Złoże ropy naftowej Wańkowa w interpretacji danych elektromagnetycznych



Podobne dokumenty
Pomiary geofizyczne w otworach

STA T T A YSTYKA Korelacja

PRZETWORNIK NAPIĘCIE - CZĘSTOTLIWOŚĆ W UKŁADZIE ILORAZOWYM

Ćwiczenie nr 2 Zbiory rozmyte logika rozmyta Rozmywanie, wnioskowanie, baza reguł, wyostrzanie

Efektywność nauczania w Gimnazjum w Lutyni

Zakład Ubezpieczeń Społecznych Departament Statystyki i Prognoz Aktuarialnych

RAPORT z diagnozy Matematyka na starcie

Lekcja 15. Temat: Prąd elektryczny w róŝnych środowiskach.

Wyniki badań dla trasy kolejowej Warszawa - Poznań.

Kalkulacyjny układ kosztów

Trenuj przed sprawdzianem! Matematyka Test 4

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

PROCEDURA EWALUACJI WEWNĘTRZNEJ W SZKOLE PODSTAWOWEJ IM. JANA PAWŁA II W GRZĘDZICACH

JTW SP. Z OO. Zapytanie ofertowe. Zakup i dostosowanie licencji systemu B2B część 1

Edycja geometrii w Solid Edge ST

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

WZORU UŻYTKOWEGO <9)PL m 63278

DTR.ZL APLISENS PRODUKCJA PRZETWORNIKÓW CIŚNIENIA I APARATURY POMIAROWEJ INSTRUKCJA OBSŁUGI (DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA)

Test F- Snedecora. będzie zmienną losową chi-kwadrat o k 1 stopniach swobody a χ

WYROK W IMIENIU RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ

Usprawnij kontrolę nad produkcją i obiegiem dokumentów

PRZEPISY KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Pomiar prędkości dźwięku w metalach

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik ochrony fizycznej osób i mienia 515[01]

Statystyki opisowe. Marcin Zajenkowski. Marcin Zajenkowski () Statystyki opisowe 1 / 57

Matematyka:Matematyka I - ćwiczenia/granice funkcji

I. LOGICZNE STRUKTURY DRZEWIASTE

Moduł Pulpit opcji oraz Narzędzia. Opis v 1.0

Efektywna strategia sprzedaży

Standardowe tolerancje wymiarowe

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

OPINIA GEOTECHNICZNA

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Środki manipulowania. prof. PŁ dr hab. inż. Andrzej Szymonik Łódź 2015/2016

KOMUNIKAT nr 1 (2008/2009) Rektora Akademii Ekonomicznej w Poznaniu z dnia 1 września 2008 r.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO na terenie działki nr 20/9 obręb 19 w Siedlcach, ul. Kazimierzowska

Podstawowe oddziaływania w Naturze

Segment B.XII Opór elektryczny Przygotował: Michał Zawada

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

Implant ślimakowy wszczepiany jest w ślimak ucha wewnętrznego (przeczytaj artykuł Budowa ucha

Wały napędowe półosie napędowe przeguby wałów i półosi

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

Kurier POCZTEX XL by CTI. Instrukcja

2.Prawo zachowania masy

Plan połączenia poprzez przejęcie. SYNOPTIS PHARMA Sp. z o.o. oraz BS - SUPLE Sp. z o.o.

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

TEST WIADOMOŚCI: Równania i układy równań

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Litwin Stanisław, Przybysławice, PL G09F 15/00 (2006.

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

KONKURSY MATEMATYCZNE. Treść zadań

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

Poniżej przedstawiono przykłady zestawień wyników pomiarów i analiz z wartościami granicznymi i dopuszczalnymi: Przykład 1

WYJASNIENIA I MODYFIKACJA SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

WZORU PRZEMYSŁOWEGO PL UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, (PL) WUP 02/2016

Plan połączenia poprzez przejęcie. NEUCA spółka akcyjna oraz INFONIA Sp. z o.o.

