Model złoża ropy naftowej Łodyna i jego otoczenia w interpretacji danych elektromagnetycznych

Podobne dokumenty
Zastosowanie metod elektromagnetycznych w rozpoznawaniu pułapek naftowych w płytkich strukturach fliszowych

GOSPODARKA ZŁÓŻ SUROWCÓW MINERALNYCH i ICH OCHRONA

Wykonawca: APIS GEO Iwona Kacprzak Ul. Turowska Kobyłka Zleceniodawca: Jacobs Polska Sp. z o. o. Al. Niepodległości Warszawa

ZASTOSOWANIE METOD GEOELEKTRYCZNYCH W ROZPOZNAWANIU BUDOWY PODŁOŻA CZWARTORZĘDOWEGO.

ZASTOSOWANIE METODY TOMOGRAFII ELEKTROOPOROWEJ DO LOKALIZACJI STRUKTUR KRASOWYCH

METODYKA POSZUKIWAŃ ZLÓŻ ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO

Andrzej Pepel Prace naukowo-badawcze w PBG...3

1. Wstęp. 1.1 Dane ogólne. 1.2 Cel projektowanych prac. 1.3 Zapotrzebowanie na wodę, wymagania odnośnie jej jakości, przeznaczenie wody

WYKORZYSTANIE ATRYBUTÓW SEJSMICZNYCH DO BADANIA PŁYTKICH ZŁÓŻ

BAZA DANYCH ORAZ SZCZEGÓŁOWY 3D MODEL GEOLOGICZNY DLA PODZIEMNEJ SEKWESTRACJI CO 2 REJONU BEŁCHATOWA NA PRZYKŁADZIE STRUKTURY BUDZISZEWIC - ZAOSIA

Rozpoznanie strefy osuwiskowej w oparciu o zmiany oporności na terenie miejscowości Ujsoły

Badania deformacji i procesów geodynamicznych metodą obrazowania elektrooporowego

Mirosław Kamiński Państwowy Instytut Geologiczny Państwowy Instytut Badawczy

3. Składowe wektora indukcji (lub wektora natężenia) pola magnetycznego Ziemi

Analiza zmiany objętości węglowodorów gromadzonych w danej strukturze w czasie geologicznym z wykorzystaniem modelowania PetroCharge

X POLSKO-NIEMIECKA KONFERENCJA ENERGETYKA PRZYGRANICZNA POLSKI I NIEMIEC DOŚWIADCZENIA I PERSPEKTYWY SULECHÓW, LISTOPAD 2013

KORŇANSKÝ ROPNÝ PRAMEN UNIKATOWE GEOSTANOWISKO PÓŁNOCNEJ SŁOWACJI KORŇANSKÝ ROPNÝ PRAMEN UNIQUE GEOSITE OF NORTHERN SLOVAKIA

BADANIA STANU TECHNICZNEGO WAŁÓW PRZECIWPOWODZIOWYCH BADANIA GEOFIZYCZNE

Zadanie A. 1. Interpretacja strukturalna utworów miocenu i jego podłoża

Zastosowanie metody MASW do wyznaczania profilu prędkościowego warstw przypowierzchniowych

Komentarz technik geolog 311[12]-01 Czerwiec 2009

Znaczenie terytorium województwa lubelskiego w ogólnopolskim projekcie rozpoznania geologicznego dla poszukiwań shale gas i tight gas

Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania:

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA. w sprawie dokumentacji geologicznej złoża kopaliny

Przydatność metody georadarowej w rozwiązywaniu zagadnień geologiczno inżynierskich w górnictwie odkrywkowym

Krzysztof JAKIEL, Janusz MADEJ, Janusz RADOMIŃSKI Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Metody oceny stanu zagrożenia tąpaniami wyrobisk górniczych w kopalniach węgla kamiennego. Praca zbiorowa pod redakcją Józefa Kabiesza

Andrzej Gonet*, Aleksandra Lewkiewicz-Ma³ysa*, Jan Macuda* ANALIZA MO LIWOŒCI ZAGOSPODAROWANIA WÓD MINERALNYCH REJONU KROSNA**

KATEDRA GEOFIZYKI. Proponowane tematy prac magisterskich dla studentów studiów stacjonarnych II stopnia rok akademicki 2017/2018

ANALIZA ODLEGŁOŚCI I CZASU MIĘDZY WSTRZĄSAMI ZE STRZELAŃ TORPEDUJĄCYCH A SAMOISTNYMI O ENERGII RZĘDU E4 J W WARUNKACH KW SA KWK,,PIAST

Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły-Młyna (woj. Kujawsko-Pomorskie)

WYKORZYSTANIE CIEKÓW POWIERZCHNIOWYCH W MONITOROWANIU JAKOŚCI EKSPLOATOWANYCH ZBIORNIKÓW WÓD PODZIEMNYCH

LOTOS Petrobaltic S.A. Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. Akademia Górniczo- Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Karta rejestracyjna terenu zagrożonego ruchami masowymi Ziemi

Z cyklu miniseminariów SKNGF:

Planowanie i kontrola zabiegów regeneracji i rekonstrukcji studni głębinowych przy użyciu metod geofizycznych

Zadanie B. 1. Interpretacja strukturalna danych profili sejsmicznych

STRESZCZENIE SŁOWA KLUCZOWE * * * Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 2/2017

Zadanie Cyfryzacja grida i analiza geometrii stropu pułapki w kontekście geologicznym

Prezentacja modelu geologicznego 3D

Badania geofizyczne dróg i autostrad

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik geolog 311[12]

NAFTA-GAZ grudzień 2009 ROK LXV

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik geolog 311[12]

Podstawowe facje sejsmiczne w jeziorze wigry

Detection inhomogeneities in. Electromagnetic Method. structure of flood. measurements. resistivity, GPR and Freqency. embankments by means of D.C.

