used to identify zones with preferred parameters. The calculations used the horizon probe option available in the Geobody Interpretation module in Petrel software. Based on the results, it was concluded that the best match on seismic sections with porosity profiling (PHI) in G-4 well was obtained for the variant of Lambda-Rho vs. Mu-Rho calculations, in which three classes of value ranges were separated within the identified zones with preferable reservoir parameters. It allowed to better visualize the variability of the analyzed parameters. The results of the research indicate that the Upper Jurassic carbonate formations in the study area are characterized by varying reservoir parameters, with the zones with better properties located mainly in the top part of this complex. In general, the region with better development of reservoir properties is located to the northwest of the analyzed G-4 well. It can be assumed that this is due to the presence of regional dislocations in this area, around which fracturing has developed. Most likely, an additional factor responsible for the increase in porosity in this zone is the karst surface, developed directly in the uppermost part of the Jurassic formations. The presented methodology can find application not only for direct identification of reservoir intervals with preferred parameters, but can be widely used in various types of spatial analysis and geophysical modeling.

5

Application of machine learning tools for seismic reservoir characterization study of porosity and saturation type

Topór Tomasz, Sowiżdżał Krzysztof

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 3

165--175

EN

The application of machine learning (ML) tools and data-driven modeling became a standard approach for solving many problems in exploration geology and contributed to the discovery of new reservoirs. This study explores an application of machine learning ensemble methods – random forest (RF) and extreme gradient boosting (XGBoost) to derive porosity and saturation type (gas/water) in multihorizon sandstone formations from Miocene deposits of the Carpathian Foredeep. The training of ML algorithms was divided into two stages. First, the RF algorithm was used to compute porosity based on seismic attributes and well location coordinates. The obtained results were used as an extra feature to saturation type modeling using the XGBoost algorithm. The XGBoost was run with and without well location coordinates to evaluate the influence of the spatial information for the modeling performance. The hyperparameters for each model were tuned using the Bayesian optimization algorithm. To check the training models' robustness, 10-fold cross-validation was performed. The results were evaluated using standard metrics, for regression and classification, on training and testing sets. The residual mean standard error (RMSE) for porosity prediction with RF for training and testing was close to 0.053, providing no evidence of overfitting. Feature importance analysis revealed that the most influential variables for porosity prediction were spatial coordinates and seismic attributes sweetness. The results of XGBoost modeling (variant 1) demonstrated that the algorithm could accurately predict saturation type despite the class imbalance issue. The sensitivity for XGBoost on training and testing data was high and equaled 0.862 and 0.920, respectively. The XGBoost model relied on computed porosity and spatial coordinates. The obtained sensitivity results for both training and testing sets dropped significantly by about 10% when well location coordinates were removed (variant 2). In this case, the three most influential features were computed porosity, seismic amplitude contrast, and iso-frequency component (15 Hz) attribute. The obtained results were imported to Petrel software to present the spatial distribution of porosity and saturation type. The latter parameter was given with probability distribution, which allows for identifying potential target zones enriched in gas.