MODEL KLASYCZNY A MODEL KEYNESOWSKI

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO I MATEMATYCZNEGO

ZASADY WYPEŁNIANIA ANKIETY 2. ZATRUDNIENIE NA CZĘŚĆ ETATU LUB PRZEZ CZĘŚĆ OKRESU OCENY

Zakres pomiaru (Ω) Rozdzielczość (Ω) Dokładność pomiaru

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 4 PRZETWORNIKI AC/CA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Automatyka. Etymologicznie automatyka pochodzi od grec.

oraz nowego średniego samochodu ratowniczo-gaśniczego ze sprzętem ratowniczogaśniczym

PL B1. RAK ROMAN ROZTOCZE ZAKŁAD USŁUGOWO-PRODUKCYJNY, Tomaszów Lubelski, PL BUP 02/ WUP 10/13

TYTUŁ IPS P przyrząd do badania imisji wg nowej metody pomiaru

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

Fig _31 Przyk ad dyskretnego modelu litologicznego

OGÓLNE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z KRUSZYWA ŁAMANEGO STABILIZOWANEGO MECHANICZNIE

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

Pomiary napięć i prądów w obwodach prądu stałego

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

Uwarunkowania międzysystemowej kompatybilności elektromagnetycznej standardu IEEE a

WYMAGANIA EDUKACYJNE SPOSOBY SPRAWDZANIA POSTĘPÓW UCZNIÓW WARUNKI I TRYB UZYSKANIA WYŻSZEJ NIŻ PRZEWIDYWANA OCENY ŚRÓDROCZNEJ I ROCZNEJ

Postanowienia ogólne. Usługodawcy oraz prawa do Witryn internetowych lub Aplikacji internetowych

ANALIZA ANKIETY EWALUACYJNEJ. Zajęć z zakresu poradnictwa i wsparcia indywidualnego oraz grupowego w zakresie podniesienia kompetencji życiowych

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

II.2) CZAS TRWANIA ZAMÓWIENIA LUB TERMIN WYKONANIA: Zakończenie:

Raport termowizyjny z badania jakości izolacji ISOBOOSTER ocieplającej poddasze

NUMER IDENTYFIKATORA:

Kontrola wytwarzania energii w systemach PV

tel/fax lub NIP Regon

ROZWIĄZANIA ZADAŃ Zestaw P3 Odpowiedzi do zadań zamkniętych

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

SERI A 93 S E RI A 93 O FLUSH GRID WITHOUT EDGE TAB

PL B1. Zakład Mechaniki i Elektroniki ZAMEL S.J. Józef Dzida, Wojciech Dzida, Katarzyna Łodzińska,Pszczyna,PL

ZAPYTANIE OFERTOWE W SPRAWIE ZAMÓWIENIA LINIA DO CIĘCIA POPRZECZNEGO. Krzęcin,

ROZDZIAŁ III FORMULARZ OFERTY

Ewidencjonowanie nieruchomości. W Sejmie oceniają działania starostów i prezydentów

Tester pilotów 315/433/868 MHz

Wskaźnik poziomu wody Kemo M167N, 10 diod LED, 3 V/DC

M Rys. 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1. Tabela 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1

PL B1. PRZEMYSŁOWY INSTYTUT MOTORYZACJI, Warszawa, PL BUP 11/09

Transformator Elektroniczny do LED 0W-40W Współpracuje z inteligentnymi ściemniaczami oświetlenia. Instrukcja. Model: TE40W-DIMM-LED-IP64

epuap Ogólna instrukcja organizacyjna kroków dla realizacji integracji

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

KSIĘGA ZNAKU TOTORU S.C.

