Możliwości wykorzystania antyklin Choszczna i Suliszewa do podziemnego składowania CO 2

Transkrypt

1 76 PRZEGLĄD GÓRNICZY UKD 6.: 6.; 6..8 Możliwości wykorzystania antyklin Choszczna i Suliszewa do podziemnego składowania CO Possibilities of using Choszczno and Suliszewo Anticlines for underground CO storage Prof. dr hab. inż. Marek Sylwester* ) Dr Lidia Dziewińska* ) Dr hab. inż. Radosław Tarkowski prof. IGSMIE PAN* ) Treść: Antykliny Choszczna i Suliszewa są strukturami na obszarze niecki szczecińskiej spełniającymi kryteria struktur dla podziemnego składowania dwutlenku węgla. W artykule przedstawiono ich charakterystykę geologicznozłożową oraz omówiono poziomy zbiornikowe do składowania dwutlenku węgla. Za pierwszoplanowy poziom zbiornikowy dla składowania CO przyjęto poziom zbiornikowy formacji komorowskiej jury dolnej zalegający na głębokości ok. metrów, o miąższości 89 m., porowatości rzędu %, dobrej przepuszczalności skał, odpowiedniej pojemności składowania CO, uszczelniony od góry pakietem iłowców i mułowców miąższości ok. 7 metrów. Struktury Choszczna i Suliszewa mogą stanowić przedmiot zainteresowania znaczących emitentów CO tego regionu: Elektrownia Gorzów SA oraz Zespół Elektrowni Dolna Odra SA. Abstract: Choszczno and Suliszewo Anticlines are structures located in the area of Szczecin Through, meeting the requirements for underground CO storage. This paper presents the geological characteristics and reservoir levels for CO storage. The crucial reservoir level for CO storage is located in the Komorowska Formation of Lower Jurassic at the depth of meters, the thickness of 89m, porosity around %, good permeability of rocks, adequate capacity for CO storage, sealed on the top by the package of claystone and mudstone with the thickness of around 7 meters. The structures of Choszczno and Suliszewo could be a subject of interest for the most significant emitters of CO in this region: Elektrownia Gorzow SA and Zespol Elektrowni Dolna Odra SA. Słowa kluczowe: podziemne składowanie CO, struktury geologiczne, poziomy solankowe, antyklina Choszczna, antyklina Suliszewa Key words: underground CO storage, geological structures, brine level, Choszczno Anticline, Suliszewo Anticline. Wstęp Wychwytywanie i podziemne składowanie dwutlenku węgla (ang. Carbon Capture and Storage CCS) wymaga rozpoznania głębokich struktur geologicznych, które będą zdolne pomieścić odpowiednią ilość gazu w sposób bezpieczny i zapewniający jego trwałe uwięzienie. Implementowana Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 9//WE z dnia kwietnia 9 r. w sprawie geologicznego składowania CO przedstawia wskazania w tym zakresie. Na składowisko CO należy proponować takie struktury geologiczne, w których składowanie gazu nie niesie za sobą znaczącego ryzyka wycieku i zagrożenia dla środowiska lub zdrowia. * ) IGSMiE PAN Możliwości składowania CO w głębokich strukturach mezozoiku Niżu Polskiego były wspominane w kilku pracach opublikowanych przez pracowników Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN [m.in.:,, 6]. Wychodząc naprzeciw Dyrektywie oraz istniejącym potrzebom, zespół geologów i geofizyków z IGSMiE PAN, wytypował i wstępnie scharakteryzował potencjalne struktury Autorzy należą do grona geologów, którzy uważają, że składowanie CO pochodzącego od dużych przemysłowych emitentów tego gazu w głębokich strukturach geologicznych jest możliwe, chociaż w chwili obecnej ekonomicznie nieopłacalne. Przeciwnicy wpływu antropogenicznej emisji CO na globalne ocieplenie podkreślają, że w historii Ziemi klimat ulegał cyklicznym zmianom, a antropogeniczny przyrost temperatur na powierzchni Ziemi jest słabo udokumentowany (por. [9]).

