A possibility of seismic identification of gas accumulations in zechstein carbonate formations of the fore-sudetic monocline
 
More details
Hide details
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2012;28(3):93–112
 
KEYWORDS
ABSTRACT
In the Fore-Sudetic Monocline area, gas deposits occur in carbonate rocks of cyclothems PZ1 (Zechstein limestone Ca1) and PZ2 (main dolomite Ca2). The location of deposits is closely connected with zones of carbonate sedimentation. Generally, gas deposits occur within barrier zones and at the foot of carbonate platforms. The outburst of rock fragments into the heading of the KGHM Rudna mine in 2009 was evidence that gas could also appear in the basin zone Ca1 of the copper deposit. 2D and 3D surface seismic surveys comprise the basic method which is applied to hydrocarbon prospecting. The main advantage of this method is the fact that P-wave velocity and bulk density decrease as a result of gas saturation of the pore spaces. As a result, one can observe anomalous seismic [records(activity?)] which can be connected with gas deposits, and reservoir interpretation of seismic data is based on Direct Hydrocarbon Indicators analysis (DHI). This paper presents and compares seismic images of gas saturation [in traps(trapped?)] in a typical carbonate barrier (Kościan gas field in Ca1) at the foot of a carbonate platform (Lubiatów gas field in Ca2), and in a porous/fractured zone in Ca1 dolomite where there was a gas outburst in the Rudna mine. Based on available well logging data and 1D seismic modeling (synthetic seismograms) this study developed criteria for identification of gas-saturated zones for each case. The results of the study provide the following basic criteria for gas saturation: (1) phase change at Ca1 bottom from negative at the basin zone to positive at the barrier zone - for the Kościan barrier Ca1; (2) the bright spot at the top of the saturated zone - for the Lubiatów deposit at the foot of the carbonate platform; (3) reflections with close to zero amplitude at the bottom of Ca1 dolomites - for the porous and fractured deep-water zone of the Rudna mine.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Możliwości sejsmicznej identyfikacji stref akumulacji gazu w utworach węglanowych cechsztynu monokliny przedsudeckiej
złoże gazu, badania sejsmiczne, cechsztyn, anomalie sejsmiczne, wskaźnik węglowodorowości
Na obszarze monokliny przedsudeckiej złoża gazu występują w utworach węglanowych cyklotemów PZ1 (w wapieniu podstawowym Ca1) oraz PZ2 (w dolomicie głównym Ca2). Lokalizacja złóż jest ściśle związana ze strefami sedymentacji węglanów. Złoża występują przede wszystkim w obrębie stref barierowych oraz stref podnóża platform węglanowych. Wyrzut do chodnika rozdrobnionego materiału skalnego w KGHM ZG Rudna, który miał miejsce w 2009 r. pokazał, że gaz może występować również w strefie basenowej Ca1, z którą związane jest złoże miedzi. Podstawową metodą badawczą wykorzystywaną do lokalizacji złóż węglowodorów są powierzchniowe badania sejsmiczne 2D i 3D. Ich sukcesy poszukiwawcze wynikają przede wszystkim z faktu zmniejszania się prędkości rozchodzenia się fal P oraz gęstości objętościowej pod wpływem nasycenia przestrzeni porowej gazem. Na skutek tego w rejestrowanym zapisie sejsmicznym widoczne są strefy zapisu anomalnego. Ich powiązanie ze złożami gazu, czyli złożowa interpretacja danych sejsmicznych, oparta jest na analizie DHI (Direct Hydrocarbon Indicator). W prezentowanej pracy przedstawiono i porównano sejsmiczne odwzorowanie nasycenia gazem 'pułapek' zlokalizowanych w typowej barierze węglanowej (złoże Kościan w Ca1), w strefie podnóża platformy węglanowej (złoże Lubiatów w Ca2) oraz porowatej/szczelinowatej strefie dolomitu Ca1 w rejonie wyrzutu gazu, który miał miejsce w KGHM ZG Rudna. Dla każdej ze stref opracowano, bazując na rejestrowanych danych geofizyki otworowej i modelowaniach 1D (sejsmogramy syntetyczne), kryteria identyfikacji stref nasyconych gazem. Podstawowym kryterium wskazującym na nasycenie (1) bariery Kościan (Ca1) jest zmiana fazy refleksu (phase change) wiązanego ze spągiem Ca1 przy przejściu ze strefy basenowej (refleks ujemny) do strefy barierowej (refleks dodatni), (2) złoża Lubiatów, zlokalizowanego w obszarze podnóża platformy jest występowanie w stropie strefy nasyconej silnego refleksu ujemnego (bright spot), (3) porowatej i szczelinowej strefy głębokowodnej w ZG Rudna - występowanie w spągu dolomitów Ca1 refleksu o amplitudzie zbliżonej do zera. Opracowane kryteria są kryteriami lokalnymi, zbyt duża jest bowiem zmienność budowy geologicznej w różnych częściach basenu cechsztyńskiego.
 
REFERENCES (20)
1.
Dec i in. 2011 - Dec J., Pietsch K., Marzec P., 2011 - Application of seismic methods to identify potential gas concentration zones at the Zechstein limestone level in the "Rudna" mining area. Annales Societatis Geologorum Poloniae, vol. 81: 63-78.
 
2.
Geofizyka Kraków Sp. z o.o., 2010a - Dokumentacja wyników badań sejsmicznych, temat - sejsmiczne badania powierzchniowe 3D Duża Wólka. Archiwum Geofizyka Kraków Sp. z o.o.
 
3.
Geofizyka Kraków Sp. z o.o., 2010b - Zestawienie wyników przetwarzania i transformacji danych geofizyki wiertniczej do standardów sejsmicznych, temat - Duża Wólka 3D. Archiwum Geofizyka Kraków Sp. z o.o.
 