Wyniki perinatalne u kobiet z trombofilią wrodzoną

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXXI, Nr 9 / 2015 Michał Stefaniuk, Adam Cygal AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica Marek Sada, Anna Kret, Grzegorz Lewiński Złoże ropy naftowej Wańkowa w interpretacji danych elektromagnetycznych W rejonie złoża Wańkowa wykonane zostały szczegółowe badania elektromagnetyczne wzdłuż jednej z linii sejsmicznych, przebiegającej w jego najbliższym sąsiedztwie. Przeprowadzone prace geofizyczne miały na celu weryfikację założeń metodycznych dotyczących wykrywania struktur złożowych znajdujących się w piaskowcach menilitowych. Pomiary zrealizowano za pomocą metod bazujących na polach elektromagnetycznych, generowanych w sposób naturalny i sztuczny. Konfrontacja wyników uzyskanych z niezależnych metod pozwoliła na sprecyzowanie i potwierdzenie dotychczasowych założeń. Ostatecznym rezultatem było wyznaczenie charakterystycznych wskaźników obecności struktur złożowych. Słowa kluczowe: Karpaty zewnętrzne, złoża węglowodorów, warstwy menilitowe, struktury fliszowe, metody elektromagnetyczne. The Wańkowa oilfield in electromagnetic data interpretation Detailed electromagnetic measurements in the Wańkowa deposit area along one of the seismic lines running nearby were performed. Geophysical measurements were performed to verify the methodological assumptions related to the detection of reservoir structures located in the menilite sandstones. The measurements were performed using methods based on the electromagnetic fields generated naturally and artificially. Comparison of the results obtained from independent methods, helped to clarify and confirm existing assumptions. The final result was to determine the characteristic indicators of the reservoir structures presence. Key words: Outer Carpathians, hydrocarbon deposits, menillite beds, flysch structures, EM methods. Wstęp Złoże ropy naftowej Wańkowa należy do największych w polskich Karpatach [5]. Zlokalizowane jest w zachodniej części strefy złożowej ciągnącej się od Łodyny przez Leszczowate aż do Brelikowa (rysunek 1A). Wchodzi w skład jednostki skolskiej, zbudowanej z warstw inoceramowych (kreda górna paleocen), łupków pstrych (eocen), warstw hieroglifowych (eocen górny), warstw menilitowych (oligocen dolny miocen) oraz warstw krośnieńskich (oligocen górny miocen). Model złoża Wańkowa przedstawiony jest na rysunku 1B [4, 5]. Na obszarze tego złoża, w pobliżu miejscowości Brelików, wykonane zostały szczegółowe badania elektromagnetyczne wzdłuż jednej z linii sejsmicznych, przebiegającej w najbliższym sąsiedztwie złoża. Przeprowadzone prace miały na celu weryfikację założeń metodycznych dotyczących rozpoznania struktur złożowych, zbudowanych głównie z piaskowców menilitowych. Do realizacji tego zadania wykorzystano metody bazujące zarówno na naturalnym polu elektromagnetycznym, jak i polach sztucznie wzbudzanych. Pomiary zrealizowane zostały przez Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych Sp. z o.o. przy zastosowaniu nowoczesnej, wielofunkcyjnej aparatury pomiarowej kanadyjskiej firmy Phoenix Geophysics Ltd. Do zobrazowania struktur złożowych Wańkowej opisanych w tym opracowaniu wykorzystano metodę AMT (ang. audio magnetotelluric method), 673

NAFTA-GAZ opartą na rejestracji naturalnego pola elektromagnetycznego Ziemi, metodę procesów przejściowych (TDEM, ang. time-domain electromagnetics method) oraz metodę polaryzacji wzbudzonej (IP, ang. induced polarization), zarówno w domenie czasu (TDIP, ang. time domain induced polarization), jak i w domenie częstotliwości (SIP, ang. spectral induced polarization), z zastosowaniem ekwatorialnego układu pomiarowego. Wyniki badań pozwoliły na uzyskanie zgeneralizowanego obrazu geoelektrycznego ośrodka geologicznego oraz powiązanie go z warunkami geologicznymi i tektonicznymi w rejonie złoża. Dzięki przeprowadzeniu badań na obszarze dobrze rozpoznanym pod względem geologicznym i sejsmicznym możliwa była weryfikacja otrzymanych wyników, a tym samym sprawdzenie poprawności przyjętej metodyki analizy danych elektromagnetycznych. Do weryfikacji wyników interpretacji danych elektromagnetycznych wykorzystano dane geologiczne i profilowania elektrometrii otworowej z otworu wiertniczego Paszowa-1. Zarys budowy geologicznej Najstarszy element profilu jednostki skolskiej na analizowanym obszarze stanowią warstwy inoceramowe. Wykształcone są one jako łupki, piaskowce cienkoławicowe oraz margle [4]. Piaskowce warstw inoceramowych najczęściej są szare lub popielatoszare, skorupowe, mikowe i wapniste, w opisywanym rejonie badań zwykle cienkoławicowe. Popielate łupki, które przeławicają piaskowce, są ilasto-wapniste. Zgodnie z modelem Raźnego [5] powyżej warstw inoceramowych zalegają pstre łupki, zbudowane w znacznej części z czerwonych i zielonych łupków ilastych, w których można zauważyć skrzemionkowane wkładki oraz cienkoławicowe piaskowce glaukonitowe [4, 5]. Nad pstrymi łupkami w profilu jednostki skolskiej występują warstwy hieroglifowe, w tym rejonie zbudowane z jasnoszarych lub popielatych piaskowców, nad którymi zalega seria warstw menilitowych. Warstwy menilitowe charakteryzują się znaczną zmiennością litologiczną, a przez obecność piaskowca kliwskiego zmienną miąższością [4]. W obrębie warstw menilitowych wyróżnia się warstwy podrogowcowe, tworzące stratygraficznie ich dolną część, następnie występują warstwy rogowcowe, piaskowce kliwskie i łupki menilitowe. Piaskowce kliwskie, obecne na ogół powyżej środkowej warstwy rogowcowej, czasami pojawiają się w obrębie warstw podrogowcowych, zwiększając miąższość całego kompleksu. Często charakteryzują się względnie wysokimi porowatościami i stanowią skałę zbiornikową w pułapkach naftowych. Łupki menilitowe zazwyczaj są bogate w materię organiczną i w strefach, w których osiągnęły dojrzałość termiczną, uważa się je za główną skałę macierzystą dla generowania węglowodorów. Analiza profilowań geofizyki otworowej z otworu Paszowa-1 dostarczyła danych o własnościach geoelektrycznych ośrodka geologicznego. Na ich podstawie możliwe było założenie, że w rejonie złoża Wańkowa występuje korzystna Rys. 1. A Mapa lokalizacyjna obszaru badań (źródło podkładu: mapy archiwalne PBG Sp. z o.o.); B Model złoża Wańkowa według Raźnego 1973 [5]: 1 warstwy inoceramowe, 2 warstwy pstrych łupków (czerwonych), 3 warstwy hieroglifowe, 4 warstwy menilitowe, 5 warstwy krośnieńskie dolne, 6 horyzont roponośny 674 Nafta-Gaz, nr 9/2015