Potencjał dla poszukiwań złóŝ gazu ziemnego w łupkach dolnego paleozoiku (shale gas) w Polsce

Kontrola stanu technicznego. przy zastosowaniu metod geofizyki otworowej

Cyfrowa rewolucja w poszukiwaniach ropy i gazu

POTENCJAŁ ZASOBOWY POLSKI W ZAKRESIE GAZU I ROPY NAFTOWEJ Z PUNKTU WIDZENIA DZIAŁALNOŚCI POSZUKIWAWCZEJ PGNIG SA

CPT-CAD - Program do tworzenia dokumentacji geologicznej i geotechnicznej

OPINIA GEOTECHNICZNA

Zarys budowy geologicznej rejonu Tarnowa

Karpaty zewnętrzne fliszowe

Tomasz Gogołek, Łukasz Nowacki, Urszula Stępień

Warszawa, dnia 15 grudnia 2016 r. Poz. 2023

Wysokościowy numeryczny model terenu (NMT) w badaniu osuwisk

Schemat uzbrojenia odwiertu do zatłaczania gazów kwaśnych na złożu Borzęcin

Badania grawimetryczno-magnetotelluryczne struktury kompleksu mezopaleozoicznego brzeżnej strefy Karpat pomiędzy Gromnikiem a Wojniczem

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: BEZ s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Kierunek studiów. Opiekun projektu. dr hab. inż. Janusz Madej, prof. AGH. 1. Geofizyka. 2. Geofizyka. prof. AGH. 3. Geofizyka. prof. AGH. 4.

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

VLF (Very Low Frequency) 15 khz do 30 khz

Udział grawimetrii w kartowaniu struktur geologicznych w Karpatach

OPINIA GEOTECHNICZNA PROJEKTANTA:

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

Stefaniuk, M. 1,2, Farbisz, J. 2, Wojdyła, M. 2, Sito, Ł. 2. Streszczenie. Abstract

podstawie odsłonięć i objawów powierzchniowych w obszarze Krosno-Rymanów- Jaśliska. Ocena ropogazonośności formacji fliszowych na

Bezpieczeństwo realizacji badań geologicznych pod kątem projektu CCS. Marek Jarosiński, PIG-PIB kierownik Programu Bezpieczeństwo Energetyczne

Janusz ANTONIUK*, Jerzy W. MOŚCICKI*, Anna SKÓRZAK** *Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów S.A.

WGGIOŚ Egzamin inżynierski 2014/2015 WYDZIAŁ: GEOLOGII, GEOFIZYKI I OCHRONY ŚRODOWISKA KIERUNEK STUDIÓW: GÓRNICTWO I GEOLOGIA

Centralna Baza Danych Geologicznych. Dostęp do danych geologicznych za pomocą ogólnie dostępnych aplikacji

KATEDRA GEOFIZYKI. Proponowane tematy prac magisterskich dla studentów studiów stacjonarnych II stopnia rok akademicki 2014/2015

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Raport Specjalny z Rejsu Wielki Wlew do Bałtyku

Technologia. Praca magazynu gazu charakteryzuje się naprzemiennie występującymi cyklami zatłaczania i odbioru gazu.

Opracowanie metody programowania i modelowania systemów wykorzystania odnawialnych źródeł energii na terenach nieprzemysłowych...

Do obliczeń można wykorzystywać rozmaite algorytmy wykorzystujące najprostszych należą przedstawione niżej:

GAZ ZE ŹRÓDEŁ NIEKONWENCJONALNYCH POTENCJAŁ POSZUKIWAWCZY, DOTYCHCZASOWE DOŚWIADCZENIA mgr inż. Aldona Nowicka, mgr inż. Małgorzata Koperska PGNiG SA

Przekroje Geologiczne

Automatyczne tworzenie trójwymiarowego planu pomieszczenia z zastosowaniem metod stereowizyjnych

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

Mapa geologiczna fałdu Strachociny. Nowe dane na starej mapie. Część I

CHARAKTERYSTYKA PODŁOŻA GRUNTOWEGO NA PODSTAWIE KORELACJI PARAMETRÓW OTRZYMANYCH Z BADAŃ GEOFIZYCZNYCH I GEOTECHNICZNYCH

Nafta-Gaz, wrzesień 2015, s Nafta-Gaz, wrzesień 2015, s

Problemy badań sejsmicznych w KWB Bełchatów

Intensyfikacja poszukiwania gazu z łupków

S P R A W O Z D A N I E. Geodezja i geofizyka w projekcie: Novo castro prope Tschirnen. Uroczysko Nowoszów w Borach Dolnośląskich

WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ W POLSCE. PROJEKTY I INSTALACJE EKSPLOATOWANE

Rozporządzenie Ministra Środowiska 1) z dnia 22 czerwca 2005 r. (Dz.U. Nr 116, poz. 982)

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 6 lipca 2005 r.