2 Nr PRZEGLĄD GÓRNICZY 77 do składowania CO w utworach Niżu Polskiego [4], które w ramach prac następnego, obecnego etapu objęto bardziej szczegółową analizą. Należą do nich struktury w poziomach wodonośnych (solankowych) Polski NW Choszczna i Suliszewa, dla których rozwinięcie wstępnego rozpoznania możliwości geologicznego składowania CO stanowi treść prezentowanego artykułu. Ich szczegółowy opis obejmuje: charakterystykę geologiczną antyklin na tle budowy geologicznej regionu, szczegółową budowę geologiczną, charakterystykę potencjalnych poziomów zbiornikowych do podziemnego składowania dwutlenku węgla wraz z oceną przydatności (rys. 7; tab. ; zał. i, w większości prezentujące interpretację autorów). Dla rozpatrywanych struktur, po raz pierwszy zaproponowano dwa poziomy zbiornikowe do składowania CO formację komorowską jury dolnej (lepiej udokumentowaną, wcześniej wskazywaną przez autorów) oraz piaskowiec trzcinowy triasu górnego (nierozpoznany wiertniczo w obu strukturach). W analizie danych geologicznozłożowych wykorzystano informacje zawarte w opracowaniach regionalnych oraz te zaprezentowane na stronie zakończonego w roku programu: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO wraz z ich programem monitorowania [9]. Z punktu widzenia możliwości podziemnego składowania CO w południowej części niecki szczecińskiej w strefie ChoszcznoSuliszewo optymalnym poziomem zbiornikowym, udokumentowanym wiertniczo, jest piaszczysta formacja komorowska górnego pliensbachu domeru []. Z badań paleogeograficznych można wnioskować, że rolę poziomu zbiornikowego może spełniać także poziom piaskowca trzcinowego karniku [9]. Wyróżnione poziomy, jako najkorzystniejsze dla podziemnego składowania CO, są wynikiem autorskiej interpretacji głębokich wierceń Choszczno IG i Suliszewo, przedstawionych w artykule oraz pobliskich, jak Pławno, Radęcin, Mąkowary. Pozwala to na ujęcie zagadnienia w sposób bardziej regionalny. Podobną metodę postępowania prezentują prace geologicznogeofizyczne przeprowadzone w ramach programu krajowego, dotyczące oznaczeń parametrów zbiornikowych w wybranych otworach niecki szczecińskiej [9]. Potwierdzają one właściwości kolektorskie skał wyznaczonych poziomów piaskowcowych. W związku z tym, że prezentowana analiza dotyczy podziemnego unieszkodliwienia CO dla dużych emitentów tego gazu, w końcowej części artykułu odniesiono się do tych znajdujących się w niewielkiej odległości od rozważanych struktur. Dla nich mogą stanowić one przedmiot zainteresowania.. Stopień rozpoznania geologicznogeofizycznego i zarys budowy geologicznej Antykliny Choszczna i Suliszewa (rys. ) są położone w południowozachodniej części niecki szczecińskiej (blok Stargardu), w strefie granicznej z przyległym na południe blokiem Gorzowa [4]. Głównym źródłem informacji o bu Autorzy wykorzystali materiały zebrane w trakcie uczestnictwa w programie: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO wraz z ich programem monitorowania realizowanego w latach 8 na zlecenie Ministerstwa Środowiska, finansowanego ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Państwowy Instytut Geologiczny Państwowy Instytut Badawczy był jego koordynatorem, a IGSMiE PAN partnerem w programie (pozostali partnerzy to: Akademia GórniczoHutnicza, Główny Instytut Górnictwa, Instytut Nafty i Gazu, Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych). dowie geologicznej i tektonice niecki szczecińskiej są wyniki badań geofizycznych w szczególności sejsmiki refleksyjnej wykonane przez Górnictwo Naftowe i Państwowy Instytut Geologiczny. Badania z lat 9696 wykonane przy użyciu aparatury z zapisem oscylograficznym dzisiaj mają charakter historyczny. Istotne znaczenie dla odwzorowania struktury kompleksu cechsztyńskomezozoicznego mają badania wykonane w latach (przy użyciu aparatury z zapisem magnetycznym), uzupełnione o prace sejsmiczne w rejonie ChoszcznoSuliszewo z lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku []. Podkreślić należy, że dobre wyniki badań sejsmicznych są stosunkowo słabo skontrolowane głębokimi otworami wiertniczymi zgrupowanymi w dużej części na lokalnych strukturach. Zasadniczym czynnikiem kształtującym różnice w stylu tektonicznym kompleksu cechsztyńskomezozoicznego są zróżnicowane ruchy pionowe bloków podłoża podcechsztyńskiego rozgrywające się głównie wzdłuż wgłębnych płaszczyzn nieciągłości tektonicznych, zarówno w czasie, jak i po utworzeniu się tego kompleksu. Drugim istotnym czynnikiem kształtującym budowę tektoniczną są przemieszczenia poziome i pionowe mas soli cechsztyńskich [,, 6, 7,, 7, ]. Niecka szczecińska znajduje się w strefie oddziaływania tektoniki solnej o różnym stopniu zaangażowania [4]. W NE części mamy do czynienia z półprzebitymi grzbietami i słupami solnymi tworzącymi ciągi strukturalne. Ku SW występują łagodniejsze formy tektoniki solnej, nieprzebijające się przez nadkład mezozoiczny, poduszki i wały solne. Idąc od północy ku południowi w obrębie jednostki Stargardu zarejestrowano następujące ciągi strukturalne: TrzebieżKrakówek, Szczecin Wielgowo i ReczSuliszewo oraz GryfinoChabowoWierzbno ChoszcznoPławnoRadęcin (por. rys.). W obniżeniach synklinalnych towarzyszącym ciągom antyklinalnym badania refleksyjne rejestrują strefy znacznego wyciśnięcia tektonicznego serii soli cechsztyńskich [, 6].. Antyklina (poduszka solna) Choszczna Kulminacja antykliny Choszczna położonej w południowozachodniej części niecki szczecińskiej, jest usytuowana około km na północny zachód od miasta Choszczno oraz około km na południowy wschód od miejscowości Stargard Szczeciński i odpowiednio 6 km od Szczecina. Na mapie geologicznej bez utworów kenozoiku [8] antyklina Choszczna (podobnie jak antyklina Suliszewa) zaznacza się jako wychodnia o kształcie elipsy utworów kampanu spod utworów mastrychtu dolnego. Została ona rozpoznana półszczegółowym zdjęciem sejsmiki refleksyjnej oraz jednym otworem wiertniczym Choszczno IG o głęb., m (hettang) usytuowanym w południowowschodniej części struktury (rys. ). W profilu otworu Choszczno IG (zał. ) rozpoznano utwory kredy górnej i dolnej [, ], jury górnej i środkowej oraz większą część profilu jury dolnej []. Wgłębną budowę struktury Choszczna obrazują szkice stropu warstw komorowskich oraz stropu piaskowca trzcinowego (rys. ), a także przekroje geologiczne (rys. 4). Antyklina Choszczna we wszystkich powierzchniach strukturalnych wykazuje asymetrię o łagodniej zapadającym skrzydle południowozachodnim i wyraźniej zaakcentowanym upadzie skrzydła północnowschodniego. Skrzydło północnowschodnie obniża się o około m w cechsztynie i triasie, około 8 m w jurze dolnej i około 6 m w kredzie, natomiast skrzydło południowozachodnie obniża się mniej ostro o mniejsze wartości odpowiednio o około 9 m, 78 m i 4 m.