artykuły sytuacja do wykorzystania metod elektromagnetycznych do celów rozpoznawczych. Analizowane dane otworowe, pomierzone sondą potencjałową EL-14, wykazały istnienie wyraźnego kontrastu opornościowego pomiędzy warstwami menilitowymi a skałami otaczającymi. Średnie wartości oporności warstw inoceramowych wynoszą ~5,2 Ωm, pstrych łupków (czerwonych) ~6,3 Ωm, warstw hieroglifowych ~9,8 Ωm, warstw menilitowych (piaskowców kliwskich) ~97 Ωm, warstw krośnieńskich dolnych ~43 Ωm. Analiza oporności wykazała, że możliwe jest wyznaczenie strefy kontaktowej pomiędzy warstwami menilitowymi (piaskowcami kliwskimi) a kompleksami otaczającymi, charakteryzującymi się dużo niższymi opornościami. Jak zostało wykazane w dalszej części artykułu, znacząca różnica oporności pomiędzy piaskowcami menilitowymi a piaskowcami krośnieńskimi dolnymi (rysunek 2) stwarza korzystną sytuację dowykorzystania m.in. metody polaryzacji wzbudzonej. Rys. 2. Mapa geologiczna obszaru badań (według [3], zmienione) Charakterystyka metod badawczych i prace pomiarowe Poniżej opisano wyniki badań przeprowadzonych metodą audio-magnetotelluryczną, procesów przejściowych oraz polaryzacji wzbudzonej. Przedstawiony fragment dłuższego profilu magnetotellurycznego zaprojektowany został wzdłuż profilu sejsmicznego 7-5-10 (będącego własnością PGNiG S.A.). Profil elektromagnetyczny przecina obszar złoża Wańkowa w kierunku SW-NE w rejonie miejscowości Brelików (rysunek 1A). W celu realizacji postawionego zadania w pierwszej kolejności zastosowano metodę audio-magnetotelluryczną (AMT), która polega na rejestracji dwóch składowych elektrycznych i trzech magnetycznych naturalnego pola elektromagnetycznego. Pomiary wykonane zostały z krokiem pomiarowym równym 40 m, według schematu przedstawionego na rysunku 3A. Konfiguracja pola źródłowego pozwala na rejestrację płaskiej fali elektromagnetycznej, która pada prostopadle do powierzchni Ziemi, co jest fundamentalnym założeniem grupy metod magnetotellurycznych [8]. Takie założenie pozwala na względnie łatwe rozwiązanie zadania matematycznego opisującego rozkład pola indukowanego w złożonym przewodniku, którym w przypadku pomiarów AMT jest ośrodek geologiczny. Źródłem rejestrowanych pól są odległe wyładowania atmosferyczne, trwające permanentnie w strefie równikowej. Impulsowe sygnały elektromagnetyczne odbijają się wielokrotnie od przewodzących granic naturalnego falowodu, jaki tworzy strefa dielektryczna pomiędzy powierzchnią Ziemi i spągiem jonosfery. W rezultacie na dużej odległości od miejsca generowania (wzbudzania) tych sygnałów powstaje zinterferowane pole, równoległe do granic falowodu, a więc wspomniane powyżej główne założenie metody magnetotellurycznej zostaje spełnione. Intensywność i częstość wyładowań atmosferycznychw strefie okołorównikowej zapewniają ciągłość występowania wysokoczęstotliwościowego pola naturalnego. Z praktycznego punktu widzenia zakres częstotliwości tego pola zawiera się w przedziale od około 0,1 Hz do wielkości rzędu 10 khz (zakres działania aparatury pomiarowej dla pasma AMT). Do pomiarów zastosowano metodykę z wykorzystaniem punktu referencyjnego (ang. remote reference site), na którym rejestrowane są poziome składowe pola magnetycznego (rysunek 3A), Nafta-Gaz, nr 9/2015 675

