Bartosz Papiernik 1, Wojciech Górecki 1, Andrzej Pasternacki 1

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 Wstêpne wyniki modelowañ przestrzennych (3D) parametrów petrofizycznych ska³ podczas poszukiwañ stref wystêpowania gazu zamkniêtego w polskim basenie czerwonego sp¹gowca Bartosz Papiernik 1, Wojciech Górecki 1, Andrzej Pasternacki 1 B. Papiernik W. Górecki A. Pasternacki Preliminary results of 3D modeling of petrophysical parameters for tight gas prospecting in the Polish Rotliegend Basin. Prz. Geol., 58: 352 364. Abstract.TheRotliegend Basin is filled with terrigenic complex over 12 m in thickness. The complex comprises sediments of eolian, fluvial and playa depositional systems (Fig. 1). Reservoir volume of the pore space accessible for the reservoir media is ca. 83 99 km 3. Gas exploration in this stratigraphic unit is now focused at depths of around 3 38 m b.s.l., in the near-top zone. Poor reservoir properties, especially permeabilities, are here the limiting factor for conventional exploration. A change in the prospecting strategy to comprise tight gas targets moves research into the deeper zone covering the whole profile of the Rotliegend. The paper presents preliminary results of 3D modeling of lithofacies and related petrophysical parameters variability. The static model was created with the use of Petrel 29.2. Structural framework was built using regional structural, isopach and facies maps. It was relatively detailed, comprising 9 576 cells organized in 3 zones and 6 layers. To estimate facies model, the authors used results of integrated environmental analysis of core data and logs from 117 wells (Fig. 2 ). Models of clay content (Vsh) and porosity (PHI) were based on logs from 75 wells. The obtained results show that the northern margin of the Eastern Erg is characterized by presence of numerous eolian strata with porosity ranging from 5 to 15%. Their quality, quantity and thickness decrease toward the north, along with increase in depth. Modeling results indicate that the dominating porous layers of eolian sandstones and fluvial inserts are often intercalated with non-reservoir layers revealing porosity below 5%. In this zone, a deeper part of the Rotliegend section should be investigated more thoroughly (Fig. 5, 6, 9). The Pomeranian sector of the Central Basin is dominated by playa and fluvial sediments (Fig. 7, 8, 1). Slightly clayey eolian strata make a few, laterally discontinuous intercalations. Gas accumulations could be expected within local, laterally confined interlayers of eolian and fluvial sandstones with porosity of around 5 12%. Due to the location in the near-base part of the Rotliegend section, close to Carboniferous source rocks, they may be filled with gas, forming so-called sweet spots. Probability of gas occurrence in Pomerania is high as indicated by the Miêdzyzdroje gas field or small accumulation found in Piaski-PIG2 well. The presented preliminary study allowed to test usability of 3D modeling in tight gas prospecting. Fully reliable results will be obtained after increasing precision of the models comprising detailed seismic interpretation, the use of seismic attributes, and inclusion of quantitative data in diagenetic processes and sedimentology of layers in the modeling process. Keywords: 3D model, facies modeling, petrophysical modeling, tight gas, Rotliegend W polskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca odkryto 68 z³ó gazu ziemnego (stan na rok 28) o zasobach wydobywalnych ok. 1 mld m 3 (Wolnowski, 24; Górecki, 28; Burzewski i in., 29). Jest to niezwykle skromny wynik w zestawieniu z zasobami prognostycznymi polskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca na poziomie 1,49 bln m 3 gazu (Górecki, 28), a zw³aszcza w porównaniu z rezultatami poszukiwañ w holenderskiej i niemieckiej czêœci europejskiego po³udniowego basenu czerwonego sp¹gowca, gdzie wg Kletta i in. (1997) odkryto 229 z³ó gazu o zasobach rzêdu 15 tcf (4,2 bln m 3 ), oraz w brytyjskim sektorze Morza Pó³nocnego, gdzie odkryto ponad 29 z³ó o zasobach gazu 75 tcf (2,1 bln m 3 ) (Glennie, 1997; Klett i in., 1997). Dysproporcja miêdzy zasobami prognostycznymi a udokumentowanymi wskazuje na ogromny potencja³ naftowy basenu czerwonego sp¹gowca. Znacz¹ca czêœæ tych zasobów mo e byæ zakumulowana w jego g³êbokiej czêœci, w osadach niskiej przepuszczalnoœci, gdzie tworzy z³o a tzw. gazu zamkniêtego (tight gas). 