Rozporządzenie Ministra Środowiska 1) z dnia 22 czerwca 2005 r. (Dz. U. Nr 116, poz. 982 ze zm. z 2006 r. Nr 164, poz. 1159)

Charakterystyka parametrów termicznych skał mezopaleozoicznych z rejonu Kraków-Dębica

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

DOKUMENTACJA BADAO PODŁOŻA GRUNTOWEGO WRAZ Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

WYSTĘPOWANIE METANU W POKŁADACH WĘGLA BRUNATNEGO. 1. Wstęp. 2. Metodyka wykonania badań laboratoryjnych próbek węgla na zawartość metanu

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie

Wizytacja stacji hydrogeologicznych sieci obserwacyjno-badawczej wód podziemnych kwietnia 2015 r.

OPINIA GEOTECHNICZNA

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXXI, Nr 9 / 2015 Michał Stefaniuk, Magdalena Krzysztofik, Adam Cygal AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie Model złoża ropy naftowej Łodyna i jego otoczenia w interpretacji danych elektromagnetycznych Przedmiotem artykułu są wyniki badań elektromagnetycznych wykonanych w rejonie złoża ropy naftowej Łodyna, występującego w obrębie warstw menilitowych w jednostce skolskiej. Specyficzna budowa geologiczna złoża i jego otoczenia skutecznie utrudnia zastosowanie do jego rozpoznawania powierzchniowych metod geofizycznych, w szczególności sejsmicznej metody refleksyjnej. W tej sytuacji w obszarze złoża i w jego otoczeniu podjęta została próba wykorzystania metod elektromagnetycznych, w szczególności metody magnetotellurycznej z kontrolowanym źródłem (CSAMT) oraz metody polaryzacji wzbudzonej (IP). Złoże Łodyna położone jest stosunkowo płytko, a więc pozostaje w zasięgu głębokościowym ww. metod. Niestety rozmiary wysokooporowych warstw nasyconych ropą w stosunku do niskooporowych skał otaczających powodują nieznaczny tylko i trudno zauważalny wzrost oporności strefy złożowej, co ogranicza skuteczność metody magnetotellurycznej. Obiecujące rezultaty dają natomiast wyniki polaryzacji wzbudzonej, wskazujące zasięg konturu złoża. Słowa kluczowe: Karpaty zewnętrzne, złoża węglowodorów, warstwy menilitowe, struktury fliszowe, metody elektromagnetyczne. Model of the Lodyna oilfield and its vicinity interpreted on the basis of electromagnetic data The subject of the paper are results of an electromagnetic survey made in the area of the Lodyna oil field located within the Menilite Beds in the Skole Unit. The specific geological structure of the oil field and its surrounding effectively impede the use of geophysical surface methods, particularly the seismic reflection method for its recognition. In this case, an attempt at the application of electromagnetic methods, particularly Controlled Source Audiomagnetotelluric (CSAMT) and Induced Polarization (IP) methods was undertaken in the area of the oil field and its surrounding. Located relatively at shallow depths the oil field remains within the range of said methods. Unfortunately, the range of high-resistance oil saturated layers in relation to the low-resistance surrounding rocks, cause only a slight and hardly noticeable increase in resistance of the reservoir zone, which limits the effectiveness of magnetotelluric methods. Promising results are offered by the induced polarization method, which indicates the extent of the field s contour. Key words: Outer Carpathians, hydrocarbon deposits, Menillite Beds, flysch structures, EM methods. Wstęp Złoże ropy naftowej Łodyna powstało w warstwach menilitowych na południowo-zachodnim skraju jednostki skolskiej, tuż przy jej granicy z jednostką śląską [7]. Granica tektoniczna pomiędzy powyższymi jednostkami zanika w rejonie południowo-wschodniego krańca polskiego segmentu Karpat zewnętrznych, w obrębie wybitnie skomplikowanych struktur fliszowych. Złoże występuje w stosunkowo cienkich warstwach piaskowców kliwskich, wyklinowujących się w otoczeniu uszczelniających łupków menilitowych i pozostających w pozycji subwertykalnej [18]. Taka pozycja strukturalna i niewielkie miąższości warstw piaskowcowych stanowią wyjątkowo duże wyzwanie dla powierzchniowych metod geofizycznych, powszechnie stosowanych w prospekcji naftowej, w szczególności dla sejsmicznej metody refleksyjnej. W tej sytuacji podjęto próbę zastosowania metod elektromagnetycznych do rozpoznania budowy geologicznej złoża. Podstawową przesłanką skorzystania z ww. metod był szeroko znany fakt, że nasycenie ośrodka geologicznego węglowodorami 681