NAFTA-GAZ używanew czasie przetwarzania danych do eliminacji wpływu zakłóceń elektromagnetycznych [8]. Następnie, w celu porównania z wynikiem uzyskanym metodą AMT, zastosowano metodę TDEM (procesów przejściowych). Jest ona rzadko wykorzystywana, głównie z powodu konieczności użycia specjalistycznego sprzętu pomiarowego oraz dedykowanego oprogramowania do interpretacji tego rodzaju danych. Kluczowym problemem jest również sama akwizycja danych pomiarowych, która w trudnymterenie karpackim przysparza szeregu poważnych problemów logistycznych. Jednak wykorzystanie tej metody pozwoliło na nowe spojrzenie na zastosowanie metod elektromagnetycznych w niełatwych karpackich warunkach strukturalnych. Źródłem sygnału elektromagnetycznego w metodzie TDEM jest nadajnik prądowy (ang. transmitter), połączony z pętlą nadawczą, zasilany przez generator prądowy [6]. Pętlę nadawczą tworzy jednożyłowy miedziany przewód, ułożony na powierzchni terenu w formie kwadratu, prostokąta lub koła. Prąd wzbudzany jest impulsowo, dzięki czemu wewnątrz badanego ośrodka generowane jest zmienne pole elektromagnetyczne (rysunek 3B). Indukowany prąd początkowo kumuluje się przy powierzchni ziemi, a następnie płynie w dół, powiększając tym samym zasięg pola EM. Polu elektrycznemu, ściśle związanemu z prądami wirowymi, zgodnie z równaniami Maxwella, towarzyszy zmienne pole magnetyczne, które jest niezbędne do zastosowania opisywanej metody. Na powierzchni mierzone jest ono za pomocą cewki odbiorczej. Zmiany pola magnetycznego pośrednio niosą informację na temat rozkładu przewodności w badanym ośrodku. Pomiar odbywa się w interwałach pomiędzy kolejnymi wzbudzanymi impulsami. Mierzone jest natężenie wtórnego pola magnetycznego, a konkretnie zmiany wartości pionowej składowej pola magnetycznego w czasie (krzywa opadania). W przypadku opisywanych pomiarów jako pętlę nadawczą zastosowano kwadrat o boku 400 m (rysunek 3B). Dla zapewnienia odpowiednich warunków pomiarowych pętla nadawcza przesuwana była wzdłuż profilu pomiarowego z krokiem s = 200 m, natomiast pomiary pionowej składowej pola magnetycznego realizowanoz krokiem pomiarowym x = 20 m, a więc krokiem dwukrotnie zagęszczonym w stosunku do pomiarów AMT, co pozwoliło na zwiększenie rozdzielczości poziomej metody. Dla uzupełnienia wyników obydwu powyższych metod wykonano pomiary polaryzacji wzbudzonej (IP) z wykorzystaniem układu ekwatorialnego, w którym dipol nadawczy i odbiorczy są względem siebie równoległe (rysunek 4). Metoda ta umożliwia pomiar zdolności ośrodka geologicznego do gromadzenia ładunków. Polaryzację wzbudzoną można określić przez obecność wygenerowanych wtórnych pól elektromagnetycznych pod wpływem impulsu prądu elektrycznego [9]. Bezpośrednią przyczyną tego zjawiska są procesy elektrochemiczne zachodzące w ośrodku dwufazowym, które powodują powstawanie pól elektromagnetycznych. Pod wpływem pola zewnętrznego procesy elektrochemiczne Rys. 3. Schemat układów pomiarowych AMT i TDEM stosowanych w rejonie złoża Wańkowa. A schemat układu pomiarowego AMT; B schemat układu pomiarowego i przyjęta metodyka akwizycji dla metody TDEM 676 Nafta-Gaz, nr 9/2015

