Jadwiga JARZYNA. S³owa kluczowe: gêstoœæ, porowatoœæ, badania laboratoryjne, profilowania geofizyki otworowej, Karpaty

Transkrypt

1 GEOLOGIA 2007 Tom 33 Zeszyt 4/ ANALIZA GÊSTOŒCI I WATOŒCI Z BADAÑ LABORATORYJNYCH ORAZ WYNIKÓW POMIARÓW OTWOROWYCH I OBLICZEÑ W PROGRAMIE ESTYMACJA W WYBRANYCH OTWORACH W KARPATACH ZACHODNICH Analysis of density and porosity measurements on cores and results of density log and Estymacja calculations in te selected wells in te West Carpatians Jadwiga JARZYNA Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ocrony Œrodowiska; al. Mickiewicza 30, Kraków; jarzyna@uci.ag.edu.pl Treœæ: Wykonano analizê zmian gêstoœci i porowatoœci w wybranyc otworac Karpat Zacodnic. Wykorzystano wyniki badañ laboratoryjnyc z bazy PITAKA Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa S.A. oraz otworowe profilowania gêstoœciowe i wyniki obliczenia gêstoœci programem Estymacja, a tak e dane dotycz¹ce kilkudziesiêciu próbek poddanyc badaniom porozymetrycznym. Zaobserwowano zgodnoœæ wyników pocodz¹cyc z ró nyc Ÿróde³. Zestawienie danyc dotycz¹cyc ró nyc formacji litostratygraficznyc w grupac otworów z tego samego rejonu pozwoli³o na wzajemne uzupe³nienie informacji. Carakterystyka gêstoœciowa formacji litostratygraficznyc zosta³a wykorzystana do modelowania grawimetrycznego. Porowatoœæ i gêstoœæ zosta³y w³¹czone do utworzenia zgeneralizowanyc modeli w³asnoœci fizycznyc wybranyc formacji litostratygraficznyc w Karpatac Zacodnic. S³owa kluczowe: gêstoœæ, porowatoœæ, badania laboratoryjne, profilowania geofizyki otworowej, Karpaty Zacodnie Abstract: Te analysis of density and porosity canges was made for selected wells from te Western Carpatians. Laboratory data from te PITAKA database of te Polis Oil and Gas Company togeter wit density logs and density values obtained from te Estymacja calculation as well as data for a few dozen samples from mercury porosimetry measurements were used. Te agreement of results from different sources was observed. Data for different litostratigrapic formations were set togeter for groups of wells from te same region. Tis enabled information to be mutually supplemented. Density caracteristics of litostratigrapic formations was used for gravity modeling. Porosity and density were employed to create generalized models of pysical properties of selected litostratigrapic formations form te Western Carpatians. Key words: density, porosity, laboratory measurements, well logs, Western Carpatians

2 Map of te Polis Outer Carpatians wit te locality of te analyzed area (after ytko et al. 1989, simplified) Mapa polskic Karpat zewnêtrznyc z lokalizacj¹ analizowanego terenu (wg ytko et al. 1989, uproszczona) 40 J. Jarzyna

3 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc WSTÊP ród³em informacji o gêstoœci by³y wyniki badañ laboratoryjnyc na próbkac, wyniki pomiarów geofizyki otworowej oraz wyniki obliczeñ prowadzonyc w aplikacji Estymacja programu GeoWin (Ba³a & Cicy 2006, Ba³a & Witek 2007). Wyniki badañ laboratoryjnyc pocodzi³y z bazy danyc PITAKA PGNiG S.A. Obejmowa³y one porowatoœæ, przepuszczalnoœæ [md] i ciê ar w³aœciwy [g/cm 3 ], podane w okreœlonyc przedzia³ac g³êbokoœciowyc. W jednym interwale g³êbokoœciowym wystêpowa³o czasem po kilka wartoœci analizowanyc parametrów. Parametr okreœlany mianem ciê aru w³aœciwego jest gêstoœci¹, ale nie uda³o siê sprecyzowaæ, czy objêtoœciow¹, czy mineralogiczn¹ ze wzglêdu na brak opisu, w jaki sposób parametr ten by³ mierzony. W niektóryc przypadkac podana wartoœæ wydawa³a siê za wysoka jako gêstoœæ objêtoœciowa przy okreœlonym typie litologii i podanej porowatoœci. Wspó³czynnik przepuszczalnoœci by³ podany jedynie sporadycznie, zatem, nie uwzglêdniono go w prowadzonej analizie. Dodatkowa informacja o gêstoœci objêtoœciowej i mineralogicznej dla 31 próbek ska³ karbonu i dewonu z otworów Jacówka 2k, Roczyny 3 i Lacowice 7 pocodzi³a z badañ porozymetrycznyc wykonanyc razem z badaniami MRJ (Jarzyna et al. 2007). Wyniki badañ laboratoryjnyc z bazy PITAKA oraz podzia³ stratygraficzny udostêpni³o PGNiG S.A. Próbki do badañ laboratoryjnyc nie by³y pobierane równomiernie w profilac otworów. Interwa³y opróbowane najczêœciej obejmowa³y g³êbsze czêœci otworów utwory miocenu autoctonicznego, karbonu, dewonu, zatem gêstoœæ,, i porowatoœæ,, odnosi³y siê tylko do tyc wybranyc odcinków. Wartoœci œrednie zosta³y obliczone na podstawie ró - nej liczby danyc. Jedynie w kilku przypadkac dysponowano kilkudziesiêcioma próbkami w danej formacji litostratygraficznej, zwykle liczba próbek by³a ma³a. W kilku przypadkac podano wartoœæ parametrów na podstawie pojedynczyc oznaczeñ. Gêstoœci objêtoœciowe z pomiaru, RHOB, oraz z obliczeñ w programie Estymacja,, obejmowa³y najwiêksze interwa³y i œrednie wartoœci wyznaczone na ic podstawie s¹ najbardziej wiarogodne. Gêstoœæ wyznaczona na próbkac skalnyc zosta³a wykorzystana do oceny œredniej wartoœci tego parametru w wydzielonyc poziomac stratygraficznyc. Podobnie postêpowano z porowatoœci¹. Obliczano œredni¹ geometryczn¹ z wszystkic dostêpnyc wartoœci porowatoœci oraz œredni¹ arytmetyczn¹, niewiele ró ni¹c¹ siê od geometrycznej, dla gêstoœci. Obliczenie œredniej geometrycznej w przypadku porowatoœci pozwala³o zminimalizowaæ wp³yw wartoœci odstaj¹cyc, wyraÿnie ró ni¹cyc siê od wiêkszoœci danyc w zbiorze. Za³o ono, e wartoœci odstaj¹ce, du e porowatoœci w przypadku analizowanyc ska³ wêglanowyc, mog¹ nieœæ informacjê o szczelinac, dlatego nie ignorowano ic, ale minimalizowano ic wk³ad przy obliczaniu œredniej. Podobnie opracowano gêstoœæ objêtoœciow¹ z pomiaru oraz gêstoœæ objêtoœciow¹ bêd¹c¹ wynikiem programu Estymacja. Œredni¹ gêstoœæ w wydzielonyc poziomac stratygraficznyc wykorzystano dla tworzenia modelu w badaniac grawimetrycznyc oraz do obliczenia impedancji akustycznej i wspó³czynników odbicia w interpretacji sejsmicznej. Gêstoœci wyznaczone na próbkac, zarejestrowane podczas pomiaru oraz obliczone na podstawie przyjêtego modelu litologiczno- -porowatoœciowego w aplikacji Estymacja, wykorzystano do obliczenia krzywyc zmian