1 Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 3, 3-59 Kraków; papiern@geol.agh.edu.pl, wgorecki@agh.edu.pl, anj.pasternacki@gmail.com Utwory czerwonego sp¹gowca wype³niaj¹ce basen po³udniowopermski osadzi³y siê w kontynentalnym basenie aluwialnym, który w polskiej czêœci jest rozleg³ym ekstensyjnym zapadliskiem, maj¹cym cechy pó³rowu tektonicznego (Pokorski, 1998). Jego kszta³t i warunki sedymentacji wp³ynê³y na asymetriê zbiornika. W rozci¹gaj¹cej siê wzd³u NE krawêdzi basenu strefie maksymalnej subsydencji odnotowano najwiêksze mi¹ szoœci utworów czerwonego sp¹gowca, przekraczaj¹ce 12 m (Kiersnowski, 1998; Kiersnowski & Papiernik [w:] Papiernik i in., 28a). Piaszczysto-mu³owcowo-ilaste osady wype³niaj¹ce basen nale ¹ do trzech g³ównych pustynnych systemów depozycyjnych. Utwory rzek okresowych (facje sto ków aluwialnych oraz fluwialne korytowe i pozakorytowe) tworz¹ system fluwialny. Osady zdeponowane w œrodowiskach wydmowych i miêdzywydmowych sk³adaj¹ siê na system eoliczny. Najwiêksz¹ mi¹ szoœæ wykazuj¹ rozwiniête w centralnej czêœci basenu osady rzeczne oraz plai ilastej, piaszczystej i marginalnej, nale ¹ce do systemu jeziornego (Buniak [w:] Papiernik i in., 28a). Opisany podzia³ œrodowiskowy dziœ wydaje siê mieæ kluczowe znaczenie w planowaniu poszukiwañ naftowych du o wiêksze ni mniej lub bardziej formalne podzia³y stratygraficzne górnego czerwonego sp¹gowca oparte na litostratygrafii (Karnkowski, 1987), allostratygrafii i tektonostratygrafii (Pokorski, 1981) b¹dÿ analizie sekwencji 352

54 ½ 53 3 ½ 53 ½ 52 3 ½ 52 ½ 51 3 ½ Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 6,, 5,9, 5,8, 5,7, 14 ½ 15 ½ 16 ½ 17 ½ 18 ½ 19 ½ 1 2 3 4 5km Szczecin Bydgoszcz Pi³a Toruñ Gorzów Wielkopolski Poznañ Konin Koœcian Zielona Góra Leszno Kalisz Sieradz Legnica Wroc³aw 3,5, 3,6, 3,7, zasiêg osadów czerwonego sp¹gowca extent of Rotliegend deposits facja eolianitów eolian facies (reservoir) facja fluwialna fluvial facies (reservoir) utwory plai non reservoir playa z³o a gazu ziemnego gas fields Ryc. 1. Przestrzenny rozk³ad g³ównych systemów depozycyjnych górnego czerwonego sp¹gowca w polskiej czêœci basenu dolnopermskiego Fig. 1. Distribution of the main depositional systems of the Upper Rotliegend in Polish part of the Lower Permian basin depozycyjnych (Kiersnowski, 1997, 1998; Kiersnowski & Buniak, 26). W wyniku œrodowiskowej analizy utworów czerwonego sp¹gowca, wykonanej na podstawie materia³u rdzeniowego i krzywych geofizycznych, w polskiej czêœci basenu wyró niono wiele regionalnych jednostek paleogeograficznych (ryc. 1). Najwiêksz¹ z nich by³ basen centralny (Pokorski, 1998), jego profil w czêœci NE jest zdominowany przez utwory jeziorne (playa) oraz fluwialne. Osady eoliczne stanowi¹ tu (prawdopodobnie) nieliczne wk³adki o ma³ej mi¹ szoœci. W SE czêœci basenu centralnego wystêpuj¹ g³ównie osady facji fluwialnej. Utwory zdeponowane w œrodowiskach eolicznym i jeziornym maj¹ wyraÿnie mniejsz¹ mi¹ szoœæ. Wzd³u po³udniowego obrze enia basenu centralnego wystêpuj¹ piaskowce eoliczne, interpretowane jako obszar wydmowy i okreœlane jako erg wschodni (Kiersnowski, 1997). Na po³udnie od niego znajduje siê kolejna rozleg³a jednostka paleogeograficzna basen œl¹ski (ryc. 1). Strefa ta by³a zdominowana przez sedymentacjê eoliczn¹ i fluwialn¹. W centralnej czêœci tej jednostki dominowa³a sedymentacja eoliczna. Powsta³y tu pas wydm zosta³ wyró niony jako erg po³udniowy (Kiersnowski, 1997; Buniak, 25). Obszar basenu centralnego i basenu œl¹skiego rozdziela³ wa³ wolsztyñski. Jego obrze enia s¹ zdominowane przez utwory reprezentuj¹ce fluwialny system depozycyjny (Poszytek, 27). Oprócz wymienionych, na obszarze Polski wystêpuj¹ tzw. baseny peryferyczne. Baseny podlaski i mazurski s¹ wype³nione g³ównie osadami rzecznymi, 353