PL

Metody uczenia maszynowego stanowią obecnie rutynowe narzędzie wykorzystywane przy rozwiązywaniu wielu problemów w geologii poszukiwawczej i przyczyniają się do odkrycia nowych złóż. Prezentowana praca pokazuje zastosowanie dwóch algorytmów uczenia maszynowego – lasów losowych (RF) i drzew wzmocnionych gradientowo (XGBoost) do wyznaczenia porowatości i typu nasycenia (gaz/woda) w formacjach piaskowców będących potencjalnymi horyzontami gazonośnymi w mioceńskich osadach zapadliska przedkarpackiego. Proces uczenia maszynowego został podzielony na dwa etapy. W pierwszym etapie użyto RF do obliczenia porowatości na podstawie danych pochodzących z atrybutów sejsmicznych oraz współrzędnych lokalizacji otworów. Uzyskane wyniki zostały wykorzystane jako dodatkowa cecha przy modelowaniu typu nasycenia z zastosowaniem algorytmu XGBoost. Modelowanie za pomocą XGBoost został przeprowadzone w dwóch wariantach – z wykorzystaniem lokalizacji otworów oraz bez nich w celu oceny wpływu informacji przestrzennych na wydajność modelowania. Proces strojenia hiperparametrów dla poszczególnych modeli został przeprowadzony z wykorzystaniem optymalizacji Bayesa. Wyniki procesu modelowania zostały ocenione na zbiorach treningowym i testowym przy użyciu standardowych metryk wykorzystywanych do rozwiązywania problemów regresyjnych i klasyfikacyjnych. Dodatkowo, aby wzmocnić wiarygodność modeli treningowych, przeprowadzona została 10-krotna kroswalidacja. Pierwiastek błędu średniokwadratowego (RMSE) dla wymodelowanej porowatości na zbiorach treningowym i testowym był bliski 0,053 co wskazuje na brak nadmiernego dopasowania modelu (ang. overfitting). Analiza istotności cech ujawniła, że zmienną najbardziej wpływającą na prognozowanie porowatości były współrzędne lokalizacji otworów oraz atrybut sejsmiczny sweetness. Wyniki modelowania XGBoost (wariant 1) wykazały, że algorytm jest w stanie dokładnie przewidywać typ nasycenia pomimo problemu z nierównowagą klas. Czułość wykrywania potencjalnych stref gazowych w przypadku modelu XGBoost była wysoka zarówno dla zbioru treningowego, jak i testowego (0,862 i 0,920). W swoich predykcjach model opierał się głównie na wyliczonej porowatości oraz współrzędnych otworów. Czułość dla uzyskanych wyników na zbiorze treningowym i testowym spadła o około 10%, gdy usunięto współrzędne lokalizacji otworów (wariant 2 XGBoost). W tym przypadku trzema najważniejszymi cechami były obliczona porowatość oraz atrybut sejsmiczny amplitude contrast i atrybut iso-frequency component (15 Hz). Uzyskane wyniki zostały zaimportowane do programu Petrel, aby przedstawić przestrzenny rozkład porowatości i typu nasycenia. Ten ostatni parametr został przedstawiony wraz z rozkładem prawdopodobieństwa, co dało wgląd w strefy o najwyższym potencjale gazowym.

6

Charakterystyka litofacjalna utworów jury górnej i kredy dolnej w rejonie Dąbrowa Tarnowska – Dębica w oparciu o interpretację danych sejsmicznych i otworowych