4 42 J. Jarzyna gêstoœci z g³êbokoœci¹ z wykorzystaniem sieci neuronowyc. Gêstoœci oraz porowatoœæ wyznaczone dla wydzielonyc poziomów stratygraficznyc po³¹czono z danymi dotycz¹cymi opornoœci oraz prêdkoœci i utworzono modelowe profile w wybranyc otworac (Jarzyna & Ba³a 2008). W tabelac zamieszczono wartoœci gêstoœci dla wyró nionyc poziomów stratygraficznyc w otworac znajduj¹cyc siê na lub w pobli u profili wytypowanyc do analiz grawimetrycznyc i sejsmicznyc oraz w pobli u sondowañ magnetotellurycznyc wybranyc do reinterpretacji. Przygotowane dane zosta³y uogólnione dla potrzeb modelowania grawimetrycznego i sejsmicznego. W grupac otworów wystêpuj¹cyc obok siebie przedstawiono wyniki we wspólnyc tabelac. GÊSTOŒÆ I WATOŒÆ W WYBRANYCH OTWORACH Dane prezentowane w tabelac nie s¹ jednorodne. Zgromadzono wszystkie wyniki w celu pe³nego wykorzystania dostêpnyc danyc oraz pokazania zró nicowania wartoœci w zale - noœci od Ÿród³a informacji. y litologiczne wystêpuj¹ce w tabelac s¹ czasami bardzo ogólnikowe. Jednak uznano, e nawet skromna informacja o oœrodku skalnym uœwiadamia czytelnikowi, jaka mo e byæ przyczyna rozbie noœci wartoœci analizowanyc parametrów. W tabeli 1 zamieszczono gêstoœci i porowatoœæ ska³ wystêpuj¹cyc w profilu otworu Roczyny 3. ród³em danyc by³y wyniki obliczenia gêstoœci objêtoœciowej w aplikacji Estymacja,, profilowanie gamma gamma, RHOB, wyniki z bazy PITAKA odpowiednio i oraz wyniki badañ porozymetrycznyc OBJ i MIN oraz porowatoœæ FI. Ocena litologii pocodzi³a tak e z bazy PITAKA, natomiast autorem podzia³u stratygraficznego by³ Jaros³aw Zacarski (Zacarski 2006). Wyniki w otworze Roczyny 3 pocodz¹ ze wszystkic dostêpnyc Ÿróde³. W tabeli 2 znajduj¹ siê wyniki uzyskane dla otworu Wieprz 1. W tym przypadku dysponowano jedynie danymi z bazy PITAKA oraz wynikami uzyskanymi w aplikacji Estymacja. W tabeli 3 zamieszczono wyniki w otworac Wysoka 1, 2 i 3. W otworze Wysoka 1 gêstoœæ objêtoœciowa zosta³a obliczona w aplikacji Estymacja, w otworze Wysoka 2 gêstoœæ i porowatoœæ w formacjac litostratygraficznyc wyznaczono na podstawie wyników badañ laboratoryjnyc z bazy PITAKA oraz wyliczono w programie Estymacja. W otworze Wysoka 3 gêstoœæ i porowatoœæ wyznaczono na rdzeniac. Pomiary w otworac grupy Wysoka wykonano stosunkowo dawno i wœród wyników nie ma profilowania gamma gamma. Trzy otwory grupy Wysoka le ¹ stosunkowo niedaleko, jednak nie zidentyfikowano w nic tyc samyc poziomów litostratygraficznyc. Gêstoœci wyznaczone na podstawie badañ laboratoryjnyc ró ni¹ siê niewiele. Niektóre ró nice s¹ skutkiem odmiennej litologii, np. w otworac Wysoka 2 i Wysoka 3 piêtra karbonu s¹ zbudowane z innyc utworów i maj¹ inne gêstoœci œrednie. Zaznacza siê tak e wp³yw porowatoœci. Utwory miocenu, wykszta³cone podobnie, ale z przewag¹ innyc typów c w trzec omawianyc otworac maj¹ nieco ró ne gêstoœci. W tabeli 4 znajduj¹ siê wyniki dla otworu Cabówka 1. Gêstoœæ i œredni¹ porowatoœæ dla wydzielonyc poziomów stratygraficznyc wyznaczono na podstawie wyników z bazy PITAKA oraz w wyniku obliczeñ w aplikacji Estymacja.