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 natomiast w basenie s³upskim zosta³o stwierdzone wspó³wystêpowanie osadów eolicznych i fluwialnych. Odkryte dotychczas w Polsce z³o a gazu wystêpuj¹ niemal wy³¹cznie w przystropowych partiach profilu piaskowców eolicznych czerwonego sp¹gowca. Odstêpstwo od tej regu³y stanowi na obszarze pomorskim akumulacja gazu Piaski, odkryta w piaskowcach eolicznych le ¹cych blisko sp¹gu czerwonego sp¹gowca (Nowicka & Wolnowska-Œlemp, 24), a tak e po³o one w œrodkowej czêœci profilu z³o e Miêdzyzdroje (Karnkowski, 1999; Buniak & Solarska, 24). W brytyjskiej i holenderskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca z³o a gazu odkryto równie w osadach fluwialnych czêœæ z³o a Groningen jest zbudowana z piaskowców zdeponowanych w œrodowisku rzecznym. W pó³nocnych Niemczech dobrymi poziomami zbiornikowymi s¹ piaskowce, przewa nie eoliczne, deponowane na wybrze ach s³onego jeziora pustynnego. Zakres g³êbokoœci wystêpowania z³ó gazu odkrytych w Polsce wynosi 1 35 m (Karnkowski, 1996, 1999), natomiast w pó³nocnych Niemczech 25 6 m (Hock i in., 1995). Najwiêksze z³o e niemieckie Salzwedel- -Peckensen (Altmark High) wystêpuje w przedziale g³êbokoœciowym sp¹gu czerwonego sp¹gowca 32 36 m (Gerling i in., 24). Z kolei wiele du ych z³ó niemieckich w rejonie Bremy znajduje siê na g³êbokoœci 4 6 m, np. Ratenburg-Taacken, Dethlingen, Hengslage, Volkersen, Klasterseelle i Varnhorn (Gerling i in., 24). W Holandii z³o a gazu stwierdzono na g³êbokoœci 2 4 m. Z³o e Groningen wystêpuje w przedziale 2 3 m. W obszarze Morza Pó³nocnego z³o a gazu s¹ na g³êbokoœci 2 3 m w po³udniowej czêœci i 3 4 m w czêœci pó³nocnej (Glennie, 199; Papiernik i in., 27a). Pomimo znacz¹cej g³êbokoœci wiêkszoœæ z odkrytych dotychczas z³ó zalicza siê do konwencjonalnych z³ó gazu ziemnego. Stosunkowo rzadko opisywano w nich diagenetyczno-tektoniczne zró nicowanie w³aœciwoœci zbiornikowych, ciœnienia z³o owego i sk³adu gazu tzw. kompartmentalizacjê, jak na przyk³ad w z³o u Jupiter (Leveille i in., 1997a, b). W niemieckiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca rosn¹c¹ grupê stanowi¹ z³o a gazu zamkniêtego po³o one na g³êbokoœci przekraczaj¹cej 4 m, takie jak np. z³o e Soehlingen (Buniak i in., Tab. 1. Warianty pojemnoœci osadów górnego czerwonego sp¹gowca (Papiernik i in., 28a) Table 1. Variants of Upper Rotliegend deposits volumes (Papiernik et al., 28a) 354 Depositional systems Objêtoœæ Volume [km 3 ] 29) czy z³o e Leer Z4 (GDF Suez; New Discovery..., 25). W polskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca pierwsza akumulacja klasyfikowana jako z³o e gazu zamkniêtego zosta³a rozpoznana otworem Trzek-1 w okolicach Poznania (Aurelian Oil & Gas PLC..., 28; Poprawa & Kiersnowski, 28). Dotychczasowa strategia poszukiwañ naftowych, zmierzaj¹ca do odkrycia konwencjonalnych z³ó gazu w przystropowych partiach czerwonego sp¹gowca w strefach zdominowanych przez osady facji eolicznej, spowodowa³a bardzo nierównomierne rozpoznanie polskiego basenu czerwonego sp¹gowca. Uogólniaj¹c: uzyskano bardzo dobre rozpoznanie strukturalne (wiertnicze i sejsmiczne) czêœci basenu, gdzie strop osadów czerwonego sp¹gowca zalega na g³êbokoœci do 3 m p.p.m., a wzglêdnie dobre na g³êbokoœci do ok. 35 m p.p.m. G³êbiej po³o one strefy basenu s¹ bardzo s³abo rozwiercone. Podobieñstwo do czêœci z³ó niemieckich i po³o enie porowatych i nieprzepuszczalnych ska³ zbiornikowych w g³êbokiej, centralnej czêœci polskiego basenu czerwonego sp¹gowca wskazuj¹, e wystêpuj¹ce tam potencjalnie z³o a gazu zamkniêtego mog¹ byæ zwi¹zane z modelem generacji i akumulacji gazu w centralnej, najg³êbiej pogr¹ onej czêœci basenu sedymentacyjnego (basin-centered gas systems) (Shanley i in., 24), na g³êbokoœci przekraczaj¹cej 45 m. Przestrzenny model (3D) polskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca Powierzchnia Area [km 2 ] Model pojemnoœciowy na podstawie danych geofizycznych Volumetric model based on log data Eoliczny, eolian 43,82 43 96 Fluwialny, fluvial 471,88 87 48 Jeziorny, playa 16,58 36 814 Model pojemnoœciowy z wykorzystaniem danych laboratoryjnych Volumetric model based on core data Eoliczny, eolian model realistyczny P5, realistic model P5 model optymistyczny P1, optimistic model P1 Fluwialny, fluvial model realistyczny P5, realistic model P5 model optymistyczny P1, optimistic model P1 367,5 537,3 359,1 79, 43 96 43 96 87 48 87 48 W latach 25 28 w ramach realizacji tematu Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce zespó³ pracowników AGH, przy wspó³pracy z A. Buniakiem, Z. Miko³ajewskim (PGNiG SA) oraz H. Kiersnowskim (PIG-PIB), przeprowadzi³ bilans objêtoœci ska³ zbiornikowych górnego czerwonego sp¹gowca (Papiernik i in., 28a). Do wykonania opracowania zosta³y wykorzystane mapy zmiennoœci strukturalnej, mi¹ szoœci ca³kowitej utworów wyró nionych asocjacji facjalnych, ich zailenia i parametrów zbiornikowych, w formie regularnych siatek interpolacyjnych (tzw. gridy 2D). Materia³y te umo liwi³y okreœlenie ca³kowitej pojemnoœci zbiornikowej przestrzeni dostêpnej dla wêglowodorów. W tabeli 1 przedstawiono pojemnoœci zbiornikowe w wariancie realistycznym i optymistycznym, policzone na podstawie danych laboratoryjnych oraz w wariancie uœrednionym, dla modelu porowatoœci geofizycznej PHI. Dane wykorzystane do opracowania opisanego modelu objêtoœciowego stanowi¹ doskona³y materia³ wejœciowy do trójwymiarowej (3D), regionalnej rekonstrukcji strukturalnej, facjalnej i zbiornikowej poziomu górnego czerwonego sp¹gowca tzw. modelu statycznego. Do jego opracowania wykorzystano program Petrel 29, stosuj¹c metodykê modelowania wypracowan¹ na potrzeby analiz nafto-

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 wych oraz sekwestracji dwutlenku wêgla (Papiernik i in., 27b, 29a; Wójcicki, 29). Osnowa strukturalna modelu Osnowê strukturaln¹ modelu 3D zbudowano na podstawie regionalnych map opracowanych w formie regularnych siatek interpolacyjnych o oczku 1 1 m (grid 2D) w formacie: ZMAP+. Do jej skonstruowania wykorzystano nastêpuj¹ce modele wejœciowe: Mapê strukturaln¹ sp¹gu cechsztynu (Kudrewicz & Papiernik [w:] Papiernik i in., 28b), Mapê mi¹ szoœci utworów górnego czerwonego sp¹gowca (saksonu) (Kiersnowski & Papiernik [w:] Papiernik i in., 28b), Mapê mi¹ szoœci utworów facji jeziornej (Papiernik i in., 28a), Mapê mi¹ szoœci osadów facji eolicznej czerwonego sp¹gowca górnego (Papiernik i in., 28a), Mapê mi¹ szoœci osadów facji fluwialnej czerwonego sp¹gowca górnego (Papiernik i in., 28a). Powierzchniê stropu modelu 3D stanowi³a mapa sp¹gu cechsztynu. Sp¹g modelu obliczono superpozycyjnie w wyniku odjêcia mi¹ szoœci utworów czerwonego sp¹gowca. Wykorzystuj¹c modele mi¹ szoœci facji, wprowadzono zgrubny podzia³ modelu na g³ówne sekwencje depozycyjne (zones). Sekwencja osadów jeziornych jest umieszczona najwy ej, ni ej znalaz³a siê sekwencja osadów eolicznych (w rejonie ergów jest ona po³o ona najwy- ej), natomiast przysp¹gow¹ sekwencjê modelu stanowi¹ osady systemu fluwialnego. Wymienione sekwencje podzielono na proporcjonalne warstwy o minimalnej mi¹ szoœci przekraczaj¹cej metr. Ka d¹ z sekwencji podzielono na 2 warstw, obejmuj¹cych 3 192 komórek (model w sumie obejmuje 9 576 ). Opisany podzia³ na trzy sekwencje nie rozgranicza sztywno osadów fluwialnych, jeziornych i eolicznych. Wykorzystane mapy strukturalne opracowano jako nieci¹g³e (zuskokowane) gridy 2D, jednak e ze wzglêdu na znaczny rozmiar oraz stosunkowo niewielk¹ iloœæ danych wejœciowych do modelowañ parametrycznych stworzono na ich podstawie ci¹g³y model 3D, w którym nieci¹g³oœci tektoniczne s¹ odwzorowane w formie wysokich gradientów nachylenia. Model facjalny Przedstawiony model facjalny opracowano na podstawie profili litologicznych utworów czerwonego sp¹gowca ze 117 wierceñ (ryc. 2). Na