artykuły uaktywniają się, wywołując zaburzenia stanu równowagi ośrodka, który stopniowo powraca do niej w momencie wyłączenia impulsu [7]. Podczas tego procesu warstwy, obiekty znajdujące się w mierzonym ośrodku, w zależności od budowy geologicznej, generują sygnały polaryzacji o różnej amplitudzie oraz różnym czasie ich zanikania. Pomiar i analiza tych składowych dają informację na temat budowy geologicznej ośrodka. Zjawisko polaryzacji wzbudzonej jest najbardziej intensywne, gdy w badanym ośrodku występują minerały o przewodnictwie elektronowym, dlatego metodę tę stosuje się głównie do poszukiwania złóż rud. W literaturze opisano przypadki wykorzystania zjawiska polaryzacji wzbudzonej do scharakteryzowania ośrodka geologicznego pod kątem występowania złóż węglowodorów [7]. Parametry, jakie opisują zjawiska polaryzacyjne, wchodzą w skład tzw. urojonej składowej przewodności ośrodka. Nasycenie przestrzeni porowej przez węglowodory powoduje wzrost wartości stałej zaniku pola indukowanego, a w związku z tym rejestrację anomalnych wartości parametrów polaryzacji wzbudzonej oraz tzw. przesunięcia fazowego pomiędzy polem pierwotnym i indukowanym [2]. Obecność pola pierwotnego prowadzi do gromadzenia nadmiaru dodatnich ładunków na granicy złoża oraz ładunków ujemnych w jego bezpośrednim sąsiedztwie. Nie zawsze anomalie, generowane w związku z obecnością strefy złożowej, są możliwe do zarejestrowania na powierzchni. Występowanie węglowodorów, a tym samym możliwość ich migracji ku powierzchni, powoduje zmiany geochemiczne w najbliższym otoczeniu złoża. Takie zjawisko prowadzi do tworzenia się tzw. komina dyfuzyjnego, którego obecność również będzie przyczyną specyficznych zmian mineralogicznych w strefie przypowierzchniowej, będących źródłem zauważalnych anomalii geofizycznych [7]. Typowy schemat pomiarowy wykorzystywany do pomiarów polaryzacji wzbudzonej w konfiguracji ekwatorialnej zaprezentowany został na rysunku 4. Rys. 4. Schemat układu pomiarowego dla metody polaryzacji wzbudzonej (IP) realizowany w rejonie złoża Wańkowa (brak skali) Interpretacja wyników badań Interpretacja danych przeprowadzona została przy wykorzystaniu oprogramowania WinGLinkfirmy Geosystem- SRL., udostępnionego przez Akademię Górniczo-Hutniczą w Krakowie, które pozwala na wykonanie pełnego przetwarzania danych AMT/MT i TDEM. Interpretowane były wyniki inwersji jednowymiarowych 1D według algorytmu Occama. Modelowanie jednowymiarowe zakłada brak zmienności lateralnej oporności, co oznacza założenie ośrodka płasko-równoległego. Inwersja jednowymiarowa według Occama zakłada automatyczne obliczanie rozkładu oporności w ośrodku na podstawie krzywych amplitudowych i fazowych [1]. Podstawą ww. metody jest dążenie do uzyskania rozwiązania w postaci, w miarę możliwości, wygładzonego modelu, dzięki czemu przekroje wynikowe nie posiadają wyraźnie widocznych kontrastów. Modelem startowym dla tego typu inwersji jest ośrodek płasko-równoległy z miąższościami rosnącymi z głębokością, w skali logarytmicznej. Wybór sposobu interpretacji, wykorzystującego wyłącznie inwersję jednowymiarową, podyktowany był koniecznością porównania wyników uzyskanych z dwóch niezależnych metod (AMT, TDEM). Zastosowane oprogramowanie pozwala na obliczenie dla krzywych TDEM modeli jednowymiarowych oraz późniejsze ich złożenie w postaci pseudosekcji 2D. Dla pomiarów AMT wykonano ten sam rodzaj inwersji (rysunek 5), a obliczenia przeprowadzono dla tzw. mody elektrycznej (polaryzacji elektrycznej TE), a więc takiej, dla której składowa elektryczna była zgodna z biegiem warstw, natomiast składowa magnetyczna prostopadła do ich upadu. Wyniki interpretacji dla jednej i drugiej metody wskazują, w postaci wysokooporowej anomalii, na obecność piaskowców kliwskich formacji menilitowej zalegającej niemal pionowo. Sekwencja oporności odpowiada założonej kolejności warstw na podstawie modelu Raźnego (rysunek 1B). Zmiany wartości w części wysokooporowej świadczą o intensywnym zaawansowaniu tektonicznym strefy złożowej, co zostało zaznaczone na przekrojach przerywanymi czerwonymi liniami (rysueki 5, 6). Wyniki inwersji dla metod AMT i TDEM są generalnie zbieżne. Na obydwu rysunkach anomalia wysokooporowa, związana z występowaniem struktury zbudowanej z piaskowców kliwskich, jest zlokalizowana w tym samym miejscu, co potwierdza poprawność wykonanej inwersji. W przypadku obydwu zastosowanych metod bardzo wyraźnie zaznacza się także granica wysokooporowych piaskowców menilitowych i niskooporowego kompleksu, zbudowanego z łupków menilitowych, warstw hieroglifowych, pstrych łupkó, i warstw inoceramowych. Nafta-Gaz, nr 9/2015 677