NAFTA-GAZ powoduje specyficzne zmiany jego własności elektrycznych i magnetycznych. Strefy nasycone generują anomalie w rozkładzie parametrów fizycznych ośrodka i pomierzonych pól geofizycznych, pozwalające w pewnym stopniu na wykrywanie obecności złóż, a nawet rozpoznawanie ich zasięgu, struktury i zmienności parametrów złożowych. Wyraźne kontrasty opornościowe pojawiają się na dolnej granicy złoża, tj. pomiędzy skałą zbiornikową nasyconą silnie zmineralizowaną wodą złożową i ropą naftową lub gazem ziemnym. Podobne kontrasty obserwuje się w formacjach klastycznych na górnej granicy złoża pomiędzy skałami zbiornikowymi, nasyconymi węglowodorami i skałami uszczelniającymi, którymi są zwykle niskooporowe skały ilaste [13]. W obszarze złoża ropnego Łodyna oraz w jego najbliższym otoczeniu został wykonany zestaw badań elektromagnetycznych obejmujący metodę magnetotelluryczną z kontrolowanym źródłem (CSAMT, ang. controlled source audiofrequency magnetotellurics), metodę audiomagnetotelluryczną (ang. audiofrequency magnetotellurics), metodę polaryzacji wzbudzonej (IP, ang. induced polarization) oraz metodą procesów przejściowych (TDEM, ang. time-domain electromagnetic method). W opinii autorów najbardziej interesujące wyniki badań, które są przedmiotem niniejszego artykułu, uzyskane zostały za pomocą metod CSAMT i IP. Położone stosunkowo płytko złoże pozostaje w zasięgu głębokościowym ww. metod. Niestety znajduje się ono na granicy rozdzielczości metody magnetotellurycznej z powodu niewielkich rozmiarów stref nasyconych ropą naftową [19]. Wyniki metody polaryzacji wzbudzonej wskazują natomiast zasięg konturu złoża. Budowa geologiczna złoża ropy naftowej Łodyna Obszar złoża Łodyna znajduje się na pograniczu jednostek skolskiej i śląskiej. W elementach tektonicznych występujących na tym obszarze pojawiają się warstwy inoceramowe, przez to omawiany rejon zalicza się do jednostki skolskiej [22]. Złoże ropy naftowej Łodyna położone jest w południowym skrzydle antykliny Wańkowej Łodyny kopalni, stanowiącej element strukturalny jednostki skolskiej polskich Karpat zewnętrznych (rysunek 1) [18]. Element tektoniczny, w którym założono kopalnię, nosi nazwę fałdu Łodyny kopalni. Bardziej południowy nazwany został fałdem Łodyny wsi. Ku północy wyróżnia się synklinę Krecowa Stebnika i następny element fałd Wary Chwaniowa Kiczery. Te elementy tektoniczne mają charakter mało regularnych łusek, silnie zdyslokowanych i wewnętrznie ściętych. Charakterystyczne jest pionowe, a niekiedy łukowate ułożenie warstw, najczęściej wygiętych brzuchami ku północy [6]. Rejon złoża Łodyna budują osady górnej kredy (warstwy inoceramowe), eocenu (warstwy hieroglifowe) oraz oligocenu (warstwy menilitowe i krośnieńskie) [17]. Najstarszy element stratygraficzny tworzą tutaj warstwy inoceramowe (fm. z Ropianki, [8]). Powyżej, w profilu płaszczowiny skolskiej, zalegają łupki pstre (eocen dolny i środkowy), które na powierzchni odsłaniają się wzdłuż wychodni warstw inoceramowych. Warstwy hieroglifowe (eocen środkowy i górny), które składają się na kolejny element w profilu geologicznym, podobnie jak w przypadku łupków pstrych współwystępują w odsłonięciach z warstwami inoceramowymi. W obrębie fałdu Wańkowej Łodyny kopalni występują margle globigerynowe. Powyżej obecne są warstwy podrogowcowe oraz rogowce warstw menilitowych. Poziom rogowcowy warstw menilitowych występuje niemalże na całym terenie Karpat, dlatego też warstwy podrogowcowe mogą stanowić poziom reperowy, a być może nawet chronostratygraficzny [5]. Ponad poziomem rogowców wykształcony jest górny kompleks warstw menilitowych, na który składają się piaskowce kliwskie oraz łupki menilitowe. Piaskowce kliwskie mogą występować w kilku poziomach lub jako zwarty pakiet w środku warstw menilitowych. Pakiety piaskowcowe przeławicone są warstwami ciemnych łupków bitumicznych. W obrębie kompleksu kliwskiego zaobserwować można laminowane wapienie o litotypie wapieni jasielskich [5]. Warstwy krośnieńskie górne są najmłodszym osadem wypełniającym profil jednostki skolskiej (oligocen miocen). W jednostce śląskiej wyróżnia się jedynie warstwy krośnieńskie dolne, podczas gdy w jednostce skolskiej występują jeszcze warstwy krośnieńskie górne [4]. Osadami rozdzielającymi wyżej wymienione jest poziom łupków z Niebylca [11], wieku mioceńskiego [2]. Kompleks piaskowców kliwskich od warstw krośnieńskich oddziela strefa ścięcia tektonicznego [5]. W miejscach, gdzie utrudnione jest określenie granicy pomiędzy warstwami krośnieńskimi a menilitowymi, wydziela się niekiedy warstwy przejściowe [18]. Charakterystyczną cechą strukturalną złoża Łodyna jest obecność przegięcia (fleksury), poniżej którego nastąpiła akumulacja węglowodorów. Zarówno od strony NW, jak i SE złoże jest ograniczone przez dyslokacje poprzeczne [18]. Nagromadzenia węglowodorów występują w pułapkach typu litologicznego (stratygraficznego według nomenklatury stosowanej w literaturze anglojęzycznej), związanych z sedymentacyjnym wyklinowaniem się pakietów piaskowcowych [9, 10]. Największymi miąższościami serii piaskowcowej odznacza się południowo-zachodnia część antykliny Wańkowej Łodyny kopalni. Akumulacje ropy naftowej występują w pięciu poziomach piaskowców kliwskich (rysunek 2). 682 Nafta-Gaz, nr 9/2015