podstawie analizy materia³u rdzeniowego i krzywych geofizycznych wyró niono Deposition systems Koszalin S³upsk Gdañsk Elbl¹g Kaliningrad Suwa³ki eoliczny eolian Szczecin Pi³a Bydgoszcz Olsztyn Bia³ystok om a fluwialny fluvial playa Gorzów Wielkopolski Zielona Góra Poznañ Legnica Wroc³aw Jelenia Góra Wa³brzych W³oc³awek P³ock Ciechanów Siedlce WARSZAWA Bia³a Podlaska Skierniewice Kalisz ódz Sieradz Radom Piotrków Lublin Che³m Trybunalski Kielce Czêstochowa Tarnobrzeg Zamoœæ zasiêg utworów czewonego sp¹gowca extent of Rotliegend deposits Ryc. 2. Schematyczne rozprzestrzenienie odwiertów wykorzystanych do opracowania modelu facjalnego czerwonego sp¹gowca Fig. 2. Spatial distribution of the wells used in construction of the facies model of the Upper Rotliegend 355

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 odcinki zdominowane przez osady deponowane w œrodowiskach: eolicznym, fluwialnym, aluwialnym i jeziornym (Kiersnowski i in., 28). Interpretacje te zosta³y przekszta³cone w dyskretne krzywe geofizyczne. Osady facji fluwialnej i aluwialnej po³¹czono, tworz¹c fluwialny system depozycyjny. Przestrzenne modelowanie zmiennoœci litofacjalnej wykonano w programie Petrel 29.2, stosuj¹c stochastyczn¹ technikê symulacji Seqential Gaussian simulation. Wynikowy model zosta³ opracowany w efekcie probabilistycznego uœrednienia siedmiu równie prawdopodobnych modeli wariantowych. Pozwoli³o to uzyskaæ ci¹g³oœæ lateraln¹ modelowanych warstw. Uzyskane trójwymiarowe rozk³ady œrodowiskowe lokalnie nadpisuj¹ sztywny geometryczny podzia³ œrodowiskowy, przyk³adowo dopuszczaj¹c wystêpowanie wk³adek osadów eolicznych i fluwialnych w obrêbie sekwencji zdominowanej przez utwory jeziorne. Model petrofizyczny W trakcie bilansu pojemnoœciowego basenu czerwonego sp¹gowca (Papiernik i in., 28a) zebrano i opracowano bogaty materia³ faktograficzny umo liwiaj¹cy ocenê zailenia, porowatoœci i przepuszczalnoœci utworów czerwonego sp¹gowca. Zbiór ten obejmowa³ oznaczenia laboratoryjne porowatoœci lub przepuszczalnoœci 9782 próbek z 345 profili odwiertów pochodz¹cych z baz danych PGNIG oraz PIG. Z archiwum KSE AGH pochodzi³o 9148 oznaczeñ z 54 otworów. Prócz oznaczeñ laboratoryjnych w 75 odwiertach przewiercaj¹cych ca³y profil czerwonego sp¹gowca opracowano pe³ne interpretacje litologiczno-z³o owe karota y (Wojtowicz [w:] Papiernik i in., 28a). Na podstawie zebranych danych laboratoryjnych przeprowadzono przetwarzanie statystyczne wed³ug wypracowanej metodologii (Papiernik i in., 27a), opieraj¹cej siê na elementach probabilistycznej techniki szacowania zasobów (Ross, 21; Heidberg & Swinkles, 21; Swinkles, 21). Umo liwi³o to opracowanie numerycznych map porowatoœci w wariantach: pesymistycznym (P9), realistycznym (P5), optymistycznym (P1) oraz uœrednionym. Modele porowatoœci œredniej wykonano równie na podstawie krzywych œredniej porowatoœci geofizycznej (PHI). Statystyczne porównanie wyników pomog³o podj¹æ decyzjê o wyborze rodzaju danych do modelowania 3D. Wykorzystano do tego celu histogramy porowatoœci, opracowane na podstawie wymienionych wariantów modeli porowatoœci, ograniczonych przestrzennie do interwa³u g³êbokoœciowego zalegania stropu górnego czerwonego sp¹gowca na pó³noc od wa³u wolsztyñskiego (25 65 m p.p.m.). Uzyskane rozk³ady statystyczne pokazuj¹, e mimo znacznie gêstszego opróbowania przestrzennego (344 punkty dokumentacyjne) statystyczny rozk³ad œredniej porowatoœci geofizycznej, wizualizowany za pomoc¹ krzywych skumulowanych (ryc. 3), jest na ogó³ nieznacznie wy szy od laboratoryjnej porowatoœci œredniej i medianowej (P5) i ni szy od modelu porowatoœci optymistycznej (P1). W sytuacji, gdy uzyskiwane wyniki s¹ zbli one, czynnikiem decyduj¹cym o wyborze danych jest ich wiarygodnoœæ. Dane laboratoryjne pobrano w znacznie wiêkszej liczbie punktów dokumentacyjnych ni krzywe geofizyczne, jednak e dane te wykazuj¹ czêsto tzw. skupiony rozk³ad przestrzenny, koncentruj¹c siê w strefach z³o owych. Dodatkowo dane laboratoryjne na ogó³ s¹ zagêszczone w strefie