3 MARIANOWO STARGARD ANTYKLINA Dobrzany GŁĘBOKIE 4 geo geo RECZY Drawno geo RECZ Mąkowar Dolice ANTYKLINA Suliszewo A N T Y K L I N A 9 C H O S Z C Z N A SULISZEWA DOMINIKOWO Choszczno IG Pławno 9 Radęcin km Rys.. Antykliny Choszczna i Suliszewa na tle szkicu ciągów strukturalnych zarejestrowanych w spągu kredy niecki szczec uzupełnieniami autorów); antykliny stanowiące przedmiot artykułu, kontury i nazwy struktur lokalnych w spągu kredy, wiertnicze, 6 ważniejsze uskoki; w lewym dolnym rogu zaznaczono położenie obszaru badań. Fig.. Choszczno and Suliszewo Anticline against the background of a sketch of structural series registered at the botto (based on [4] section with additions made by authors); anticlines which are the subject of this paper, contours a of Cretaceous, anticline axes, 4 syncline axes, boreholes, 6 major faults; in the lower left corner the research area lo

4 XI 6, 7T Nr PRZEGLĄD GÓRNICZY T V X 4 PŁAWNO 69T T 4 VI 7T XI SULISZEWO 98,, X69T 68T 68T 8A 67 XL VI R e cz 7 Fig 6 6 7T 6. V 7 A 68T VI 4 9 Choszczno 6 68T X 9 XI ,. Fig

5 DOLICE Geo 4 km otwory wiertnicze rzędna stropu formacji komorowskiej w otworzewiertniczymwm(p.p.m.) 7, XI7T profile sejsmiczne izohipsy stropu formacji komorowskiej w metrach przekroje sejsmicznogeologiczne zarys antykliny 9 Fig. 4 Rys.. Fig..

6 VI II 7T 7T 8 PRZEGLĄD GÓRNICZY T V PŁAWNO X 66, 69T 7 4 SULISZEWO 68T 7 9 VI 9 7T 9 XI 67 VI Rec z 8 8 XL 68T 8A 68T VI 9 7T 8 XI V Fig V 7T 7. A 6, 9 7T VI 68T XI 7T area 9 Choszczno 7T 4 V 6 XI 9 68T X CHOSZCZNO IG 4 XI 7T XI Szkic strukturalny stropu piaskowca trzcinowego w Structural rejonie ChoszcznoSuliszewo sketch of the top of sandstone ( piaskowiec trzcinowy ) in ChoszcznoSuliszewo , Fig DOLICE Geo

7 4 8 4 k m ny otworywiertnicze rzędnast r opupi as ko wcat r zcin ow eg ow ot w orze wiertniczymwm(p.p.m.) profilesejsmiczne izohipsyst r opupias ko wcat rzc inow eg owmet r ach prze kro je sejsmi czn o ge olo giczne zarysantykli , XI7T 8 Fig. 4 Rys..

8 8 SW H (m) CHOSZCZNO IG, 7, kreda, jura górna 4 jura środkowa 4 (ciechocińska) 6 seria gryficka uszczelniająca formacja komorowska formacja zbiornikowy) (poziom łobeska km 6 formacja piaskowce iłowce i mułowce naprzemianległe warstwy piaskowców, mułowców i iłowców Rys. 4. Przekrój geologiczny potencjalny poziom zbiornikowy formacji komorowskiej w obrębie antykliny Choszczna Fig. 4. Geological crosssection potential reservoir level of the Komorowska Formation within the Choszczno Anticli

9 SW H (m) CHOSZCZNO IG jura dolna kajper górny ąca) 9 (seria uszczelniaj górne gipsowe warstwy (poziom trzcinowy dolne piaskowiec gipsowe zbiornikowy) warstwy km piaskowce iłowce i mułowce z przewarstwieniami ewaporatów naprzemianległe warstwy piaskowców, mułowców i iłowców Rys.. Przekrój geologiczny potencjalny poziom zbiornikowy piaskowca trzcinowego w obrębie antykliny Choszczna Fig.. Geological crosssection potential reservoir level of sandstone ( piaskowiec trzcinowy ) within the Choszczno Anticlin