5 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Tabela (Table) 1 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Roczyny 3 Density and porosity in Roczyny 3 well M C C C D3+D D Cm Pr i³owce,, claystones,,, limestones,, limestones,, limestones,, dolomity limestones, dolomites, zlepieñce conglomerates i³owce,, claystones,, granity granites [g/cm 3 ] RHOB [g/cm 3 ] [g/cm 3 ] OBJ [g/cm 3 ] MIN [g/cm 3 ] Podzia³ stratygraficzny wg J. Zacarskiego (2006), Stratigrapy acc. J. Zacarski (2006): M miocen, Miocene; C1 karbon dln., Lower Carboniferous; D2+D3 dewon œr. i grn., Middle and Upper Devonian; D1 dewon dln., Lower Devonian; Cm kambr, Cambrian, Pr prekambr, Precambrian; g³êbokoœæ stropu, dept of te top, g³êbokoœæ sp¹gu, dept of te bottom, mi¹ szoœæ, tickness

6 44 J. Jarzyna Tabela (Table) 2 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Wieprz 1 Density and porosity in Wieprz 1 well Stratygrafia Stratigrapy [g/cm 3 ] [g/cm 3 ] Q wok wom weps_c M C2 Czwartorzêd Quaternary formacja kroœnieñska Krosno Formation formacja menilitowa Menilite Formation ³upki pstre Variegated miocen Miocene karbon górny (Silez) Upper Carboniferous (Silesian) gliny, piaski, wiry clays, sands, gravels, sandstone ³upki pstre variegated i³owce,, claystones,,, i³owce, wêgiel claystones, coal Œrednie wartoœci gêstoœci obliczone na podstawie danyc z bazy PITAKA,, s¹ wy sze ni obliczone programem Estymacja,. Bardzo niskie porowatoœci w warstwac ieroglifowyc, ropianieckic i w dolnej czêœci utworów kredy górnej potwierdzaj¹ podwy - szone gêstoœci. Na figurze 1 przedstawiono wykres rozrzutu wartoœci gêstoœci wyznaczonyc na podstawie badañ laboratoryjnyc,, i gêstoœci objêtoœciowej obliczonej programem Estymacja,. Pojedyncze wyniki badañ na próbkac dopasowano do wyników obliczeñ. Rozrzut jest du y, ale ró nice wystêpuj¹ dopiero w setnyc czêœciac, co dla celów zdefiniowanyc w pracy nie stanowi przeszkody.

7 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Tabela (Table) 3 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworac Wysoka 1, Wysoka 2 i Wysoka 3 Density and porosity in Wysoka 1, Wysoka 2 and Wysoka 3 wells Wysoka 2 Wysoka 3 Wysoka wk2s wk2g i³owce, claystones, i³o saly clays, wk2s wk2g i³o³upki saly clays, wdk123 wdk JPS i³o³upki saly clays JPS M Cwi,, i³owce, claystones, M C2, zlepieñce conglomerates M i³owce, claystones, 2.4 i³owce, claystones, 2.4

8 46 J. Jarzyna Tabela (Table) 3 cd. Wysoka 2 Wysoka 3 Wysoka D3, dolomity limestones, dolomites C D D D Cm Pr i³owce, claystones,, dolomity limestones, dolomites, dolomity limestones, dolomites,,, i³owce, claystones i³owce claystones D D D1 limestones, dolomity limestones, dolomites, i³owce claystones wk2s formacja istebniañska, Istebna Formation; wk2g formacja godulska, Godula Formation; wdk123 formacja lgocka, Lgota Formation; JPS jednostka podœl¹ska, Sub-Silesian Unit; M miocen, Miocene; Cwi karbon, wizen, Carboniferous, Visean; C1 karbon, silez, Carboniferous, Silesian; C2 karbon, dinant, Carboniferous, Dinantian; D3+D2 dewon górny i œrodkowy, Upper and Middle Devonian; D3 dewon górny, Upper Devonian; D2 dewon œrodkowy, Middle Devonian; D1 dewon dolny, Lower Devonian; Cm kambr, Cambrian; Pr prekambr, Precambrian;, g³êbokoœæ stropu, dept of te top;, g³êbokoœæ sp¹gu, dept of te bottom, mi¹ szoœæ, tickness

9 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Tabela (Table) 4 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Cabówka 1 Density and porosity in Cabówka 1 well Pg K wom_ek wpp wprop 4524 spód otworu bottom K2 Stratygrafia Stratigrapy paleogen Paleogene kreda górna Upper Cretaceous formacja menilitowa +formacja kroœnieñska Menilite +Krosno Formation formacja ieroglifowa Hieroglypic Formation formacja ropianiecka Ropianka Formation kreda górna Upper Cretaceous i ³upki and i ³upki and i ³upki and i ³upki and i ³upki and i ³upki and [g/cm 3 ] [g/cm 3 ] Fig. 1. Zestawienie wyników oznaczenia gêstoœci na próbkac,, z wartoœciami obliczonymi w programie Estymacja,, w otworze Cabówka 1 Fig. 1. Dispersion plot of density results from lab measurements,, and Estymacja calculation,, in Cabówka 1 well