NAFTA-GAZ Wyniki inwersji 1D, według algorytmu Occama, zestawiono z rezultatami pomiarów polaryzacji wzbudzonej. Jako reprezentatywne wybrano dwa parametry polaryzacyjne: parametr fazowy (ang. phaseparameter) oraz polaryzowalność (ang. chargeability), pomierzone dla dwóch poziomów głębokościowych, wynikających z geometrii ekwatorialnego układu pomiarowego (rysunek 4). Jak wspomniano we wstępie, silny kontrast oporności pozwolił na powstanie efektu polaryzacyjnego (efektu naskórkowego) na kontakcie piaskowców menilitowych z niskooporowym otoczeniem, czego efektem są zmiany wartości parametru fazowego oraz polaryzowalności. Parametry te stanowią dodatkowe wskaźnik, pozwalające na potwierdzenie obecności strefy kontaktu, jak również dają możliwość okonturowania samej strefy złożowej. Odznaczają się one znaczną zmianą wartości parametru fazowego. Na podstawie pomiarów IP wyznaczono dwie 678 Nafta-Gaz, nr 9/2015 Rys. 5. Zestawienie wyniku inwersji 1D według algorytmu Occama dla danych AMT oraz wyniku pomiarów polaryzacji wzbudzonej

artykuły anomalne strefy, wynikające ze zmiany przesunięcia fazowego i polaryzowalności (rysunki 5, 6). Nad złożem stwierdzonoduże zróżnicowanie parametrów polaryzacji wzbudzonej. Nad samym złożem (strefa A, rysunki 5, 6) obserwowany jest wzrost wartości polaryzacji, co odpowiada geoelektrycznemu modelowi złoża [8]. Ciekawa wydaje się również anomalna wartość parametru przesunięcia fazowego, widoczna na rysunkacu 5, 6 strefa B. Obserwując wyniki AMT, nie można wprost określić źródła zarejestrowanych anomalii. Jest to jednak możliwe na podstawie wyników metody TDEM, które charakteryzują się większą rozdzielczością, dzięki czemu można wyróżnić anomalię geoelektryczną, zlokalizowaną na drugim poziomie śledzenia IP (rysunek 6, strefa B). Obszar ten został zaznaczony na rysunku czarną obwiednią. Taka anomalia wskazywać może lokalizację strefy złożowej z nagromadzeniem węglowodorów. Rys. 6. Zestawienie wyniku inwersji 1D według algorytmu Occama dla danych TDEM oraz wyniku pomiarów polaryzacji wzbudzonej Nafta-Gaz, nr 9/2015 679