4.
Górski i in. 2000 - Górski M., Gierszewska D., Król E., Urbańska H., Wilk W., 2000 - Interpretacja litofacjalna danych sejsmiki 3D kluczem do sukcesu w detekcji ciał rafowych w poziomie wapienia cechsztyńskiego w basenie permskim (na przykładzie rafy Kościan). Przegląd Geologiczny 48, 2, 137-150.
 
5.
Górski i in. 1999 - Górski M., Łomnicki R., Bukowicki J., 1999 - Opracowanie badań sejsmicznych 3D rejon: Kościan-Krzywiń. Archiwum Geofizyka Toruń Sp. z o.o.
 
6.
Kaczmarek W., Rożek R., 2008 - Budowa geologiczna i zagospodarowanie złoża Głogów Głęboki - Przemysłowy (KGHM Polska Miedź S.A.). Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 24, z. 4/4, s. 129-141.
 
7.
KGHM Polska Miedź S.A. OZG "Rudna", 2010 - Aktualny stan rozpoznania stanu zagrożenia gazowego w chodnikach T-169 i W-169. Materiały WUG. Katowice.
 
8.
Kotarba M., 2010 - Badania geochemiczne i interpretacja genetyczna gazu ziemnego z otworu badawczego JM20H5. Dokumentacja Towarzystwa Badania Przemian Środowiska "Geosfera". Kraków.
 
9.
Papiernik i in. 2012 - Papiernik B., Machowski G., Pasternacki A., Krakowska P., Maruta M., 2012 - Modele strukturalny i facjalno-parametryczny rejonu Gorzów Wielkopolski - Pniewy. [W:] Semyrka R. (kier) Facjalno-strukturalne uwarunkowania akumulacji węglowodorów dolomitu głównego (Ca2) w granicznej strefie platformy węglanowej w obszarze Gorzów-Pniewy. Grant KBN N N525 348538, AGH 18.18.140.878. Archiwum Katedry Surowców Energetycznych GiOŚ AGH, Kraków.
 
10.
Pietsch i in. 2007 - Pietsch K., Marzec P., Kobylarski M., Danek T., Leśniak A., Tatarata A., Gruszczyk E., 2007 - Identification of Seismic Anomalies Caused by Gas Saturation on the Basis of Theoretical P and PS Wavefield - Carpathian Foredeep, SE Poland. Acta Geophysica vol. 55, no. 2, p. 191-205.
 
11.
Pietsch i in. 2012 - Pietsch K., Marzec P., Niepsuj M., Krzywiec P., 2012 - The influence of seismic velocity distribution on the seismic imaging of the sub-Zechstein strata boundaries in areas affected by salt tectonics. Annales Societatis Geologorum Poloniae. Złożone do druku.
 
12.
Pietsch K., Niepsuj M., 2012 - Estymacja wybranych parametrów petrofizycznych w oparciu o atrybuty sejsmiczne oraz dane geofizyki otworowej. [W:] Semyrka R. (kier) Facjalno-strukturalne uwarunkowania akumulacji węglowodorów dolomitu głównego (Ca2) w granicznej strefie platformy węglanowej w obszarze Gorzów - Pniewy. Grant KBN N N525 348538, AGH 18.18.140.878. Archiwum Katedry Surowców Energetycznych WGGiOŚ AGH, Kraków.
 
13.
Pikulski L., 2004 - Analiza paleograficzna utworów dolomitu głównego (Ca2) w rejonie Lubiatów-Międzychód-Grotów w aspekcie poszukiwania złóż", Nafta-Gaz, 09.
 
14.
Pilecki i in. 2012 - Pilecki Z., Laskowski M., Czarny R., Wróbel J., Hryciuk A., Koziarz E., Kr awiec K., Pilecka E., 2012 - Capabilities of identyfication of weak zones in structure of the copper ore deposit using seismic tomography. Proc II nd Int. Copper OreMin. Cong., Suplement. Lubin, 16-18 July 2012, 1-13 (in Polish).
 
15.
Trela i in. 2009 - Trela M., Gierszewska D., Wardyński M., 2009 - Opracowanie badań sejsmicznych 3D - Temat Międzychód-Sieraków 3D - reprocessing i reinterpretacja. Archiwum Geofizyka Toruń Sp. z o.o.
 
16.
Uliasz-Misiak B., 2007 - Polish hydrocarbon deposits usable for underground CO2 storage. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 23, z. 4, s. 111-120.
 
17.
Wagner R., 1994 - Stratygrafia i rozwój basenu cechsztyńskiego na Niżu Polskim. Prace PIG, t. 146, s. 1-71.
 
18.
Wagner R., 2000 - Charakterystyka facjalna i paleogeograficzna utworów dolomitu głównego. [W:] KotarbaM. (red.) Potencjał i bilans generowania utworów dolomitu głównego basenu permskiego Polski - Blok II. Arch. BG Geonafta, Warszawa.
 
19.
Wagner i in. 2000 - Wagner R., Dyjaczyński B., Papiernik B., Peryt T. M., Protas A., 2000 - Mapa paleograficzna dolomitu głównego-Ca2 w Polsce. [W:] Kotarba M. J. (red.) Bilans i potencjał węglowodorowy dolomitu głównego basenu permskiego Polski. Archiwum WGGiOŚ AGH, Kraków.
 
20.
Wilk i in. 2002 - Wilk W., Fedorowicz A., Wilk M., Górski M., 2002 - Opracowanie badań sejsmicznych 3D rejon: Brońsko - Kościan (reinterpretacja). Archiwum Geofizyka Toruń Sp. z o.o.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953