10 8 SW H (m) SULISZEWO ~ m SE 98 kreda jura górna 9 zbiornikowy) 4 jura środkowa (ciechocińska) 4 gryficka uszczelniająca) (poziom 6 formacja (seria komorowska łobeska 6 7 formacja formacja km 9 piaskowce iłowce i mułowce naprzemianległe warstwy piaskowców, mułowców i iłowców Rys. 6. Przekrój geologiczny potencjalny poziom zbiornikowy formacji komorowskiej w obrębie antykliny Sulisze Fig. 6. Geological crosssection potential reservoir level of Komorowska Formation within the Suliszewo Anticlin

11 SW H (m) SULISZEWO ~ m SE środkowa 6 jura jura dolna kajper (seria górny uszczelniająca) gipsowe górne zbiornikowy) (poziom dolne warstwy trzcinowy gipsowe piaskowiec warstwy jura doln 4 4 km 6 piaskowce iłowce i mułowce naprzemianległe warstwy piaskowców, mułowców i iłowców 6 ewaporatów z przewarstwieniami 7 Rys. 7. Przekrój geologiczny potencjalny poziom zbiornikowy piaskowca trzcinowego w obrębie antykliny Suliszewa Fig. 7. Geological crosssection potential reservoir level of sandstone ( piaskowiec trzcinowy ) within Suliszewo Anticline

12 Nr PRZEGLĄD GÓRNICZY 8 Tablica. Charakterystyka poziomów zbiornikowych i uszczelniających antykliny Choszczna Poziom zbiornikowy: formacja komorowskia (pliensbach górny domer) piaskowiec trzcinowy (kajper środkowy karnik) Table. Characteristics of reservoir and sealing levels of Choszczno Anticline Nazwa Powierzchnia (antykliny) Miąższość (poziomu zbiornikowego) Pojemność składowania CO w poziomie zbiornikowym (pojemność wolumetryczna) Antyklina Choszczna. Długość: ~7 km; szerokość ~6 km; 7 x 6 = km = mln m. Długość: ~ km, szerokość: ~7 km x 7 = km = mln m. Choszczno IG: 79, m. ~8 m. 76 mln ton. 78 mln ton Głębokość zalegania stropu (poziomu zbiornikowego). Choszczno IG 6, m (7, m) Kulminację antykliny wyznacza izohipsa 9 m. Kulminację antykliny wyznacza izohipsa m Głębokość zalegania spągu (poziomu zbiornikowego). Choszczno IG, (, m) w kulminacji: ~ m. w kulminacji: ~4 m Przepuszczalność (skał poziomu zbiornikowego),. 8 md Porowatość (skał poziomu zbiornikowego),. ~% Ciśnienie złożowe,. Gc =,9, x hpa/ m Temperatura złożowa w poziomie zbiornikowym,. Gt =,4, o C/ m Udział piaskowców w poziomie zbiornikowym. Udział piaskowców 9% (=~7, m). Udział piaskowców 6% (~48, m) SWC,. Solanki chlorkowowapniowe klasy I, zawartość NaCl 97% (Na + :Cl =,94) Mineralizacja. g/dcm. 4 g/dcm Litologia (poziomu zbiornikowego). Piaskowce (9%) z przerostami ilastomułowcowymi (%). Piaskowce (6%), przewarstwienia mułowcowoilaste Nadkład. Toars dolny (formacja gryficka=ciechocińska). Norykretyk (=kajper górny) Litologia nadkładu. Iłowce, mułowce z przewarstwieniami piaskowców, miąższość 67, m. Iłowce i mułowce z ewaporatami, miąższość ~ m Uskoki Uskoki utykają w cechsztynie Liczba otworów otwór Głębokość otworów Choszczno IG, m Otwory wiertnicze usytuowane w kulminacji struktury,. Choszczno IG jest usytuowany na SE zboczu antykliny Poduszka solna Choszczna (podobnie poduszka solna Suliszewa) jest genetycznie związana z uskokami założonymi w podłożu cechsztynu i utykającymi w dolnej części tej struktury. Dane sejsmiczne sugerują, że w strefie osiowej antykliny Choszczna spąg cechsztynu obniża się do głębokości 4 m, a strop cechsztynu w tejże strefie wznosi się do głębokości około m. Wysokość poduszki solnej Choszczna wynosi około m. Z porównania profilów wiertniczych w szczytowych partiach sąsiednich struktur Chabowa, Pławna i Radęcina można wnioskować, że poduszka solna Choszczna wykazywała wzmożoną aktywność w późnym triasie (noryku i retyku), a w szczególności w okresie regionalnej inwersji w najmłodszej kredzie i najstarszym trzeciorzędzie. W znacznie zredukowanym profilu mezozoiku stwierdzono niezgodność stratygraficzną na przełomie jury dolnej i środkowej wyrażoną bezpośrednim ułożeniem osadów górnego bajosu na warstwach toarsu oraz na pograniczu górnej jury i dolnej kredy, manifestującym się bezpośrednim kontaktem między oksfordem i hoterywem (zał. ). Przyjmując umownie, że zarys antykliny wyznacza izohipsa stropu formacji komorowskiej górnego pliensbachu (domeru) o wartości m (rys. ), długość antykliny wynosi około 7 km, szerokość 6 km a powierzchnia około km. Z kolei według zamkniętej izohipsy stropu piaskowca trzcinowego o wartości 7 m (rys. ) długość antykliny wynosi około km, szerokość około 7 km, powierzchnia około km (Tab. ). 4. Potencjalne poziomy zbiornikowe w antyklinie Choszczna Potencjalnym poziomem zbiornikowym udokumentowanym wierceniem Choszczno IG jest dolnojurajska formacja komorowska nawiercona na głębokości 6,, m (79, m) [, 8] (zał. ). Kulminację antykliny w stropie formacji komorowskiej wyznacza izohipsa o wartości 9 m (rys. ). Formację komorowską reprezentują piaskowce (9%) z podrzędnymi przewarstwieniami mułowców i iłowców