Urbaniec Andrzej

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2021

|

nr 232

1--240

PL

Głównym celem monografii jest odtworzenie historii depozycji i rozwoju facjalnego utworów górnej jury i dolnej kredy, występujących w podłożu zapadliska przedkarpackiego, w oparciu o dostępne dane z otworów wiertniczych oraz sejsmikę 3D. Rejon badań usytuowany jest w środkowej części przedgórza Karpat, pomiędzy miastami Dąbrowa Tarnowska na północnym zachodzie i Dębica na południowym wschodzie. Nowe dane, uzyskane w roku 2015, w postaci zdjęcia sejsmicznego 3D, jak również informacji z głębokiego otworu O-1 przewiercającego pełen profil utworów mezozoiku, pozwoliły na znacznie lepsze rozpoznanie i udokumentowanie wielu szczegółów budowy geologicznej tego, dotąd słabo rozpoznanego, rejonu. Sedymentacja badanych utworów węglanowych przedgórza Karpat w epokach późnojurajskiej i wczesnokredowej odbywała się w strefie szelfowej północnego, pasywnego brzegu oceanu Tetydy. Cechą charakterystyczną utworów górnej jury jest ich duże zróżnicowanie facjalne, wynikające głównie z obecności rozbudowanych kompleksów biohermowych oraz pakietów warstwowanych osadów marglisto-wapiennych. W rozdziale 2 przedstawiono budowę geologiczną rejonu badań, uwzględniając wszystkie piętra strukturalne, rozwój litologiczny utworów poszczególnych jednostek, stosowane podziały litostratygraficzne i regionalne ramy paleogeograficzne. W rozdziale 3 szczegółowo omówiona została historia badań oraz aktualny stan rozpoznania kompleksu węglanowego górnej jury i dolnej kredy przedgórza Karpat. Rozdział 4 zawiera charakterystykę litologiczną badanych utworów węglanowych z podziałem na jednostki litostratygraficzne. Charakterystyka ta opracowana została na podstawie analizy cech makroskopowych dostępnego materiału rdzeniowego oraz profilowań geofizyki otworowej. Zamieszczone profile litostratygraficzne wybranych głębokich otworów wiertniczych z obszaru badań lub jego bliskiego sąsiedztwa dokumentują obecny stan wiedzy na temat litostratygrafii i rozwoju facjalnego utworów górnej jury i dolnej kredy. W rozdziale 5 przedstawiono charakterystykę mikrofacjalną i mikropaleontologiczną badanych utworów węglanowych, jak również przeprowadzono dyskusję dotyczącą możliwości określenia zasięgu wiekowego poszczególnych wydzieleń litostratygraficznych w oparciu o wyniki wieloletnich badań oraz dane literaturowe. W rozdziale 6 zaprezentowano wyniki analizy obrazu sejsmicznego, wykonanej w oparciu o wybrane atrybuty sejsmiczne. W ramach pracy omówiono następujące atrybuty: RMS Amplitude, Envelope, Instantaneous phase, Dominant frequency, Instantaneous bandwidth, Apparent polarity, Relative acoustic impedance, First derivative, Iso-frequency component, Time gain, Chaos, Variance (Edge method), Local flatness. Przeprowadzona analiza pozwoliła na uzyskanie dodatkowych istotnych informacji odnośnie wykształcenia litologicznego i rozprzestrzenienia utworów poszczególnych ogniw litostratygraficznych, jak również dała możliwość uszczegółowienia lokalizacji dyslokacji. Na podstawie interpretacji zapisu sejsmicznego w obrębie badanego kompleksu skalnego udokumentowano również występowanie niezgodności kątowych, stref zaburzeń i deformacji związanych z tektoniką synsedymentacyjną oraz przypuszczalnych osadów spływów grawitacyjnych. W rozdziale 7 zamieszczono przekroje litofacjalne, skonstruowane wzdłuż wybranych przekrojów sejsmicznych, prezentujące przestrzenny rozkład i wzajemne relacje pomiędzy utworami poszczególnych ogniw litostratygaficzych. W rozdziale 8 przeanalizowano rozmieszczenie kompleksów biohermowych górnej jury względem morfologii podłoża jury. Analiza rozmieszczenia wykartowanych na podstawie zapisu sejsmicznego budowli organicznych, należących do serii wielkich bioherm gąbkowo-mikrobialnych, wskazuje