artykuły Rys. 1. Lokalizacja złoża ropy naftowej Łodyna na tle szkicu strukturalno-naftowego [9] Horyzonty, z których eksploatowana jest ropa, nie są czystymi piaskowcami, a właściwie tworzą je pakiety piaskowcowo-łupkowe w różnych proporcjach. Miąższości poszczególnych pakietów wynoszą od kilku do kilkudziesięciu centymetrów [18]. Istnieje przypuszczenie, że charakterystyczny soczewkowaty kształt horyzontów ropnych wynika z osadzania się materiału detrytycznego na skłonie basenu, który przybierał formę spływów piaszczystych [10]. Ze względu na ograniczoną liczbę otworów, które przewierciły dany poziom, nie ma podstaw do określenia rzeczywistej miąższości poziomów roponośnych. Na ponad 40 otworów jedynie trzy (Łodyna-58, Łodyna-104 oraz Łodyna-90k) przewierciły wszystkie horyzonty złożowe [18]. Rys. 2. Przekrój geologiczny przez złoże ropy naftowej Łodyna [16] Nafta-Gaz, nr 9/2015 683

NAFTA-GAZ Badania metodą CSAMT Podstawową metodą geofizyczną zastosowaną w rejonie złoża Łodyna była metoda profilowań audiomagnetotellurycznych z kontrolowanym źródłem (CSAMT) [15]. Pomiary wykonane zostały aparaturą serii System2000.net Rys. 3. Lokalizacja obszaru złoża ropy naftowej Łodyna na tle mapy geologicznej wraz z zaznaczeniem profili pomiarowych (prace własne L. Jankowskiego 1986 2010: [21] (niepubl.), [3]) 684 Nafta-Gaz, nr 9/2015