13 PRZEGLĄD GÓRNICZY Tablica. Charakterystyka poziomów zbiornikowych i uszczelniających antykliny Suliszewa Poziom zbiornikowy: formacja komorowska (pliensbach górny domer) piaskowiec trzcinowy (kajper środkowy karnik) Table. Characteristics of reservoir and sealing levels of Suliszewo Anticline Nazwa Powierzchnia (antykliny) Antyklina Suliszewa. Długość: km; szerokość 6 km; km x 6 km = 7 km = 7 mln m. Długość km; szerokość 6 km km x 6 km = 78 km Miąższość (poziomu zbiornikowego). Suliszewo 9, m. ~8 m Pojemność składowania CO w poziomie zbiornikowym. 6 mln ton (wolumetryczna). 9 mln ton Głębokość zalegania stropu (poziomu zbiornikowego). Suliszewo 9, m (98, m) W kulminacji strop występuje na głęb. ~ m. W kulminacji antykliny strop poziomu występuje na głęb. 7 m/7 m Głębokość zalegania spągu (poziomu zbiornikowego). Suliszewo, m (9, m) Kulminację antykliny wyznacza izohipsa m/ m. W kulminacji antykliny spąg poziomu występuje na głęb. 8 m Przepuszczalność (skał poziomu zbiornikowego),. 7 md Porowatość (skał poziomu zbiornikowego),. % Ciśnienie złożowe Temperatura złożowa w poziomie zbiornikowym,. Gc =,9, x hpa/ m,. Gt =,4, o C/ m Udział piaskowców w poziomie zbiornikowym. Udział piaskowców 9% (=~84 m). Udział piaskowców 6% (~48 m) SWC,. Solanki chlorkowowapniowe Na + :Cl =,96, Mineralizacja. ~ g/dcm. ~4 g/dcm Litologia (poziomu zbiornikowego). Piaskowce (9%) podrzędnie iłowce i mułowce (%). Piaskowce (6%), mułowce i iłowce (4%) Nadkład. Formacja gryficka (=formacja ciechocińska) toars dolny. Norykretyk (kajper górny) Litologia nadkładu Uskoki Liczba otworów Głębokość otworów Otwory wiertnicze usytuowane w kulminacji struktury. Iłowce i mułowce z przewarstwieniami piaskowców o miąższości 67, m. Iłowce, mułowce z przewarstwieniami ewaporatów (~ m) Brak otwór Suliszewo 76, m,. Otwór Suliszewo jest usytuowany w pobliżu kulminacji antykliny (%). Udział piaskowców w poziomie zbiornikowym wynosi około 7, m. Porowatość piaskowców wynosi około %, przepuszczalność kształtuje się w granicach 8 md. Poziom ten wypełniają solanki chlorkowowapniowe o mineralizacji g/dcm []. Gradient ciśnienia złożowego Gc =,9,x hpa/m, a gradient geotermiczny Gt =,4, o C/ [, ]. Szacunkowa pojemność składowania CO wynosi około 76 mln ton (przy współczynniku efektywności składowania CO %). Piaskowcową formację komorowską uszczelniają warstwy gryfickie (=formacja ciechocińska) wykształcone jako iłowce i mułowce z przewarstwieniami piaskowców wapnistych (rys. 4). Miąższość serii uszczelniającej w otworze Choszczno IG wynosi 67, m. Drugim potencjalnym poziomem zbiornikowym, nierozpoznanym wiertniczo, jest poziom piaskowca trzcinowego karniku (środkowego kajpru) [9]. Kulminację struktury w powierzchni strukturalnej stropu piaskowca trzcinowego (rozpoznanego na podstawie analizy profili sejsmicznych [] oraz karotażowych [4]) wyznacza izohipsa o wartości m (rys. ). Z regionalnego rozpo znania wynika, że poziom ten o prawdopodobnej miąższości około 8 m jest zbudowany z piaskowców i warstw mułowcowoilastych liczniejszych w górnej części profilu. Udział piaskowców wynosi do około 6% (=48 m). Porowatość piaskowców ~%, przepuszczalność: 8 md. Poziom ten wypełniają solanki chlorkowowapniowe klasy I o mineralizacji 4 g/dcm []. Szacunkowa pojemność składowania CO wynosi 78 mln ton (przy współczynniku efektywności składowania CO %). Poziom piaskowca trzcinowego uszczelniają warstwy kajpru górnego reprezentowane przez iłowce i mułowce z przewarstwieniami ewaporatów (rys. ).. Antyklina (poduszka solna) Suliszewa Kulminacja antykliny Suliszewa jest usytuowana kilka km na południe od miejscowości Recz i około km na północny wschód od antykliny Choszczna. Struktura ta została rozpoznana półszczegółowym zdjęciem sejsmiki refleksyjnej oraz jednym otworem wiertniczym Suliszewo o końcowej