na dwa główne obszary ich występowania, tj. rejon NW (kompleks biohermowy „N”), w którym występuje dosyć rozległy kompleks biohermowy, a jego dokładny zasięg jest trudny do ustalenia ze względu na późniejsze procesy regionalnej dolomityzacji oraz rejon centralny (kompleks biohermowy „S” w okolicach otworu O-1), w którym stwierdzono kompleks kilku wysokich budowli o dosyć stromych krawędziach. Rozdział 9 poświęcony jest zagadnieniu historii depozycyjnej późnojurajsko-wczesnokredowego basenu sedymentacyjnego przedgórza Karpat oraz omówieniu roli najważniejszych czynników wpływających na rozkład facji w obszarze badań. Wykazano, że cechą charakterystyczną znacznej części osadów jurajskich jest silnie diachroniczny charakter rozprzestrzenienia poszczególnych facji, uwarunkowany głównie paleogeomorfologią dna zbiornika sedymentacyjnego, jak również czynnikami lokalnymi, związanymi z tektoniką synsedymentacyjną. Seria gąbkowo-globuligerinowa, rozpoczynająca profil utworów górnej jury i reprezentująca najgłębszy etap sedymentacji w warunkach otwartego szelfu, cechuje się stosunkowo dużą jednorodnością wykształcenia na całym obszarze przedgórza. Kompleks biohermowy „S” rozwinął się w nadkładzie elewowanej strefy, złożonej z kilku mniejszych elementów tektonicznych, natomiast kompleks biohermowy „N” wykształcił się na rozległej, wyniesionej części strefy zrębowej, gdzie w podłożu występuje jeden główny blok tektoniczny. Intensywnie rozwijające się kompleksy biohermowe „N” i „S” wywierały coraz większy wpływ na dalszy rozwój sedymentacji osadów górnej jury w badanym rejonie, dostarczając jednocześnie materiału dla osadów redeponowanych w głębsze partie zbiornika w wyniku podmorskich spływów grawitacyjnych. W strefie przylegającej od SE do kompleksu biohermowego „S”, na profilach sejsmicznych dostrzegalny jest charakterystyczny, wysokoamplitudowy zapis obejmujący cały pakiet refleksów sejsmicznych o zmiennych kątach upadów. Częste zmiany polarności, dostrzegalne w obrębie tej strefy w odtworzeniu atrybutu Apparent polarity, podobnie jak i skrajnie zmienny zakres wartości atrybutu Relative acoustic impedance, świadczą o silnym zróżnicowaniu litologicznym tego kompleksu skalnego. W tytonie, w trakcie sedymentacji utworów serii koralowcowo-onkolitowej, nastąpiło wyraźne ujednolicenie warunków sedymentacji na całym obszarze przedgórza Karpat, związane głównie z zanikiem paleomorfologicznego zróżnicowania powierzchni dna morza. Przypuszczalnie w tym samym czasie miał miejsce kolejny etap reaktywacji dyslokacji, o czym świadczy powierzchnia niezgodności kątowej, i związane z nią efekty erozji osadów starszych. Rozprzestrzenione na całym obszarze badań utwory serii muszlowcowo-oolitowej dolnej reprezentują różnego typu płytkowodne środowiska sedymentacji (w tym środowisko równi pływowej, lagunowe i stref barierowych), jakie wykształciły się na obszarze przedgórza Karpat, na pograniczu późnej jury i wczesnej kredy. Środowisko sedymentacji utworów serii marglisto-muszlowcowej, datowanej na berias, określić można jako skrajnie płytkowodne, z facjami lagunowymi i wpływem środowisk brakicznych. Utwory najwyższych serii dolnej kredy (tj. mułowcowo-wapiennej i muszlowcowo-oolitowej górnej) reprezentują facje płytkomorskie związane z transgresją morską, która miała miejsce w walanżynie. Przedstawiona historia depozycyjna późnojurajsko-wczesnokredowego basenu sedymentacyjnego przedgórza Karpat, w połączeniu z opisem cech makroskopowych rdzeni wiertniczych, analizą mikrofacjalną i mikropaleontologiczną poszczególnych jednostek litostratygraficznych oraz interpretacją obrazu sejsmicznego, pozwala na kompleksową charakterystykę analizowanych utworów oraz wskazanie procesów mających największy wpływ na obecny charakter i stan zachowania badanych serii skalnych.