po³o onej do 1 m poni ej stropu czerwonego sp¹gowca, co sp³aszcza wyniki interpretacji, czyni¹c j¹ mniej przydatn¹ do celów modelowañ regionalnych czy poszukiwañ z³ó gazu zamkniêtego, których wystêpowanie nie musi mieæ bezpoœrednich uwarunkowañ strukturalnych. W tym kontekœcie cenn¹ alternatywê, umo- liwiaj¹c¹ ci¹g³e przestrzenne rozpoznanie parametrów zbiornikowych, stanowi¹ krzywe zailenia (Vsh) i PHI. Dane te wykorzystano jako podstawowe do opracowania przedstawianej wersji regionalnego modelu facjalno-zbiornikowego. Modele 3D zailenia i porowatoœci opracowano z wykorzystaniem algorytmu stochastycznego Gaussian random function simulation. Proces modelowania przestrzennego uwarunkowano wynikami 3D modelowania facjalnego. Model facjalny by³ wykorzystywany w procesie estymacji modeli Vsh i PHI w dwojaki sposób, najpierw do doboru danych wejœciowych, a nastêpnie do przestrzennego sterowania procesem estymacji. Do wagowania procesu estymacji wykorzystano równie wyniki procedury Data analysis, obejmuj¹ce transformacjê funkcji do rozk³adu Gaussa. Ponadto model PHI skorelowano z modelem zailenia (Vsh), wykorzystuj¹c technikê co-krigingu. Wyniki modelowania Omawiany model przestrzenny obejmuje ca³y polski basen czerwonego sp¹gowca bez basenów peryferyjnych. W rezultacie, pomimo zastosowania bardzo wysokiej rozdzielczoœci modelu (9 576 komórek), nie jest mo liwe czytelne przedstawienie zmiennoœci wy³¹cznie w formie diagramów 3D. Z tego powodu do bardziej szczegó³owej wizualizacji zmiennoœci wykorzystano w artykule przekroje geologiczne wciête w model 3D (ryc. 4 8). Diagramy trójwymiarowe wykorzystano g³ównie do pogl¹dowego przedstawienia zmiennoœci omawianych parametrów (ryc. 4, 9, 1). Uzyskane wyniki modelowania potwierdzaj¹ znane od lat prawid³owoœci utraty porowatoœci w g³êbokich strefach basenu na skutek kompakcji (Antonowicz, 1998a, b, 1999; Buniak i in., 1999; Iwanowska i in., 1999; Górecki, 27) i oddzia³ywania procesów diagenetycznych, których przebieg i nastêpstwo czasowe nie zosta³o w pe³ni rozpoznane w polskiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca pomimo intensywnych badañ (np. Maliszewska, 1996; Kuberska, 21, 24; Biernacka i in., 26; Papiernik i in., 27c, 28b; Maliszewska & Kuberska, 28; Buniak i in., 29). Znacz¹c¹ ró nice uzyskano w przestrzennym Ryc. 3. Modelowana zmiennoœæ porowatoœci geofizycznej (PHI) w przedziale g³êbokoœciowym 25 65 m p.p.m.: A osady eolicznego systemu depozycyjnego, B osady jeziorne (playa), C osady fluwialne Fig. 3. Modeled variability of geophysical porosity (PHI) in the depth range 25 65m b.s.l.: A eolian deposits, B deposits of playa, C fluvial deposits 356

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21,4,8,12,16,2,24,28,32,36,4 96 88 8 A liczebnoœæ skumulowana (%) cumulated frequency (%) 72 64 56 48 4 32 24 16 8 P9 eoliczne P9 eolian P1 eoliczne P1 eolian,4,8 P5 eoliczne P5 eolian œrednia eoliczne average eolian,12,16,2 wspó³czynnik porowatoœci porosity coefficient PHI œrednie eoliczne PHI average eolian P9 eoliczne P9 eolian,24,28 P1 eoliczne P1 eolian P5 eoliczne P5 eolian,32,36,4 œrednia eoliczne average eolian PHI œrednie eoliczne PHI average eolian,2,4,6,8,1,12,14,16,18,2,22,24,26,28,3,32,34,36,38,4 B liczebnoœæ skumulowana (%) cumulated frequency (%) uskoki faults izohipsy sp¹gu cechsztynu isohypses of bottom of Zechstein zasiêg utworów czewonego sp¹gowca extent of Rotliegend deposits,2 PHI œrednia playa PHI average playa P5 playa P5 playa,4,6,8 P1 playa P1 playa P9 playa P9 playa,1,12,14,16,18,2,22 wspó³czynnik porowatoœci porosity coefficient œrednia playa average playa PHI œrednia playa PHI average playa,24,26,28 P5 playa P5 playa P1 playa P1 playa,3,32,34,36,38 P9 playa P9 playa œrednia playa average playa,4,2,4,6,8,1,12,14,16,18,2,22,24,26,28,3,32,34,36,38,4 C liczebnoœæ skumulowana (%) cumulated frequency (%),2 P9 fluwialne P9 fluvial P5 fluwialne P5 fluvial,4,6,8,1 P1 fluwialne P1 fluvial œrednia fluwialne average fluvial,12,14,16,18,2,22 wspó³czynnik porowatoœci porosity coefficient PHI œrednia fluwialne PHI average fluvial P9 fluwialne P9 fluvial,24,26,28 P5 fluwialne P5 fluvial P1 fluwialne P1 fluvial,3,32,34,36,38,4 œrednia fluwialne average fluvial PHI œrednia fluwialne PHI average fluvial 357