10 48 J. Jarzyna W tabeli 5 znajduje siê zestawienie wyników badañ laboratoryjnyc i gêstoœci objêtoœciowej obliczonej w aplikacji Estymacja w otworze Zawoja 1. W bazie PITAKA dla otworu Zawoja 1 znajduje siê 60 danyc dla porowatoœci i gêstoœci, najwiêcej próbek znajduje siê w interwale wystêpowania karpatu (30). Œrednia geometryczna wartoœæ porowatoœci oraz œrednia arytmetyczna wartoœæ gêstoœci obliczone w tym odcinku s¹ reprezentatywne. W pozosta- ³yc interwa³ac odpowiadaj¹cyc jednostkom stratygraficznym liczebnoœæ próbek jest ma³a. Formacja lgocka w interwale m jest reprezentowana przez jedn¹ próbkê, ale gêstoœæ tej próbki jest taka sama, jak œrednia gêstoœæ próbek w interwale m, tak e odpowiadaj¹cym formacji lgockiej. Tabela (Table) 5 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Zawoja 1 Density and porosity in Zawoja 1 well Stratygrafia Stratigrapy miocen Miocene jednostka magurska Magura Unit formacja lgocka Lgota Formation ³upki pstre Variegated formacja istebniañska Istebna Formation formacja lgocka Lgota Formation karpat (elwet) Carpatian (Helvetian) formacja lgocka Lgota Formation formacja menilitowo-kroœnieñska Menilite-Krosno Formation kreda dolna eocen Lower Cretaceous Eocene karpat (elwet) Carpatian (Helvetian) Trias Triassic karbon górny (Silez) Upper Carboniferous (Silesian) (nieokreœlone) undefined ³upki pstre variegated i³o saly clays, i³owce, claystones, i³owce, claystones,, ³upki, ³upki, ³upki i³owce,, ; claystones,,, ³upki, i³owce, claystones, [g/cm 3 ] 2.52 [g/cm 3 ] ,54

11 Tabela (Table) 6 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworac Wiœniowa IG1, Wiœniowa 3, Wiœniowa 4 i Wiœniowa 6; Density and porosity in Wiœniowa IG1, Wiœniowa 3, Wiœniowa 4 and Wiœniowa 6 wells Wiœniowa IG1 Wiœniowa 3 Wiœniowa 4 Wiœniowa 6 ³upki pstre variegated wk2s K FKN ³upki zielone czerwone green and red scists wk2g E K E JPS , i³owce, i³owce, karpat M M claystone Carpatian M udstone claystones, zlepieñce M conglomerates M Kt limestones Kc, margle marls J J Pz1 dolomity, dolomites, dolomit. dolomitic limestones zlepieñce, brekcje conglomera tes, breccia J J Cm, dolomity limestones, dolomites,, i³owce claystones J J J limestones trias pstry piaskowiec Triassic, Bunter Sandstone 2.63, Cm, Pr 2.58 wk2s formacja istebniañska, Istebna Formation; wk2g formacja godulska, Godula Formation; K1 kreda dolna, Lower Cretaceous; JPS jednostka poœl¹ska, Sub-Silesian Unit; FKN flisz karpacki, Carpatian flysc; E1 eocen nierozdzielony, Eocene not divided; E1 eocen dolny, Lower Eocene; M miocen, Miocene; Kt kreda, turon, Cretaceous, Turonian; Kc kreda, cenoman, Cretaceous, Cenomanian; J3 jura górna, Upper Jurassic; J2 jura œrodkowa, Middle Jurassic; T trias pstry piaskowiec, Triassic, Bunter Sandstone; Cm kambr, Cambrian; Pr prekambr, Precambrian;, g³êbokoœæ stropu, dept of te top;, g³êbokoœæ sp¹gu, dept of te bottom; mi¹ szoœæ, tickness

12 Tabela (Table) 7 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworac Andryców 1, 2 i 3; Density and porosity in Andryców 1, 2 and 3 wells Andryców 2 Andryców 1 Andryców wdk wdk JPS Mwy JPS K M C Dfa Dfr Dgt De D Cm Mwy, ³upki limestones, JPS Mwy,, ³upki, JPS,, Mwy ³upki,, ³upki, i³owce,, claystones,, JPS Mwy JPS limestones ,, zlepieñce udstones M conglomerates, ³upki limestones, Cn, dolomity limestones, dolomites Dfa limestones Dfr limestones Dgt limestones De D1 kwarcyty quartzites Cm, 2.35,, ³upki, , M zlepieñce conglomerates , , Cwi limestones limestones limestones dolomity dolomites Pr 2.62 wdk123 formacja wierzowska, Verovice Formation; wdk4 formacja lgocka, Lgota Formation; JPS jednostka poœl¹ska, Sub-Silesian Unit; Mwy miocen wyruszony, dislocated Miocene; K1 kreda dolna, Lower Cretaceous; M miocen, Miocene; C1 karbon, Carboniferous; Cn karbon, namur, Carboniferous, Namurian; Cwi karbon, wizen, Carboniferous, Visean; Dfa dewon, famen, Devonian, Famennian; Dfr dewon, fran, Devonian, Frasnian; Dgt dewon, ywet, Devonian, Givetian; De dewon, eifel, Devonian, Eifelian; D1 dewon dolny, Lower Devonian; Cm kambr, Cambrian; Pr prekambr, Precambrian;, g³êbokoœæ stropu, dept of te top;, g³êbokoœæ sp¹gu, dept of te bottom; mi¹ szoœæ, tickness