14 Nr PRZEGLĄD GÓRNICZY 87 Zał.. Skrócony profil geologiczny otworu Choszczno IG Zał. Skrócony profil geologiczny otworu wiertniczego Choszczno IG (wys. n.p.m. 6 m) na podstawie [] z interpretacją poziomu zbiornikowego i uszczelniającego autorów App.. Shortened geological profile of Choszczno IG borehole, 49, (49, m) czwartorzęd 49,, (8, m) trzeciorzęd, 99, (88, m) kreda górna (mastrychtalb górny) 99, 997, (4, m) kreda dolna (alb środkowy) 997,, (,) jura górna (oksford), 64, (4, m) jura środkowa (kelowejbajos) 64, >, (>6, m) jura dolna 64, 68, (4, m) toars górny; warstwy kamieńskie (formacja borucicka) 68, 6, (67, m) toars dolny; warstwy gryfickie (formacja ciechocińska) = seria uszczelniająca; iłowce i mułowce z wkładkami piaskowca wapnistego 6,, (79, m) pliensbach górny; domer; formacja komorowska poziom zbiornikowy; piaskowce (9%) z przewarstwieniami iłowców i mułowców,, (, m) pliensbach dolny; karyks (formacja łobeska) iłowce, podrzędnie piaskowce, 468, (7, m) synemur górny; warstwy radowskie 468, >, (, m) synemur dolny; warstwy mechowskie Zał.. Skrócony profil geologiczny otworu Suliszewo Zał. Skrócony profil geologiczny otworu wiertniczego Suliszewo (wys. n.p.m. 9 m) z interpretacją poziomu zbiornikowego i uszczelniającego autorów App.. Shortened geological profile of Suliszewo borehole, 6, (6, m) czwartorzęd 6, 6, (6, m) trzeciorzęd 6,, (799, m) kreda górna (mastrychtalb górny),, (, m) kreda dolna (alb środkowydolny), 4, (, m) jura górna (oksford) 4,, (68, m) jura środkowa (kelowejbajos),, (98, m) jura dolna,, (, m) toars górny; warstwy kamieńskie (formacja borucicka), 9, (67, m) toars dolny; warstwy gryfickie (formacja ciechocińska) seria uszczelniająca 9,, (9, m) pliensbach górny; domer (formacja komorowska) poziom zbiornikowy: piaskowce (9%), mułowce, iłowce (%), 466, (8, m) pliensbach dolny (formacja łobeska); iłowce i mułowce, podrzędnie piaskowce 466,, (4, m) synemurhetang (warstwy radowskiewarstwy mechowskie), >76, (>, m) retyknoryk; kajper górny głębokości 76, m (retyk) położonym w pobliżu centrum struktury (rys. ). Podobnie jak w otworze Choszczno IG, także w wierceniu Suliszewo (zał. ) stwierdzono duże redukcje profilu jury i kredy. Zanotowano w wyniku interpretacji litologicznej i stratygraficznej [4] całkowity brak osadów najwyższego toarsu, aalenu i dolnego bajosu na pograniczu dolnej i środkowej jury oraz osadów od górnego oksfordu do starszego hoterywu na kontakcie górnej jury i dolnej kredy. Według danych sejsmicznych w strefie osiowej antykliny spąg cechsztynu obniża się do głębokości m, a strop cechsztynu wznosi się do głębokości około m. Antyklina Suliszewa wykazuje zdecydowanie większą asymetrię aniżeli antyklina Choszczna (por. rys. i 6 7). Amplituda północnowschodniego skrzydła osiąga około 7 m w powierzchniach triasowych, około 4 m w jurze i maleje do około m w spągu kredy. Amplituda południowozachodniego skrzydła antykliny Suliszewa jest znacznie mniejsza i kształtuje się w granicach 6 m w triasie i 4 m w spągu kredy. Amplituda Suliszewa określona izohipsą stropu formacji komorowskiej o wartości 4 m (rys. ) ma około km długości i około 6 km szerokości. Powierzchnia antykliny wynosi około 7 km. Natomiast antyklina ta zarysowana izohipsą stropu piaskowca trzcinowego (nierozpoznanego wiertniczo) o wartości m (rys. ) mierzy około km długości i 6 km szerokości, a jej powierzchnia wynosi szacunkowo około 78 km (tabl. ). 6. Potencjalne poziomy zbiornikowe w antyklinie Suliszewa Potencjalnym poziomem zbiornikowym przebadanym otworem Suliszewo na głębokości 9,, m (=9, m) jest formacja komorowska górnego pliensbachu (domeru) (zał. ). Na mapie strukturalnej stropu tego poziomu (fig. ) kulminację antykliny wyznacza izohipsa o wartości m. Poziom zbiornikowy formacji komorowskiej reprezentują głównie piaskowce z przewarstwieniami mułowców i iłow