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 odwzorowaniu zmiennoœci facjalnej, zailenia i porowatoœci warstw w s³abo rozwierconych strefach pogr¹ enia osadów czerwonego sp¹gowca na g³êbokoœci przekraczaj¹cej 3 m, w których w klasycznych rozwi¹zaniach kartograficznych proces uœredniania bardzo obni a wartoœci porowatoœci. Zmiennoœæ facjalno-zbiornikow¹ w pó³nocnej czêœci ergu wschodniego oraz œrodkowej czêœci kujawskiego segmentu basenu centralnego przedstawiono na przekrojach 1 i 2 (ryc. 4 6). Wynik modelowania jest w tej strefie kontrolowany danymi wejœciowymi z odwiertów Malanów-1, Wrzeœnia-IG1 i le ¹cych nieco dalej na po³udnie, m.in. Brudzewek-1, Komorze-1, Witowo-1, Komorze-1, Polwica-1, Siekierki-3, Kórnik-1, Zaniemyœl-1 i uszczanów-2. W pó³nocnej czêœci przekroju 1, zdominowanej przez playê i osady fluwialne, do kontroli modelu s³u ¹ dane z odwiertów Byczyna-1 i Szubin-IG1. Strefa ta jest zdominowana przez utwory eoliczne, osi¹gaj¹ce maksymaln¹ mi¹ szoœæ poni ej 1 m w rejonie Wrzeœni. Sekwencja eoliczna zanurza siê szybko, osi¹gaj¹c pogr¹ enie ok. 6 m p.p.m. w odleg³oœci ok. 5 km na NE od Wrzeœni (ryc. 5). Osady eoliczne ulegaj¹ tu ca³kowitemu wyklinowaniu. W obrêbie sekwencji powszechne s¹ przewarstwienia osadów jeziornych, tworz¹cych równie mi¹ szy nadk³ad. W pod³o u osadów eolicznych w rejonie na pó³noc od Wrzeœni nastêpuje wyraÿny wzrost mi¹ szoœci osadów rzecznych, prawdopodobnie przewarstwionych wk³adkami osadów wydmowych. Na SW od Wrzeœni-IG1 w kierunku wa³u wolsztyñskiego uwidacznia siê szybki spadek mi¹ szoœci osadów górnego czerwonego sp¹gowca. W strefie krawêdzi wa³u wolsztyñskiego s¹ widoczne liczne przewarstwienia osadów fluwialnych i eolicznych. Ku zachodowi mi¹ szoœæ osadów eolicznych spada, a rozbudowana zostaje zalegaj¹ca w sp¹gu sekwencja osadów fluwialnych z przewarstwieniami jeziornymi i eolicznymi. W stropowych partiach czerwonego sp¹gowca wystêpuje wk³adka rozbudowuj¹cych siê ku NW utworów plai (ryc. 6). Ku SE sekwencja eoliczna ulega stopniowemu wyklinowaniu (ok. 2 km na NE od Malanowa-1). W tej czêœci basenu osady wydmowe trac¹ homogenicznoœæ i w centralnej czêœci profilu pojawiaj¹ siê mi¹ sze przewarstwienia osadów jeziornych, udokumentowane w odwiercie Malanów-1. Najni sz¹ sekwencjê tworz¹ tu niejednorodne, mi¹ sze osady fluwialne, prawdopodobnie przewarstwione wk³adkami utworów wydmowych (ryc. 6). Strop sekwencji eolicznej zalega w omawianej strefie na g³êbokoœci 39 55 m p.p.m., a sp¹g nie osi¹ga 6 m p.p.m. Przedstawiony model facjalny silnie determinuje zmiennoœæ parametrów zbiornikowych. Osady eoliczne cechuj¹ siê bardzo niskim zaileniem, z regu³y ni szym ni 2% (ryc. 5, 6). Zailenie osadów jeziornych na ogó³ wynosi Kaliningrad Koszalin S³upsk Gdañsk Elbl¹g Suwa³ki Przekrój 4 Section 4 Szczecin Pi³a Bydgoszcz Olsztyn Bia³ystok om a Gorzów Wielkopolski Zielona Góra Poznañ Legnica Wroc³aw Jelenia Góra Wa³brzych Przekrój 3 Section 3 W³oc³awek P³ock Ciechanów Siedlce WARSZAWA Bia³a Podlaska Skierniewice Kalisz ódz Sieradz Radom Piotrków Lublin Che³m Trybunalski Kielce Czêstochowa Tarnobrzeg Zamoœæ Deposition systems eoliczny eolian fluwialny fluvial zasiêg utworów czewonego sp¹gowca extent of Rotliegend deposits playa Ryc. 4. Lokalizacja przekrojów na tle trójwymiarowego modelu rozprzestrzenienia œrodowisk depozycyjnych utworów górnego czerwonego sp¹gowca Fig. 4. Location of cross-sections along with the spatial distribution of depositional system types of Upper Rotliegend sediments 358