13 Tabela (Table) 9 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworac Lacowice 3a i 7; Density and porosity in Lacowice 3a and Lacowice 7 wells Lacowice 1 Lacowice 3 Lacowice 3a Lacowice 7 litolog. litolog. litolog. RHOB E Ol Ol M D2+D D Cm, u³owce,,,, dolomity limestones, dolomites, i³owce womo weps_c wk2i wdk wok M diaskopia, ³upki, ³upki, ³upki, ³upki, womo weps_c wk2i wdk wok M D2+D D Cm, ³upki, ³upki,, dolomity limestones, dolomites, ³upki FKN FKN 2.47 E eocen, Eocene; Ol oligocen, Oligocene; womo formacja magurska oligoceñska, Magura Oligocene Formation; weps_c formacja pstrego eocenu, mottled Eocene Formation; wk2i formacja inoceramowa, Inoceramian Formation; wdk123 formacja lgocka, Lgota Formation; wok formacja kroœnieñska, Krosno formation; FKN flisz karpacki, Carpatian flysc; M miocen, Miocene; M elwet-karpat, Helvetian-Carpatian; D3, D2 i D1 dewon górny, œrodkowy i dolny; Upper, Middle and Lower Devonian; D1(1), D3+D2(2),..., D3+D2(5) podzia³ stratygraficzny wg J. Zacarskiego (2006), stratigrapy acc. Zacarski J. (2006); Cm kambr, Cambrian;, g³êbokoœæ stropu, dept of te top;, g³êbokoœæ sp¹gu, dept of te bottom; mi¹ szoœæ, tickness M D3+D2(6) limestones D3+D2(5) limestones dolomity, i³owce D3+D2(4) dolomites, claystones i³owce, dolomity D3+D2(3) claystones, dolomites dolomity, i³owce D3+D2(2) claystones, dolomites D1(1) Cm

14 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Fig. 2. Zale noœæ gêstoœci od porowatoœci w otworze Zawoja 1 Fig. 2. Density vs. porosity dependence in Zawoja 1 well Na figurze 2 przedstawiono zale noœæ gêstoœci, i porowatoœci,, uzyskanyc z badañ laboratoryjnyc. Rozrzut punktów jest wynikiem zró nicowania litologicznego ska³ w interwale m oraz b³êdów metod wyznaczenia gêstoœci i porowatoœci. Porowatoœæ ska³, g³ównie reprezentowanyc przez ³upki i zmienia siê w przedziale od 0.62 do 8.33%, gêstoœæ natomiast od 2.48 do 2.75 g/cm 3. Œrednie wartoœci s¹ zbli one do wartoœci w wiêkszoœci przypadków. W tabeli 6 znajduj¹ siê wyniki wyznaczenia gêstoœci w grupie otworów Wiœniowa. W otworac Wiœniowa IG1 i Wiœniowa 3 dysponowano jedynie wynikami oznaczeñ laboratoryjnyc z bazy danyc PITAKA, i. W otworze Wiœniowa 4 obliczono jedynie wartoœæ gêstoœci objêtoœciowej w aplikacji Estymacja,. Dla ska³ z profilu otworu Wiœniowa 6 dostêpne by³y wyniki z bazy PITAKA oraz wyniki obliczeñ gêstoœci objêtoœciowej programem Estymacja. W tabeli 6 wystêpuje wiele nieoznaczonyc wartoœci, dlatego, e dysponowano niejednorodnymi danymi oraz dlatego, e w czterec otworac nie wyznaczono wszystkic tyc samyc poziomów stratygraficznyc. Analiza poszczególnyc wyników wskazuje na zgodnoœæ danyc. Na figurze 3 zestawiono wyniki oznaczeñ laboratoryjnyc gêstoœci i porowatoœci w otworac grupy Wiœniowa. Najbardziej reprezentatywne i najlepiej skorelowane (R 2 =0.78) s¹ dane dla piaskowcowo-i³owcowo-mu³owcowyc utworów miocenu w otworze Wiœniowa IG1. Dobrze wkomponowuj¹ siê tak e i kambru z otworu Wiœniowa 6. Wyniki dla wêglanowyc utworów jury s¹ najbardziej rozproszone. W tabeli 7 zgromadzono wyniki wyznaczenia gêstoœci i porowatoœci w grupie otworów Andryców. Na figurze 4 przedstawiono zale noœæ gêstoœci,, i porowatoœci,, obliczonyc jako œrednie dla formacji litostratygraficznyc w otworze Andryców 3. Obie grupy wyników badañ laboratoryjnyc dobrze koreluj¹ ze sob¹. Widaæ jedn¹ wartoœæ odstaj¹c¹ (11.51% i 2.4 g/cm 3 ), odpowiadaj¹c¹ piaskowcom jednostki podœl¹skiej, JPS. Dla JPS dysponowano kompletem 2 wyników. Wartoœci porowatoœci i przepuszczalnoœci wynosi³y odpowiednio: 10.74% i 0.3 md oraz 12.28% i 15.2 md przy tej samej gêstoœci 2.4 g/cm 3. Na figurze 5 zilustrowano zale noœæ œrednic gêstoœci i gêstoœci objêtoœciowyc obliczonyc w programie Estymacja dla formacji litostratygraficznyc. Widaæ du ¹ zgodnoœæ wyników.

15 50 J. Jarzyna Fig. 3. Wykres rozrzutu gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc w otworac grupy Wiœniowa Fig. 3. Dispersion plot of density and porosity from lab measurements in te Wiœniowa wells Fig. 4. Œrednie gêstoœci i porowatoœci dla formacji litostratygraficznyc wyznaczone na próbkac w otworze Andryców 3 Fig. 4. Means of density and porosity for litostratigrapic formations from lab measurements for Andryców 3 well Fig. 5. Œrednie gêstoœci dla formacji litostratygraficznyc wyznaczone na próbkac oraz obliczone w programie Estymacja w otworze Andryców 3 Fig. 5. Means of density for litostratigrapic formations from lab measurements and from Estymacja program in Andryców 3 well Tabela (Table) 8 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Jacówka 2k (g³êbokoœæ wg wiercenia) Density and porosity in Jacówka 2k well (drilling dept) Stratygrafia Stratigrapy OBJ MIN FI wec weps formacja ciê kowicka Ciê kowice Formation ³upki pstre Variegated ³upki pstre variegated