EN

The main subject of this monograph is a reconstruction of the history of deposition and facial development of Upper Jurassic and Lower Cretaceous deposits in the basement of the Carpathian Foredeep, based on data available from boreholes and a 3D seismic survey. The research area is located in the central part of the Carpathian Foreland, between two cities: Dąbrowa Tarnowska in the north-west and Dębica in the south-east. The new 3D seismic survey made in 2015 and the O-1 deep borehole – drilled in the same year and portraying a full profile of the Mesozoic sediments – allowed for much better recognition and documentation of many details of the geological structure of this previously poorly mapped area. The sedimentation of the carbonate formations of the Carpathian Foreland during the Late Jurassic and the Early Cretaceous took place in the shelf zone of the northern, passive margin of the Tethys Ocean. A characteristic feature of the Upper Jurassic sediments is their high facies diversity, due mainly to the presence of biohermal complexes and sets of layered marly-limestone sediments. Chapter 2 presents the geological structure of all structural stages in the area under study, including the lithological development, the lithostratigraphic divisions applied, and the regional palaeogeographic frameworks. Chapter 3 discusses both the history of research and the current state of knowledge regarding the Upper Jurassic and Lower Cretaceous carbonate sediments of the Carpathian Foreland. Chapter 4 describes the lithological characteristics of the carbonate sediments, considering lithostratigraphic units. This characterisation is based on a macroscopic examination of the available core material and analysis of the well logs. The lithostratigraphic profiles of selected deeper boreholes from the research area and its close vicinity document the current state of knowledge on lithostratigraphy and the facies development of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous deposits. Chapter 5 features the microfacies and micropalaeontological characteristics of the carbonate sediments under study. Based on the results of many years of research and literature data, the possibilities of determining the age of every lithostratigraphic unit are discussed. Chapter 6 presents the analysis of the seismic 3D image based on selected seismic attributes. As part of the work, the following attributes are discussed: RMS Amplitude, Envelope, Instantaneous phase, Dominant frequency, Instantaneous bandwidth, Apparent polarity, Relative acoustic impedance, First derivative, Iso-frequency component, Time gain, Chaos, Variance (Edge method), and Local flatness. The analysis revealed additional important information regarding both the lithological development and the spatial range of sediments of individual lithostratigraphic units, at the same time facilitating the detailed location of fault zones. Based on the interpretation of the seismic image within the studied rock complex, the occurrence of angular unconformity, disturbance, and deformation zones related to synsedimentary tectonic as well as probable gravity-flow deposits are also documented. Chapter 7 presents lithofacial cross-sections constructed along selected seismic sections reflecting the spatial distribution and relationships between the sediments of individual lithostratigraphic units. Chapter 8 analyses the distribution of Upper Jurassic biohermal complexes in relation to the morphology of the Jurassic base surface. An analysis of the distribution of organic buildups belonging to the Huge Sponge-Microbial Bioherms Series, interpreted indirectly from seismic image, indicates two main areas where they can be found. These are the north-west part of the study area – where a quite extensive biohermal complex occurs (‘Complex N’), the exact range of which is difficult to determine due to later regional dolomitisation processes – and the area located in the central part of the seismic survey, where a complex of several very tall buildups with steep edges was found (‘Complex S’). Chapter 9 is devoted to the issue of the depositional history of the Late Jurassic–Early Cretaceous sedimentary basin of the Carpathian Foreland and to a discussion of the role of the most important factors influencing facies distribution in the research area. It has been shown that a characteristic feature of a large part of the Jurassic sediments is the strongly diachronic nature of the distribution of facies controlled by the varying bottom relief of the sedimentation basin and by some local factors related to synsedimentary tectonic episodes. The Sponge-Globuligerinid Series, beginning the profile of the Upper Jurassic sediments and representing the deepest sedimentation stage in the open shelf conditions, is characterised by a relatively high homogeneity of lithology in the whole Carpathian Foreland area. The ‘S’ biohermal complex developed over the elevated zone composed of several smaller tectonic elements, whilst the ‘N’ biohermal complex developed on a large, elevated part of the horst zone. The intensively developing ‘N’ and ‘S’ biohermal complexes affected successive deposition of the Late Jurassic sedimentary basin in the study area more and more. Those biohermal complexes were the source of the material redeposited into deeper parts of the sedimentary basin. On seismic profiles in the south-east neighbourhood of the ‘S’ biohermal complex, there is a characteristic high-amplitude record including the entire reflection set of variable dip angles. The frequent polarity changes which are visible within this zone in the Apparent polarity attribute, as well as the extremely variable range of values the Relative acoustic impedance attribute, prove the strong lithological differentiation of this rock complex. During the Tithonian time (sedimentation of the Coral-Oncolite Series), there was clear unification of the sedimentation conditions in the entire Carpathian Foreland area, mainly due to disappearance of the bottom relief diversity. At the same time another stage of dislocation reactivation occurred, as evidenced by the angular unconformity and the erosion traces of older sediments associated with this unconformity. The deposits of the Lower Shellbed-Oolite Series scattered throughout the research area represent various types of shallow-water sedimentation environments (including tidal, lagoon, and barrier zones) that developed in the Carpathian Foreland area on the borderline between the Late Jurassic and the Early Cretaceous. The sedimentation environment of the Marly-Shellbed Series dated to the Berriasian can be described as extremely shallow-water, with lagoon facies and under the influence of brackish environments. The sediments of the last two series of the Lower Cretaceous (i.e. the Mudstone-Limestone and Upper Shellbed-Oolite Series) represent the shallow-marine facies associated with marine transgression that took place during the Valanginian. The processes that have had the greatest impact on the current character and preservation of the rock series under study can be pinpointed and a comprehensive characterisation of these formations can be undertaken thanks to the depositional history of the Late Jurassic – Early Cretaceous sedimentary basin of the Carpathian Foreland presented herein, the macroscopic examination of the available core material, the microfacial and micropalaeontological analysis of individual lithostratigraphic units, and the interpretation of the seismic image.