15 88 PRZEGLĄD GÓRNICZY ców, liczniejszymi w górnej części profilu. Udział piaskowców w poziomie wynosi około 9% (=~84 m). Porowatość piaskowców wynosi około %, a ich przepuszczalność 7 md. W poziomie tym stwierdzono solanki chlorkowowapniowe I klasy o mineralizacji około g/dcm [, ]. Gradient ciśnienia złożowego Gc =,9,x hpa/m, stopień geotermiczny Gt =,4, o C/m [, ]. Szacunkowa pojemność składowania CO wynosi 6 mln ton (przy współczynniku efektywności składowania CO %). Serię uszczelniającą stanowią warstwy gryfickie (=formacja ciechocińska) toarsu dolnego wykształcone jako iłowce i mułowce z przerostami piaszczystowapnistymi (rys. 6). W otworze Suliszewo miąższość tej serii wynosi 67, m. Drugim potencjalnym poziomem zbiornikowym w obrębie antykliny Suliszewa wynikającym z badań regionalnych jest piaskowiec trzcinowy karniku (środkowego kajpru) [9]. Poziom piaskowca trzcinowego uszczelniają warstwy kajpru górnego reprezentowane przez iłowce i mułowce z przewarstwieniami ewaporatów. Ich miąższość wynosi około m (rys. 7). W kulminacji antykliny strop piaskowca trzcinowego określa izohipsa o wartości 7 m (rys., 7). Poziom ten o prawdopodobnej miąższości około 8 m jest zbudowany z piaskowców i warstw mułowcowoilastych liczniejszych w górnej części profilu. Udział piaskowców wynosi około 6% (=48 m), ich porowatość około % a przepuszczalność 7 md. Wody porowe stanowią solanki chlorkowo wapniowe o mineralizacji około 4 g/dcm []. Szacunkowa pojemność składowania CO wynosi 9 mln ton (przy współczynniku efektywności składowania CO %). Szczegółowe dane dotyczące struktur Choszczna i Suliszewa podano w tab. i tab.. 7. Dyskusja Antykliny Choszczna i Suliszewa są jednymi ze struktur wytypowanych do podziemnego składowania CO na obszarze niecki szczecińskiej [6, 8]. Zostały one rozpoznane półszczegółowym zdjęciem sejsmiki refleksyjnej oraz po jednym głębokim otworze (odpowiednio Choszczno IG i Suliszewo ). W ramach prezentowanego artykułu, do składowania CO w obrębie tych struktur przeanalizowano dwa poziomy zbiornikowe: dolnojurajski (formacja komorowska górnego pliensbachu) oraz gónotriasowy (piaskowiec trzcinowy kajpru środkowego). Za pierwszoplanowy poziom zbiornikowy dla składowania CO w antyklinach Choszczna i Suliszewa należy przyjąć poziom zbiornikowy formacji komorowskiej. W analizie uwzględniono: pojemność struktury, właściwości poziomu do składowania (głębokość zalegania stropu, miąższość efektywną, porowatość, przepuszczalność, mineralizację wód) oraz właściwości skał nadkładu (obecność uskoków i ich zasięg, miąższość) [por. 7]. Warunek odpowiedniej pojemności wolumetrycznej składowania CO (przyjęto na poziomie 6 Mt, co odpowiada letniej emisji z bloku energetycznego emitującego Mt CO rocznie) spełnia każdy z poziomów zbiornikowych rozważanych struktur. Głębokość zalegania stropu formacji komorowskiej wynosi około metrów, natomiast piaskowca trzcinowego około metrów (dla struktury Choszczna) i 7 metrów (dla struktury Suliszewa). W obu przypadkach jest to odpowiednia głębokość do składowania dwutlenku węgla. Miąższość obu formacji komorowskiej i piaskowca trzcinowego nie jest duża (89 metrów), jednakże przy porowatości rzędu % i dobrej przepuszczalności skał (7 md) daje to wystarczającą pojemność dla skła dowania dwutlenku węgla. Mineralizacja wód obu poziomów (4 g/dcm ) jest również satysfakcjonująca. Formacja komorowska jest uszczelniona pakietem iłowców i mułowców warstw gryfickich toarsu dolnego o miąższości około 7 metrów, natomiast piaskowiec trzcinowy jest przykryty grubym pakietem (~ m) iłowców, mułowców i ewaporatów kajpru górnego. W obu przypadkach jest to wystarczający uszczelniający nadkład. W przypadku struktury Choszczna uskoki utykają w cechsztynie, a w przypadku Suliszewa w obrębie formacji zbiornikowych uskoków nie stwierdzono. Obie struktury posiadają bardzo podobne uwarunkowania podziemnego składowania dwutlenku węgla. Jednakże ze względu na mniejszą głębokość zalegania poziomów zbiornikowych lepszą w tym celu strukturą wydaje się antyklina Choszczna. Dalsze prace nakierowane na rozpoznanie jednej z omawianych struktur do podziemnego składowania dwutlenku węgla powinny obejmować badania skał uszczelniającego nadkładu (ich integralności), własności kolektorskie skał zbiornikowych, rozpoznanie górnotriasowego (piaskowiec trzcinowy) poziomu zbiornikowego. Struktury Choszczna i Suliszewa mogą stanowić przedmiot zainteresowania znaczących emitentów CO tego regionu: Elektrowni Gorzów SA (w odległości do km) oraz Zespołu Elektrowni Dolna Odra SA (Pomorzany i Gryfino) (w odległości do km). Artykuł opracowano na podstawie materiałów zebranych w ramach krajowego programu Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO wraz z ich programem monitorowania realizowanego na zlecenie Ministerstwa Środowiska, finansowanego ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (8). Literatura. Bojarski L., red., 996 Atlas hydrochemiczny i hydrodynamiczny paleozoiku i mezozoiku oraz ascenzyjnego zasolenia wód podziemnych na Niżu Polskim :. Centr. Arch. Geol., Inst. Geol. Warszawa.. Dadlez R., 974 Types of Lokal Tectonic structures in the Cechstein Mesozoic Complex in NorthWestern Poland. Biul. Geol. 74: Dadlez R., 979 Tektonika kompleksu cechsztyńskomezozoicznego. W: Budowa niecki szczecińskiej i bloku Gorzowa, pod redakcją M. JaskowiakSchoeneichowej. Pr. Inst. Geol. 96: Dadlez R., red. 998 Mapa tektoniczna kompleksu cechsztyńsko mezozoicznego na Niźu Polskim. :. PIG Warszawa.. Dadlez R., Kopik J., 97 Stratygrafia i paleogeografia jury w Polsce. Biul. Inst. Geol.. 6. Dadlez R., Marek S., 969 Styl strukturalny kompleksu cechsztyńskomezozoicznego na niektórych obszarach Niżu Polskiego. Kwart. Geol., : Dadlez R., Marek S., 974 General Outline of the tectonics of the ZechsteinMesozoic Complex in Central and Northwestern Poland. Biul. Inst. Geol. 74: Dadlez R., Marek S., Pokorski J., red. Mapa geologiczna Polski bez utworów kenozoiku, :. Państw. Inst. Geol., Warszawa. 9. Gajewska I., 978 Stratygrafia i rozwój kajpru w północnozachodniej Polsce. W: Stratygrafia kajpru w Polsce. Biul. Inst. Geol. 87: 6.. Górecki W., red., 6 Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim. Ministerstwo Środowiska NFOŚiGW AGH Państwowy Instytut Geologiczny.. Górecki W., Hajto M., Strzetelski W., Szczepański A., Dolnokredowy i dolnojurajski zbiornik wód geotermalnych na Niżu Polskim. Prz. Geol., 8, 7: 899.