16 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Tabela (Table) 8 cd. Stratygrafia Stratigrapy OBJ MIN FI wk2i JSL M Mol C Cwi Dfa Dfr D D Cm formacja inoceramowa Inoceramian Formation jednostka œl¹ska Silesian Unit Miocen Miocene karpat z olistolitami fliszowymi Carpatian wit flysc olistolites karbon górny (Silez) Upper Carboniferous (Silesian) karbon, wizen Carboniferous, Visean dewon, famen Devonian, Famennian dewon, fran Devonian, Frasnian dewon œrodkowy Middle Devonian dewon dolny Lower Devonian kambr Cambrian, zlepieñce conglomerates zlepieñce, conglomerates, , i³owce, wêgiel claystones, coal , margle limestones, marls limestones, dolomity limestones, dolomites, dolomity limestones, dolomites, zlepieñce conglomerates zlepieñce conglomerates

17 52 J. Jarzyna W tabeli 8 znajduj¹ siê wyniki oznaczenia gêstoœci i porowatoœci w otworze Jacówka 2k. Obejmuj¹ one dane bazy PITAKA, wyniki obliczenia gêstoœci objêtoœciowej w aplikacji Estymacja oraz wyniki badañ porozymetrem rtêciowym. Wprawdzie w bazie danyc PITA- KA znajduj¹ siê tak e wyniki dla otworu Jacówka 1, ale nie zosta³y one w³¹czone do niniejszego pracowania ze wzglêdu na du y rozrzut wyników. W tabeli 8 przedstawiono szczegó³owe wydzielenie warstw wystêpuj¹cyc w interwale m. Dla nic podano œrednie wartoœci gêstoœci i porowatoœci. Niewielkie ró nice zacieraj¹ siê, gdy podamy gêstoœci œrednie wed³ug podzia³u stratygraficznego okreœlaj¹cego jedynie utwory p³aszczowiny magurskiej w interwale m oraz utwory p³aszczowiny œl¹skiej i podœl¹skiej w interwale m. W tabeli 9 przedstawiono wyniki dla otworów Lacowice 1, 3, 3a i 7. Wyniki z bazy danyc PITAKA obejmuj¹ wszystkie otwory, dodatkowo w otworac L3a i 7 obliczono gêstoœæ objêtoœciow¹ programem Estymacja. W otworze L7 by³ tak e wykonany pomiar gêstoœci porozymetrem rtêciowym. Interwa³y, w któryc wystêpuj¹ dane w poszczególnyc otworac s¹ roz³¹czne, zatem, mo na porównaæ ze sob¹ tylko niektóre wyniki. Na figurze 6 przedstawiono wykres zale noœci gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc w otworac Lacowice. Najwiêcej danyc mieœci siê w przedziale gêstoœci od 2.5 do 2.9 g/cm 3 i porowatoœci od bliskic zera do ok. 5. Cztery wyniki wycodz¹ poza ten przedzia³. Wysok¹ porowatoœci¹ carakteryzuj¹ siê dwie próbki kambryjskie z otworu Lacowice 7 oraz formacja kroœnieñska i utwory pstrego eocenu w otworze L3. Wysoka porowatoœæ i stosunkowo niska gêstoœæ piaskowcowo-i³owcowyc utworów kambru w Lacowicac 7 nie koreluje z nisk¹ porowatoœci¹ i stosunkowo wysok¹ gêstoœci¹ podobnyc litologicznie utworów kambru w Lacowicac 1 (baza danyc PITAKA) i wysok¹ gêstoœci¹ obliczon¹ programem Estymacja w otworze Lacowice 3a. Fig. 6. Wykres rozrzutu dla gêstoœci,, i porowatoœci,, w otworac Lacowice 1, 3, 3a i 7 Fig. 6. Dispersion plot of density,, and porosity,, in Lacowice 1, 3, 3a and 7 wells

18 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc W tabeli 10 wpisano œrednie wartoœci gêstoœci i porowatoœci wyznaczone na próbkac ska³ w otworac Dobczyce 5 i 6 w interwale wystêpowania fliszowyc formacji istebniañskiej i godulskiej, piaskowców i ³upków kredy górnej oraz mu³owców i piaskowców miocenu. W otworze Dobczyce 6 wystêpuj¹ te dane dla wapieni jury górnej. W tym otworze obliczono tak e gêstoœæ objêtoœciow¹ wykorzystuj¹c program Estymacja. Tabela (Table) 10 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworac Dobczyce 5 i 6 Density and porosity in Dobczyce 5 and Dobczyce 6 wells Wyniki badañ laboratoryjnyc dobrze koreluj¹ ze sob¹. Na figurze 7 przedstawiono wykres rozrzutu dla gêstoœci i porowatoœci oznaczonyc w badaniac laboratoryjnyc w obu otworac. W tabeli 11 znajduj¹ siê równania regresji i wspó³czynniki determinacji dla danyc z obu otworów osobno oraz dla wspólnej grupy D5 + D6. Podobne wspó³czynniki R2 oraz podobne wspó³czynniki w równaniac regresji potwierdzaj¹ spójnoœæ danyc. Analiza wyników w tabeli 11 wskazuje, e wyniki odnosz¹ siê do ska³ tyc samyc formacji straty- wk2s wk2g K M Dobczyce 5 Dobczyce 6 litolog.,, ³upki,, ³upki,, wk2s wk2g Mb J3 litolog.,,, limestones wk2s formacja istebniañska, Istebna Formation; wk2g formacja godulska, Godula Formation; K1 kreda dolna, Lower Cretaceous; M miocen, Miocene; Mb3 baden górny, Upper Badennian; J3 jura górna (Malm), Upper Jurassic (Malm)