7

Charakterystyka serii zlepieńcowo-olistostromowej z obszaru paleodoliny Szczurowej–Wojnicza na podstawie interpretacji obrazu sejsmicznego

Urbaniec Andrzej, Filipowska-Jeziorek Kinga, Bartoń Robert, Wilk Aleksander

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 11

709--724

PL

Głównym celem artykułu jest przedstawienie charakterystyki sejsmicznej utworów o charakterze olistostromowym z obszaru paleodoliny Szczurowej–Wojnicza na podstawie interpretacji połączonych danych sejsmicznych 3D i 2D. Interpretowany rejon cechuje się skomplikowaną budową geologiczną oraz słabym stopniem rozpoznania wiertniczego, gdyż tylko nieliczne odwierty przewierciły pełen profil utworów miocenu autochtonicznego. Paleodolina Szczurowej–Wojnicza, stanowiąca jeden z najbardziej charakterystycznych elementów budowy strukturalnej obszaru badań, wyerodowana została w utworach węglanowych kredy i jury. W okresie neogenu paleodolina ta wypełniona została miąższą serią osadów klastycznych należących do formacji skawińskiej. W podłożu tej formacji zidentyfikowany został również pakiet charakterystycznych osadów gruboklastycznych o silnie zróżnicowanej miąższości, nazwany serią zlepieńcowo- -olistostromową. Punktem wyjścia interpretacji był profil otworu Basowy-1, w którym w materiale rdzeniowym pochodzącym ze spągowej partii miocenu stwierdzono obecność pakietów zlepieńców oraz utworów o charakterze olistostromowym (brekcji węglanowych). Przeprowadzona obecnie interpretacja obrazu sejsmicznego pozwoliła na możliwie szczegółowe rozpoznanie rozprzestrzenienia i układu strukturalnego utworów poszczególnych kompleksów litostratygraficznych w badanym rejonie. Analiza atrybutów sejsmicznych wskazuje na zróżnicowanie litologiczne serii zlepieńcowo-olistostromowej, wynikające najprawdopodobniej z zazębiania się pakietów zlepieńców i brekcji węglanowych z utworami drobnoklastycznymi. Można przypuszczać, że przynajmniej częściowo w strefach krawędziowych paleorynny lateralny kontakt pomiędzy utworami jury i miocenu ma charakter tektoniczny, związany z reaktywacją dyslokacji. Przypuszczalnie w wyniku pogrążania centralnej części rowu tektonicznego Wojnicza doszło do przechylenia w kierunku SW warstw skalnych budujących strefę krawędziową paleorynny, co z kolei doprowadziło do zainicjowania ruchów masowych. Ponadto zaobserwowano wpływ morfologii powierzchni stropowej serii zlepieńcowo-olistostromowej na układ strukturalny zalegających powyżej utworów formacji skawińskiej, wynikający z nierównomiernego stopnia kompakcji osadów drobnoklastycznych.