artykuły produkcji kanadyjskiej firmy Phoenix Geophysics Ltd., opartą na odbiornikach V8-6R i RXU-3ER [14]. Podstawowy układ pomiarowy dla odbiornika typu V8 składał się z trzech dipoli elektrycznych Ex ułożonych w linii profilu oraz czujnika magnetycznego typu AMTC-30 zlokalizowanego w pobliżu środka linii dipoli elektrycznych. W przypadku odbiornika RXU układ pomiarowy złożony był z trzech dipoli elektrycznych. Długość dipoli Ex wynosiła 50 m. W miejscu występowania wychodni łupków menilitowych krok pomiarowy został zagęszczony do 25 m. Badania elektromagnetyczne wykonano wzdłuż pięciu profili o łącznej długości ~11,7 km (rysunek 3). Źródłem fali elektromagnetycznej był układ nadawczy zbudowany z dwóch grup elektrod prądowych A i B zlokalizowanych na linii równoległej do profilu pomiarowego w odległości 4~6 kilometrów od niego. Długość dipola prądowego wynosiła 2900 m dla standardowych profili pomiarowych oraz 3100 m dla pomiarów wykonanych tzw. dipolem poprzecznym [14]. W ramach prac polowych zastosowano specjalną metodykę pomiarów pozwalającą na względnie dokładne odwzorowanie zmienności oporności ośrodka geologicznego. Oprócz standardowych prac CSAMT, polegających na wykonaniu pomiarów za pomocą układów pomiarowych zorientowanych wzdłuż profilu (poprzecznie do generalnej rozciągłości wychodni fliszowych), przeprowadzono także pomiary tzw. dipolami poprzecznymi. Pomiary te polegały na poprzecznej względem kierunku profilu orientacji dipoli elektrycznych (zgodnie z rozciągłościami wychodni) oraz orientacji czujników magnetycznych zgodnie z kierunkiem profilu. Metodyka i technika prac pomiarowych metodą polaryzacji wzbudzonej Pomiary polaryzacji wzbudzonej wykonane w domenie częstotliwości (SIP, ang. spectral induced polarization) [19] polegały na pomiarze natężenia prądu w dipolu nadawczym oraz różnicy potencjałów pomiędzy elektrodami na dipolach pomiarowych. Metodyka prac terenowych polaryzacji wzbudzonej jest podobna do wykorzystywanej w metodach elektrooporowych oraz metodach CSAMT. W pomiarach został zastosowany tzw. układ ekwatorialny. Zasięg głębokościowy w metodzie polaryzacji wzbudzonej jest zależny od wielkości dipola pomiarowego oraz dipola prądowego, jak również od odległości pomiędzy nimi i rozkładu oporności w ośrodku geologicznym. Przetwarzanie danych pomiarowych CSAMT i polaryzacji wzbudzonej Przetwarzanie danych CSAMT wykonano, opierając się na programie CMTPro v.2 firmy Phoenix Geophysics Ltd., natomiast wyniki zinterpretowano oraz opracowano, używając oprogramowania WinGLink firmy Geosystem SRL. [14]. W wyniku przetwarzania danych obliczone zostały krzywe amplitudowe i fazowe sondowań dla określonego azymutu układu pomiarowego. Interpretacja ilościowa krzywych sondowań wykonana została z wykorzystaniem algorytmu Occama do inwersji 1D danych magnetotellurycznych [1]. W metodzie polaryzacji wzbudzonej danymi pomiarowymi są wartości natężenia prądu elektrycznego i różnica potencjałów na dipolach pomiarowych dla różnych częstotliwości [20]. Podobnie jak w przypadku metody CSAMT sekwencja częstotliwościowa została ustalona podczas projektowania prac. Bezpośrednio w trakcie wykonywania pomiarów operator oceniał jakość danych, analizując wartości amplitudy i fazy. Obserwowane podczas akwizycji wartości parametrów mają jedynie charakter informacyjny, rzeczywiste wartości uzyskuje się po dodaniu danych z dipola prądowego. Interpretacja W ramach ilościowej interpretacji danych CSAMT obliczono przekroje głębokościowe metodami inwersji 1D (Occam) [1] i 2D (NLCG) [12, 14, 19]. Wybrane, przykładowe wyniki inwersji zestawiono na rysunkach wraz z wycinkiem mapy geologicznej, konturem złoża Łodyna, wykresem parametru fazowego polaryzacji wzbudzonej oraz profilami litostratygraficznymi otworów wiertniczych (rysunki 4, 5, 6). Dwuwymiarowy (a przy powierzchni terenu z pewnością także trójwymiarowy) model geoelektryczny ośrodka generuje szereg inwersyjnych modeli wynikowych, spośród których trudno jest wybrać model jednoznacznie odpowiadający rzeczywistości geologicznej. Modele jednowymiarowe są z pewnością bardziej rozdzielcze. Wynika to z faktu, że algorytmy do inwersji 2D (tj. NLCG) [12, 14] samym swoim działaniem generują model rozmyty. Należy jednak z ostrożnością podchodzić do anomalii opornościowych obliczonych w toku inwersji 1D, gdyż część z nich może być skażona np. przez wpływ niejednorodności przypowierzchniowych lub interpolację wyników, która sama w sobie może generować nieistniejące anomalie. Jednak inwersja 2D prawidłowo Nafta-Gaz, nr 9/2015 685

NAFTA-GAZ Rys. 4. Wynik inwersji 2D NLCG dla dwóch orientacji układu pomiarowego wzdłuż profilu 01-LOD-09 (model startowy inwersja 2D dla profilu 03-LOD-09) ([14], zmodyfikowane) odwzorowuje charakter przebiegu struktur. Dodatkowym elementem korzystnym dla interpretacji wyników inwersji 2D jest fakt jej obliczenia dla dwóch orientacji układu pomiarowego równocześnie, tj. w procesie iteracyjnym dopasowywane były w jednym punkcie cztery krzywe CSAMT (amplitudowa i fazowa XY oraz amplitudowa i fazowa YX) w przeciwieństwie do inwersji 1D, gdzie w procesie iteracyjnym biorą udział dwie krzywe. Pomimo przedstawionych powyżej możliwych przyczyn rozbieżności otrzymanych wyników należy zaznaczyć, że szereg anomalii na poszczególnych profilach zostało wyliczonych niezależnie od przyjętego algorytmu inwersji oraz zestawu danych wejściowych. Ewidentnie występuje trójdzielny w kierunku linii profilu rozkład oporności, tj. (od SW) podwyższone (warstwy krośnieńskie) obniżone (warstwy menilitowe) podwyższone (warstwy hieroglifowe). Oczywiście wewnątrz tych głównych kompleksów widoczna jest zmienność oporności z głębokością, która ma niewątpliwie związek ze zmianami litologicznymi w seriach piaskowcowych i łupkowych. Tę właśnie zmienność, szczególnie 686 Nafta-Gaz, nr 9/2015

artykuły Rys. 5. Wynik inwersji 1D metodą Occama dla orientacji XY układu pomiarowego w obszarze złoża na profilu 02-LOD-09 ([14], zmodyfikowane) w interwale głębokości od 200 m n.p.m. do 200 m, można wiązać z węglowodorami. Interpretacja wyłącznie danych CSAMT nie zapewnia możliwości wskazania stref nasycenia węglowodorami. Pomocne może być natomiast wykorzystanie wyników metody polaryzacji wzbudzonej. Istnieje wiele teorii (również negatywnych) dotyczących możliwości użycia pomiarów polaryzacji do wykrywania złóż. Podstawy fizyczne i fizykochemiczne tej metody wskazują jednak na teoretyczną możliwość określania zasięgu komina dyfuzyjnego (a dokładniej związanej z nim strefy pirytyzacji metoda oparta na potencjale elektrodowym), jak i kontaktu woda ropa (metoda bazująca na pomiarze potencjałów filtracyjnych) [14, 20]. Anomalie na wykresach parametru fazowego stosunkowo dobrze korelują ze znanymi granicami złoża (rysunki 4, 5, 6). Kompleksowa analiza parametru fazowego i rozkładu oporności obliczonej z krzywych CSAMT pozwala na wska- Nafta-Gaz, nr 9/2015 687