19 54 J. Jarzyna graficznyc o podobnym wykszta³ceniu m, wystêpuj¹cyc na zbli onyc g³êbokoœciac. Najwy sze porowatoœci i stosunkowo niskie gêstoœci zarejestrowano dla formacji istebniañskiej w otworze Dobczyce 5. W otworze Dobczyce 6 gêstoœæ w piaskowcac tej formacji jest jeszcze ni sza (zarówno dla danyc z bazy PITAKA jak i dla wyników obliczeñ w programie Estymacja), ale porowatoœæ ju nie jest tak wysoka, jak w otworze D5. Znaczn¹ porowatoœæ w porównaniu do wapieni jury przedstawiaj¹ tak e piaskowcowo-mu³owcowe utwory miocenu w otworze D6. Fig. 7. Wykres rozrzutu dla gêstoœci i porowatoœci wyznaczonyc w badaniac laboratoryjnyc w otworac Dobczyce 5 i 6 Fig. 7. Dispersion plot of density and porosity from lab measurements in Dobczyce 5 and 6 wells Tabela (Table) 11 Równania regresji dla zale noœci = f() w otworac Dobczyce 5 i 6 Regression equations = f() in Dobczyce 5 and Dobczyce 6 wells Otwór Well Równanie Equation Wspó³czynnik determinacji Determination coefficient Dobczyce 5 y = x Dobczyce 6 y = x Dobczyce 5 i 6 y = x W tabeli 12 znajduj¹ siê wyniki badañ laboratoryjnyc z bazy PITAKA w kilku poziomac litostratygraficznyc w otworze Trzebunia 2. Najwy sze porowatoœci wystêpuj¹ w utworac triasu (1 próbka) oraz doggeru (9 próbek). Stosunkowo wysok¹ porowatoœæ pokazuj¹ utwory miocenu sfa³dowanego (27 próbek), wykszta³cone w postaci piaskowców, mu³owców i ³upków oraz ³upki piaszczyste karbonu (1 próbka). Na figurac 8a i b przedstawiono wykresy rozrzutu dla gêstoœci i porowatoœci w otworze Trzebunia 2 dla wszystkic danyc (Fig. 8a) oraz dla wydzielonyc kompleksów litostratygraficznyc (Fig. 8b). Dane s¹ skorelowane ze sob¹ w obu przypadkac. Obliczenie œrednic geometrycznyc dla porowatoœci zminimalizowa³o wp³yw wartoœci odstaj¹cyc, wystêpuj¹cyc w stosunkowo du ej iloœci w utworac miocenu autoctonicznego.

20 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Tabela (Table) 12 Gêstoœæ i porowatoœæ w otworze Trzebunia 2 Density and porosity in Trzebunia 2 well Stratygrafia Stratigrapy Msf miocen sfa³dowany Folded Miocene,, ³upki, Mb1 miocen autoct. Autoct. Miocene anydryty anydrites J3 jura malm Jurassic Malm, i³owce limestones, claystones J2 jura dogger Jurassic Dogger, limestones, T trias Triassic i³owce,, claystones,, C karbon Carboniferous ³upki piaszczyste sandy D2 dewon Devonian dolomity Dolomites Fig. 8a. Wykres rozrzutu dla gêstoœci i porowatoœci w otworze Trzebunia 2 dla wszystkic danyc Fig. 8a. Dispersion plot for density and porosity in Trzebunia 2 well for te full data set Fig. 8b. Wykres rozrzutu dla œrednic gêstoœci i porowatoœci w otworze Trzebunia 2 dla wydzielonyc formacji litostratygraficznyc Fig. 8b. Dispersion plot for means of density and porosity in Trzebunia 2 well for litostratigrapic formations

21 56 J. Jarzyna PODSUMOWANIE Analizê gêstoœci i porowatoœci wykonano w celu przedstawienia zmiennoœci tyc parametrów w formacjac przewierconyc otworami na obszarze Karpat Zacodnic. Dysponowano wynikami ró norodnyc badañ w otworac, czyli jedynie danymi punktowymi. Skomplikowana budowa geologiczna Karpat Zacodnic nie pozwoli³a na interpolacjê wyników, a prowadzenie korelacji warstw wydzielonyc w pojedynczyc otworac by³o bardzo trudne. Przeanalizowano i zebrano w tabelac œrednie wartoœci gêstoœci z ró nyc Ÿróde³ oraz porowatoœæ wyznaczon¹ z badañ laboratoryjnyc. Najwy sze wartoœci gêstoœci () zwykle pocodzi³y z badañ laboratoryjnyc z bazy PITAKA. Te dane by³y dobrze skorelowane z porowatoœci¹ () oraz pozostawa³y w zgodzie z wynikami innyc metod. Gêstoœci z pomiaru, RHOB, i bêd¹ce wynikiem obliczeñ w programie Estymacja,, uzupe³nia³y braki w wynikac badañ laboratoryjnyc. Wiarogodnoœæ wyników, oceniana na podstawie liczby danyc wykorzystanyc do obliczenia œrednic wartoœci dla formacji litostratygraficznej jest bardzo zró nicowana. W wiêkszoœci przypadków liczba próbek by³a ma³a. Czêsto w grupac otworów wystêpowa³y dane w ró nyc formacjac litostratygraficznyc. Zosta³y one zamieszczone we wspólnyc tabelac dla wzajemnego uzupe³niania informacji. Œrednie gêstoœci wyznaczone dla formacji litostratygraficznyc zosta³y wykorzystane do modelowania grawimetrycznego (Grabowska et al. 2007) oraz do obliczenia impedancji akustycznej i wspó³czynników odbicia w interpretacji sejsmicznej (Pietsc et al. 2007). Gêstoœæ, razem z opornoœci¹, prêdkoœci¹ fal sprê ystyc oraz porowatoœci¹ i innymi parametrami wyznaczanymi na podstawie pomiarów geofizyki otworowej zosta³a wykorzystana do utworzenia uogólnionyc modeli parametrycznyc w wybranyc otworac (Jarzyna & Ba³a 2007). Zamieszczone wykresy rozrzutu i linie korelacyjne w niektóryc przypadkac maj¹ na celu pokazanie, e mo na wymiennie wykorzystaæ dane z ró nyc Ÿróde³. Z przedstawionej analizy widaæ, e utwory fliszowe oraz karboñskie maj¹ wy sze porowatoœci, przy zmieniaj¹cyc siê gêstoœciac objêtoœciowyc. Wêglanowe utwory dewonu maj¹ generalnie wy sze gêstoœci. Porowatoœci tyc utworów zwykle s¹ niskie. Utwory jury i kredy dolnej tak e carakteryzuj¹ siê stosunkowo du ymi wartoœciami porowatoœci. Dobre skorelowanie gêstoœci i porowatoœci mo e byæ podstaw¹ wnioskowania o jednym parametrze na podstawie drugiego. Praca zosta³a wykonana w czasie realizacji projektu badawczego nr 4 T12 B Ministerstwa Nauki i Informatyzacji pt. Nowe aspekty interpretacji wyników pomiarów geofizycznyc dla weryfikacji mo liwoœci poszukiwania wêglowodorów w Karpatac Zacodnic. LITERATURA Ba³a M. & Cicy A., Metody obliczania prêdkoœci fal P i S na podstawie modeli teoretycznyc i danyc geofizyki otworowej program ESTYMACJA. Arbor, Kraków, Ba³a M. & Witek K., 2007 Model prêdkoœciowy fal P i S oraz gêstoœci objêtoœciowyc dla wybranyc otworów w rejonie Karpat Zacodnic. Kwartalnik AGH Geologia, 33, 4/1,