EN

The article discusses the seismic characteristics of the olistostrome deposits from the Szczurowa–Wojnicz paleovalley area based on the interpretation of combined 3D and 2D seismic data. The study area is characterized by a complex geology and poor drilling exploration, as only few wells have drilled through the full profile of the autochthonous Miocene deposits. The Szczurowa–Wojnicz paleovalley, which is one of the most characteristic elements of the geological framework of the research area, was formed by erosion of Cretaceous and Jurassic carbonate formations. In the Neogene period, the paleovalley was filled with a thick series of clastic sediments belonging to the Skawina Formation. In the basement of this formation, a set of characteristic coarse-clastic sediments of highly differentiated thickness, called the conglomerate-olistostrome series, was identified. The presence of conglomerate and olistostrome deposits (carbonate breccia) described in the core material from the Basowy-1 well was the background for undertaking the present study. The conducted research allowed for the most detailed recognition of the distribution and structural arrangement of lithostratigraphic complexes in the interpreted region. The analysis of seismic attributes indicates lithological differentiation of the conglomerate-olistostrome series, most likely resulting from overlapping conglomerates and carbonate breccias with fine clastic sedimentary rocks. It can be assumed that, at least partially in the edge zones of the paleovalley, the lateral contact between the Jurassic and Miocene sediments is tectonic, related to the reactivation of dislocations. Presumably, as a result of subsidence of the central part of the Wojnicz halfgraben, there was a tilt of the sediments forming the edge zone of the paleovalley toward SW direction, which in turn led to the initiation of mass movements. Moreover, the morphology of the top surface of the conglomerate-olistostrome series affected the structural configuration of the overlying deposits belonging to the Skawina Formation, which may be explained by the uneven compaction degree of fine-clastic sediments.

8

The application of volume texture extraction to three-dimensional seismic data – lithofacial structures exploration within the Miocene deposits of the Carpathian Foredeep

Łukaszewski Mariusz

Geology, Geophysics and Environment

|

2020

|

Vol. 46, no. 4

301--313

EN

There are numerous conventional fields of natural gas in the Carpathian Foredeep, and there is also evidence to suggest that unconventional gas accumulations may occur in this region. The different seismic signatures of these geological forms, the small scale of amplitude variation, and the large amount of data make the process of geological interpretation extremely time consuming. Moreover, the dispersed nature of information in a large block of seismic data increasingly requires automatic, self-learning cognitive processes. Recent developments with Machine Learning have added new capabilities to seismic interpretation, especially to multi-attribute seismic analysis. Each case requires a proper selection of attributes. In this paper, the Grey Level Co-occurrence Matrix method is presented and its two texture attributes: Energy and Entropy. Haralick’s two texture parameters were applied to an advanced interpretation of the interval of Miocene deposits in order to discover the subtle geological features hidden between the seismic traces. As a result, a submarine-slope channel system was delineated leading to the discovery of unknown earlier relationships between gas boreholes and the geological environment. The Miocene deposits filling the Carpathian Foredeep, due to their lithological and facies diversity, provide excellent conditions for testing and implementing Machine Learning techniques. The presented texture attributes are the desired input components for self-learning systems for seismic facies classification.

9

A new multi scale signed direct envelope inversion with more accurate amplitude polarity information

Luo Jingrui, Chen Guoxin, Wu Ru Shan, Wang Lu

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 5

1361--1371

EN

Subsurface parameter reconstruction using full waveform inversion is highly nonlinear with nonunique solutions. When the initial model with high precision is missing, the cycle skipping problem will be encountered, especially for the strong scattering media like salt structures. In order to adapt to the inversion of strong scattering media, direct envelope inversion (DEI) using directly the envelope Fréchet derivatives was proposed to avoid the weakly nonlinear assumption for the model updating. In the original DEI method, the envelope polarity is not considered. To further improve the efectiveness of DEI, signed envelope inversion with polarity detection can be used. In this work, we develop a new polarity detection technique on the basis of seismic attributes, which can provide more accurate polarity information for the seismic envelope. Based on the above technique, the new multi-scale signed DEI method is proposed. The new technique is applied to the SEG/EAGE salt model. The numerical examples verifed the efectiveness of this method.