NAFTA-GAZ Rys. 6. Wynik inwersji 2D NLCG dla dwóch orientacji układu pomiarowego wzdłuż profilu 03-LOD-09 ([14], zmodyfikowane) zanie stref perspektywicznych pod względem nasycenia węglowodorami. Dla profilu 01-LOD-09 strefą taką może być interwał głębokości pomiędzy 100 m n.p.m. a 100 m na północny wschód od otworu Łodyna-82 (rysunek 4). Obok szczegółowych analiz strefy złożowej kopalni Łodyna wykonano także dwa długie profile CSAMT, których zadaniem była próba powiązania rozkładu oporności zarejestrowanego w strefie złożowej z rozkładem oporności w rejonie na południe od Łodyny, gdzie do tej pory nie stwierdzono znaczących objawów występowania węglowodorów. W ramach prac rozpoznawczych przedłużono na południe profile 688 Nafta-Gaz, nr 9/2015 01-LOD-09 i 02-LOD-09. Wyniki inwersji 1D i 2D jednego z nich zostały zaprezentowane na rysunku 7. Rezultaty inwersji 1D i 2D dla profili przedłużonych wskazują, że obszar złoża Łodyna zlokalizowany jest w obrębie utworów o relatywnie niskich opornościach, poczynając od powierzchni terenu (uszczelnienie ilaste), i wzrastających wartościach oporności z głębokością (piaskowce zbiornikowe). Podobne rozkłady oporności uzyskano w południowych częściach obu profili (rysunek 7). Strefy te można, przez analogię do złoża Łodyna, rozpatrywać jako perspektywiczne dla dalszych poszukiwań naftowych.

artykuły Rys. 7. Wyniki inwersji 1D (powyżej) i 2D (poniżej) dla przedłużonego profilu 02-LOD-09 ([14], zmodyfikowane) Podsumowanie i wnioski Bazując na wynikach inwersji 1D według algorytmu Occama oraz 2D według NLCG, opracowano przekroje opornościowe. W ogólnym ujęciu rozkład oporności obliczony na podstawie inwersji jednowymiarowej jest w wysokim stopniu złożony i słabo czytelny. Występuje w tym przypadku efekt nakładania się zróżnicowania litologiczno-facjalnego na zaburzenia pola elektromagnetycznego w strefach przyuskokowych. Przekroje obliczone na podstawie inwersji 2D są natomiast mocno zgeneralizowane i z pewnością gubią wiele szczegółów, zwłaszcza w strefie przypowierzchniowej. Czytelność przekrojów opornościowych pogarsza ponadto lokalizacja profili w wyraźnie trójwymiarowych ośrodkach geologicznych. Dobrze zaznaczone granice opornościowe wiążą się zapewne ze strefami tektonicznymi. Stromo zapadające kompleksy niskooporowe, o szerokościach rzędu setek metrów, odzwierciedlają prawdopodobnie strefy melanży tektonicznych, które rysują się wyraziście w NE częściach przekrojów. Odzwierciedlenie wgłębnego położenia warstw geologicznych należy uznać raczej za problematyczne, chociaż granice wychodni kompleksów litologiczno-stratygraficznych zaznaczone na mapie powierzchniowej korelują dobrze z wychodniami granic geoelektrycznych. Wraz ze wzrostem głębokości zaznacza się jednak uniformizacja oporności i wpływ czynników dodatkowych, np. zasolenia wód złożowych. Podsumowując powyższą analizę, należy podkreślić, że nie można oczekiwać szybkich i łatwych sukcesów w wykorzystaniu metod geoelektrycznych do tzw. bezpośredniej prospekcji złóż węglowodorów w ośrodkach o tak skomplikowanej budowie geologicznej jak w przypadku struktur kopalni Łodyna. Efekty anomalne związane z obecnością złóż są raczej słabe i trudne do wydzielenia z tła (szumu) anomalii generowanych przez ośrodek geologiczny. Nafta-Gaz, nr 9/2015 689