16 Nr PRZEGLĄD GÓRNICZY 89. Grzesik H., Białek T., 987 Dokumentacja badań sejsmicznych refleksyjnych; temat: ChociwelCzaplinek 84/ SW część obszaru badań. Centr. Arch. Geol., Państw. Inst. Geol., Warszawa.. JaskowiakSchoeneichowa M., red., 978 Choszczno IG. Profile głębokich otworów wiertniczych Instytutu Geologicznego, zeszyt 4. Wyd. Geol. Warszawa. 4. JaskowiakSchoeneichowa M., red., 979 Budowa geologiczna niecki szczecińskiej i bloku Gorzowa. Pr. Inst. Geol. 96: 78.. Krzywiec P., 9 Geometria i ewolucja wybranych struktur solnych z obszaru Niżu Polskiego w świetle danych sejsmicznych. Prz. Geol., 7, 9: Marek S., Tarkowski R., Dziewińska L., Potencjalne struktury geologiczne dla podziemnego składowania CO. [w:] Potencjalne struktury geologiczne do składowania CO w utworach mezozoiku Niżu Polskiego (Charakterystyka oraz ranking). R. Tarkowski (red.). Studia Rozprawy i Monografie 64. IGSMiE PAN,, s Młynarski S. i inni 979 Interpretacja geofizycznogeologiczna wyników badań wzdłuż profili MoryńLębork, GorzówBytów, PleszewSierpc. Biul. Inst. Geol Pieńkowski G., 4 The epicontinental Lower Jurassic of Poland. Polish Geological Institute Special Papers, Vol.. 9. Probierz K., Górnictwo na cenzurowanym, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice.. Raczyńska A., 967 Stratygrafia i sedymentologia osadów kredy dolnej w Polsce zachodniej. Biul. Inst. Geol... Raczyńska A., 979 Stratygrafia i rozwój facjalny młodszej kredy dolnej na Niżu Polskim. Pr. Inst. Geol. 89; 79.. Sokołowski J., 97 Rola tektoniki salinarnej w modelowaniu pokrywy mezokenozoicznej. Biul. Inst. Geol... Tarkowski R., 8 CO storage capacity of geological structures located within Polish Lowlands Mesozoic formations. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 4, 4/, p.. 4. Tarkowski R. (red.) Potencjalne struktury geologiczne do składowania CO w utworach mezozoiku Niżu Polskiego (charakterystyka oraz ranking). IGSMiE PAN. Studia. Rozprawy. Monografie 64, s. 8.. Tarkowski R., UliaszMisiak B., Struktury geologiczne (poziomy wodonośne i złoża węglowodorów) do podziemnego składowania CO w Polsce. W: Podziemne składowanie CO w Polsce w głębokich strukturach geologicznych (ropo, gazo i wodonośnych). Wydawnictwo IGSMiE PAN Kraków, s Tarkowski R., UliaszMisiak B., 6 Possibilities of CO Sequestration by Storage in Geological Media of Major Deep Aquifers in Poland. Chemical Engineering Research and Design, 84, A9 Carbon Capture and Storage:, p Tarkowski R., S. Marek, UliaszMisiak B., 9 Wstępna geologiczna analiza struktur do składowania CO w rejonie Bełchatowa. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, /, s UliaszMisiak B., Tarkowski R., Ranking struktur do podziemnego składowania CO na Niżu Polskim. [w:] Potencjalne struktury geologiczne do składowania CO w utworach mezozoiku Niżu Polskiego (Charakterystyka oraz ranking). R. Tarkowski (red.). Studia Rozprawy i Monografie 64. IGSMiE PAN, s dostęp 9 marca

17