NAFTA-GAZ Podsumowanie i wnioski Przedstawione powyżej wyniki badań potwierdzają przydatność kompleksu metod elektromagnetycznych w bezpośrednich poszukiwaniach złóż węglowodorów, zwłaszcza złóż zalegających względnie płytko, w skomplikowanych litologicznie, facjalnie i tektonicznie strukturach fliszowych Karpat zewnętrznych. W prospekcji naftowej wykorzystującej metody elektromagnetyczne problem stanowić może (w tym obszarze) warstwowa budowa złoża oraz litologiczno-tektoniczny charakter pułapek złożowych. Skutkiem takiej sytuacji będzie rejestrowanie anomalii elektromagnetycznych niedających dobrej rozdzielczości, ale przedstawiających zgeneralizowany obraz geoelektryczny strefy złożowej, co zostało zobrazowane na zamieszczonych w tekście rysunkach. Pomimo tych niedoskonałości, jak wskazują dane literaturowe, wyniki uzyskane za pomocą metod elektromagnetycznych stanowią wskaźnik potwierdzający istnienie anomalnych stref wyinterpretowanych na podstawie badań sejsmicznych. Kolejnym etapem interpretacji danych geofizycznych będzie planowana w dalszej kolejności kompleksowa interpretacja z rezultatami prac sejsmicznych. Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 2015, nr 9, s. 673 680 Artykuł nadesłano do Redakcji 16.07.2015 r. Zatwierdzono do druku 4.08.2015 r. Artykuł opracowany został na podstawie badań wykonanych w ramach projektu pt. Eksperymentalna oraz kompleksowa i wielowariantowa interpretacja danych sejsmicznych, magnetotellurycznych, grawimetrycznych i otworowych jako narzędzie poprawy efektywności badań strukturalnych i złożowych Program Badań Stosowanych III (realizacja badań 2015 2017; finansowanie NCBiR). Literatura [1] Constable S. C., Parker R. L., Constable C. G.: Occam s inversion: A practical algorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data. Geophysics 1987, vol. 52, no. 3, s. 289 300. [2] Davydycheva S., Rykhlinski N., Legeido P.: Electrical-prospecting method for hydrocarbon search using the induced-polarization effect. Geophysics 2006, vol.71, no. 4, s. G179 G189. [3] Jankowski L.: Mapa geologiczna obszaru Lodyny. (Jankowski 1986 2010, Zytko, Zimnal 1995; Gucik i in. 1991). Kraków 2010. [4] Jankowski L., Probulski J.: Rozwoj tektoniczno-basenowy Karpat Zewnetrznych na przykladzie budowy geologicznej zloz Grabownica, Strachocina i Lodyna oraz ich otoczenia. Geologia 2011, t.37, z.4, s. 555 583. [5] Karnkowski P.: Oil and gas deposits in Poland. Geosynoptics Society Geos, 1999, ISBN 83-86695-01-3, s. 75. [6] Klitynski W., Targosz P.: Zastosowanie metody procesowprzejsciowych do wykrywania zlozweglowodorow w rejonie Grabownicy Starzenskiej Humnisk Brzozowa. Geologia 2011, t. 37, z.1, s. 141 156. [7] Stefaniuk M.: Metody elektromagnetyczne w prospekcji naftowej. Geologia 2011, t.37, z.1, s. 5 36. [8] Stefaniuk M., Farbisz J., Wojdyla M., Sito L: Badania magnetotelluryczne na Dolnym Slasku nowe mozliwosci wykorzystania metody magnetotellurycznej w geologii strukturalnej, zlozowej, poszukiwaniachwod mineralnych i termalnyc, [W:] Zelazniewicz A., Wojewoda J., Ciezkowski W. (red.): Mezozoik i kenozoik Dolnego Slaska. 81 Zjazd Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 2011, ISBN 978-83-924869-8-5, s. 169 193. [9] Wojdyla M., Stefaniuk M., Sada M., Sito L.: Metoda polaryzacji wzbudzonej w prospekcji zlozweglowodorow. Geologia 2011, t.37, z.1, s. 63 88. Dr hab. inż. Michał STEFANIUK Geofizyk, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Surowców Energetycznych al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków ul. Jagiellońska 76, 03-301 Warszawa E-mail: stefaniu@agh.edu.pl Mgr inż. Adam Cygal Doktorant w Katedrze Surowców Energetycznych na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska. Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków E-mail: cygal@agh.edu.pl Mgr inż. Marek Sada ul. Jagiellońska 76 03-301 Warszawa E-mail: m.sada@pbg.com.pl Mgr inż. Anna Kret ul. Jagiellońska 76 03-301 Warszawa E-mail: a.kret@pbg.com.pl Mgr inż. Grzegorz Lewiński ul. Jagiellońska 76 03-301 Warszawa E-mail: g.lewiński@pbg.com.pl 680 Nafta-Gaz, nr 9/2015