NAFTA-GAZ Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 2015, nr 9, s. 681 690 Artykuł nadesłano do redakcji 16.07.2015 r. Zatwierdzono do druku 4.08.2015 r. Artykuł opracowany został w ramach realizacji prac statutowych Katedry Surowców Energetycznych AGH, umowa nr 11.11.140.322. Wykorzystane zostały wyniki badań objętych Projektem naukowo-badawczym nr 13102 pt. Opracowanie nowatorskich metod wykrywania złóż węglowodorów oraz rozpoznawania struktury i zmienności złóż w trakcie eksploatacji za pomocą głębokich i średniozasięgowych badań elektromagnetycznych Inicjatywa Technologiczna I, lata 2008 2010. Literatura [1] Constable C. S., 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] Garecka M.: Granica oligocen/miocen w polskich Karpatach zewnetrznych na podstawie nanoplanktonu wapiennego. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 2008, nr 432, s. 1 53. [3] Gucik S., Jankowski L., Raczkowski W., Zytko K.: Szczegolowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50 000. Arkusz Rybotycze Dobromil. Warszawa, Państwowy Instytut Geologiczny, 1991. [4] Gucik S., Paul Z., Slaczka A., Zytko K.: Mapa geologiczna Polski w skali 1:200 000, arkusz Przemysl Kalnikow. Mapa bez utworow czwartorzedowych wydanie B. Warszawa, Instytut Geologiczny, 1980. [5] 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, s. 555 583. [6] Jankowski L., Rauch-Wlodarska M.: Proba interpretacji tektoniki w otoczeniu struktur zlozowych Grabownica, Strachocina i Lodyna. Inicjatywa Technologiczna I, projekt nr 13102, Kraków 2009, umowa nr 162/R/T02/2007/IT1 (materiały niepublikowane). [7] Katalog zloz ropy naftowej i gazu ziemnego w Polsce. Zjednoczenie Górnictwa Naftowego, Wydawnictwa Geologiczne Geonafta, 1973. [8] Kotlarczyk J.: Stratygrafia formacji z Ropianki (fm), czyli warstw inoceramowych w jednostce skolskiej Karpat fliszowych. Prace Geologiczne Polska Akademia Nauk 1978, nr 108. [9] Kusmierek J., Leszczynski S., Machowski G.: Ocena mozliwosci wystepowania pulapek stratygraficznych w warstwach menilitowych w rejonie Tyrawa Woloska Bandrow Etap I. Towarzystwo Geosynoptyków GEOS, Kraków 2013, PGNiG S.A. (materiały niepublikowane). [10] Kusmierek J., Szczygiel M, Machowski G.: Analiza uwarunkowan roponosnosci piaskowcow kliwskich pod katem mozliwosci dokumentowania nowych zasobow w strefie Tyrawa Solna Stebnik. Archiwum PGNiG S.A., Oddział w Sanoku, 2009/2010. [11] Malata T.: Analiza formalnych wydzielen litostratygraficznych oraz propozycja podzialu jednostki skolskiej polskich Karpat fliszowych. Przegląd Geologiczny 1996, vol. 44, nr 5, s. 509 513. [12] Rodi W., Mackie R. L.: Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2-D magnetotellurics inversion. Geophysics 2001, vol. 66, s. 174 187. Mgr inż. Magdalena Krzysztofik Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska al. Mickiewicza 30 30-059 Kraków E-mail: krzysztofikmagda@wp.pl [13] Stefaniuk M.: Metody elektromagnetyczne w prospekcji naftowej. Geologia 2011, nr 37, s. 5 36. [14] Stefaniuk M. (red.): Opracowanie i interpretacja wynikow prac naukowo-badawczych wykonanych metodami elektromagnetycznymi w obszarze zloza Lodyna. Inicjatywa Technologiczna I, projekt nr 13102, umowa nr: 162/R/T02/2007/IT1, Kraków 2010 (materiały niepublikowane). [15] Stefaniuk M., Wojdyla M.: Badania magnetotelluryczne z zastosowaniem sztucznego zrodla pola pierwotnego. Geofizyka: Biuletyn Informacyjny 2007, nr 6. [16] Szeremeta M., Szewczyk E.: Dokumentacja wynikowa odwiertu eksploatacyjnego Lodyna-90k. Ustrzyki Dolne, PGNiG S.A., Oddział w Sanoku, 2012. [17] Szewczyk E.: Zloze ropy naftowej Lodyna tradycja i nowoczesnosc. Górnictwo Odkrywkowe 2009, R. 50, s. 154 157. [18] Szewczyk E., Grzys R., Kaminski A., Marcinkowski A., Rostowski R., Szeremeta M., Zola G., Rzeznik M.: Dodatek Nr 3 do dokumentacji geologicznej zloza ropy naftowej Lodyna. PGNiG S.A., Oddział w Sanoku, 2013. [19] Wojdyla M., Stefaniuk M.: Interpretacja zlozonych struktur geologicznych z wykorzystaniem prostych i inwersyjnych modelowan pola magnetotellurycznego. Geologia 2011, t. 37, s. 113 140. [20] Wojdyla M., Stefaniuk M., Sada M., Sito L.: Metoda polaryzacji wzbudzonej w prospekcji zloz weglowodorow. Geologia 2011, t. 37, s. 63 88. [21] Zytko K., Malata T., Zimnal Z.: Szczegolowa mapa geologiczna Polski 1:50 000. Arkusz Ustrzyki Dolne. Archiwum Państwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa 1995 (materiały niepublikowane). [22] Zytko K., Zimnal Z.: Szczegolowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50 000. Arkusz Ustrzyki Dolne. Warszawa, Państwowy Instytut Geologiczny, 1997. 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 Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych Sp. z o.o. 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 690 Nafta-Gaz, nr 9/2015