22 Analiza gêstoœci i porowatoœci z badañ laboratoryjnyc oraz wyników pomiarów otworowyc Jarzyna J., Puskarczyk E., Wójcik A. & Semyrka R., Pomiary MRJ oraz badania porozymetryczne na wybranyc próbkac ska³ z Karpat Zacodnic. Kwartalnik AGH Geologia, 33, 4/1, Jarzyna J. & Ba³a M., Uogólnione modele parametrów fizycznyc ska³ w wybranyc otworac Karpat Zacodnic. Kwartalnik AGH Geologia, 34, w druku, Grabowska T., Bojdys G., Lemberger M. & Medoñ Z., Geofizyczno-geologiczna interpreacja anomalii grawimetrycznyc i magnetycznyc w polskic Karpatac Zacodnic. Kwartalnik AGH Geologia, 33, 4/1, Pietsc K., Golonka J. & Marzec P., Stosunek pod³o a do fliszu Karpat zewnêtrznyc pomiêdzy Babi¹ Gór¹ a Wadowicami w œwietle refleksyjnyc badañ sejsmicznyc. Kwartalnik AGH Geologia, 33, 4/1, Zacarski J., Nowak J. & Skuciñska M., Prace interpretacyjne w wybranyc otworac w rejonie Karpat Zacodnic. Zlec. WGGiOŒ/zgf/158/2006, Arciwum Zak³adu Geofizyki WGGiOŒ AGH. ytko K., Zaj¹c R., Gucik S., Ry³ko W., Oszczypko N,. Garlicka I., Nemèok J, Eliáš M., Menèik E. & Stránik Z., Map of te tectonic elements of te Western Outer Carpatians and teir foreland. In: Geological Atlas of te Western Outer Carpatians and teir Foreland (eds. Poprawa D. & Nemèok J.). Pañstwowy Instytut Geologiczny, Warszawa / GUDS Bratislava / Uug Praa. Summary Density and porosity analysis was made to sow variability of tose parameters in geological profiles in several boreoles in te Polis West Carpatians. Laboratory measurement results of porosity, and density,, from te PITAKA POGC data base, Estymacja interpretation results,, and bulk density log values, RHOB, were used. Results of mercury porosimetry measurements from 31 samples of te Carboniferous and Devonian rocks from Lacowice 7 well, Roczyny 3 well and Jacówka 2k well were also included. All data in te analysis came from wells, so, tey represented information focused on vertical dept axis in different sites and, due to great tectonic cangeability of rock formation in te study area, it can not be extrapolated. Geometric means for porosity and aritmetic means for density were calculated. Porosity,, and density,, from te PITAKA data base were well correlated. Density,, was te igest among compared values of RHOB, and porosimetry results. Credibility of mean values of discussed parameters was based on a number of data included. In several cases of litostratigrapic formations only single values were available. Means of density were used for gravity modeling and for reflection coefficient calculations for seismic interpretation. Density and porosity and resistivity togeter wit oter parameters obtained from logs were applied to prepare generalized models of rock parameters in several sites for magnetotelluric interpretation. Correlation functions wit ig correlation coefficients and dispersion plots presented in a few cases illustrate possibility of mutual excange of parameters. Correlation of and in Cabówka 1 well is presented in figure 1. Great dispersion is observed but scales at bot axis sowed tat variability of parameters is not very big. Laboratory results of porosity vs. density in Zawoja 1 well are sown in figure 2.

23 58 J. Jarzyna Dispersion plot of density,, and porosity,, in te group of Wiœniowa wells for various litostratigrapic formations is included in figure 3. Means of density and porosity for litostratigrapic formations determined from lab measurements from Andryców 3 well are in figure 4. Very good correlation is observed for means of density determined from lab measurements on plugs and from Estymacja program for litostratigrapic formations in Andryców 3 well (Fig. 5). Density,, and porosity,, in Lacowice wells (1, 3, 3a and 7) are presented in figure 6. Dispersion plot of density and porosity from lab measurements in Dobczyce 5 and 6 wells is sown in figure 7. Tree correlation equations: separately for boreoles D5 and D6 and for te wole data set, respectively, are included (Tab. 11). Dispersion plot for density and porosity in Trzebunia 2 well for te full data set and for te means determined for te litostratigrapic formations are presented in figure 8. Density and porosity data from boreoles: Roczyny 3, Wieprz 1, Wysoka 1, 2, 3, Cabówka 1, Zawoja 1, group of Wiœniowa wells, Andryców 3, Jacówka 2k, Lacowice 1, 3, 3a and 7, Dobczyce 5 and 6 are presented in tables 1 10, and data from Trzebunia 2 well in table 12, respectively.