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 5 65% i tylko w obrêbie wk³adek fluwialnych i eolicznych spada do odpowiednio ok. 25% i 15%. Porowatoœæ osadów plai jest na ogó³ bardzo niska, rzadko przekracza 2%. W sekwencji fluwialnej rozk³ady porowatoœci s¹ bardzo nieregularne. Ska³y o porowatoœci do 1% s¹ przewarstwione wk³adkami o porowatoœci bliskiej zera. Osady jeziorne niemal w ca³oœci s¹ nieporowate, tylko we wk³adkach utworów fluwialnych i eolicznych porowatoœæ wzrasta do ok. 1%. W sekwencji zdominowanej przez utwory wydmowe ujawnia siê wyraÿne, pionowe zró nicowanie rozk³adu porowatoœci. W rejonie Wrzeœni stosunkowo dobra porowatoœæ (ponad 1%) wystêpuje przy stropie czerwonego sp¹gowca. Ni ej porowatoœæ ulega pogorszeniu. W œrodkowych partiach sekwencji osadów eolicznych pojawia siê kolejny pakiet warstw o porowatoœci do ok. 15% (ryc. 5, 6). Ku do³owi uwidacznia siê spadek porowatoœci nawet do poziomu ni szego ni 5%. W p³ytszej strefie porowatoœæ osadów eolicznych wyraÿnie wzrasta, przekraczaj¹c miejscami 2% (ryc. 6, 9). Zmiennoœæ utworów czerwonego sp¹gowca wzd³u pó³nocnej krawêdzi basenu centralnego widaæ na przekroju 3 (ryc. 7). Model opiera siê w tej strefie na danych geofizycznych z odwiertu Byczyna-1, Szubin-IG1, Z³otów-2, Czaplinek-IG1 oraz po³o onych nieco dalej otworów Wa³dowo Królewskie-1, Zabartowo-1, Zabartowo-2, Lipka-2, Okonek-1 i Pi³a-1. Profil czerwonego sp¹gowca w wy szej czêœci jest zdominowany przez utwory plai, a w ni szych partiach przez osady rzeczne z przewarstwieniami jeziornymi. Dokumentowane w odwiertach wk³adki osadów wydmowych s¹ nieliczne i rozproszone. Okreœlenie ich rzeczywistej pozycji i proporcji w tej czêœci modelu jest trudne. Na wiêkszoœci omawianego obszaru strop górnego czerwonego sp¹gowca jest pogr¹ ony na g³êbokoœæ ok. 4 m p.p.m., wzrost pogr¹ enie do ponad 6 m p.p.m. uwidacznia siê na wschód od Byczyny-1. W omawianej strefie basenu profil czerwonego sp¹gowca niemal w ca³oœci cechuje siê du ym zaileniem i s³ab¹ porowatoœci¹. Praktycznie wszystkie osady jeziorne wykazuj¹ zailenie na poziomie oscyluj¹cym wokó³ 5% i porowatoœæ poni ej 5% (ryc. 7). Nieliczne stosunkowo mi¹ sze i lateralnie ci¹g³e poziomy, cechuj¹ce siê niskim zaileniem i porowatoœci¹ rzêdu 7 1%, wystêpuj¹ w œrodkowej partii profilu czerwonego sp¹gowca w rejonie Czaplinka-IG2. Nieznaczn¹ poprawê porowatoœci wk³adek fluwialnych mo na równie zaobserwowaæ w rejonie Szubina-IG1. Widoczne w stropie sekwencji fluwialnej przewarstwienie ska³ o porowatoœci ok. 1% jest raczej ma³o wiarygodne ze wzglêdu na s³ab¹ kontrolê otworow¹. SW NE -6-4 -2 Baranowice-1 4 wa³ wolsztyñski Wolsztyn High 8 12 Witowo-1 Wrzeœnia-IG1 16 2 24 28 Deposition systems eoliczny eolian fluwialny fluvial playa -2-4 -6 4 8 12 16 2 24 28-6 -4-2 Baranowice-1 4 wa³ wolsztyñski Wolsztyn High 8 12 Witowo-1 Wrzeœnia-IG1 16 2 24 Zailenie Vsh Clay content,8,7,6,5,4,3,2,1 28-2 -4-6 4 8 12 16 2 24 28-6 -4-2 Baranowice-1 4 wa³ wolsztyñski Wolsztyn High 8 12 Witowo-1 Wrzeœnia-IG1 16 2 24 Porowatoœæ Porosity,25,2,15,1,5 28-2 -4-6 4 8 12 16 2 24 28 Ryc. 5. Modelowana zmiennoœæ facjalno-zbiornikowa utworów czerwonego sp¹gowca w poznañskim sektorze ergu wschodniego i kujawskim sektorze basenu centralnego (przekrój 1) Fig. 5. Modeled variability of facies and reservoir properties of Upper Rotliegend deposits in Poznañ zone of the Eastern Erg and Kujawy zone of the Central Basin (cross-section 1) 359

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 Zmiennoœæ osadów czerwonego sp¹gowca w NW czêœci basenu centralnego odzwierciedla przekrój 4 (ryc. 8). Model w tej strefie jest kontrolowany danymi geofizycznymi z odwiertów Czaplinek-IG2, Resko-1, Piaski-PIG2, Miêdzyzdroje-5 oraz le ¹cych w wiêkszej odleg³oœci otworów Rymañ-1, S³owieñsko-1 i Œwidwin-3. Strop utworów czerwonego sp¹gowca w przedstawianej czêœci basenu jest pogr¹ ony na g³êbokoœci 28 4 m p.p.m. W obrazie zaznacza siê rozleg³a antyklinalna kulminacja w rejonie Piaski-Rymañ i monoklinalne wyniesienie w brze- nej czêœci basenu. W marginalnej strefie basenu w profilu czerwonego sp¹gowca dominuj¹ osady fluwialne z niewielk¹ domieszk¹ osadów eolicznych, których udokumentowana mi¹ szoœæ w ca³ym sektorze pomorskim nie przekracza 5 m. Mi¹ szoœæ sekwencji fluwialnej wzrasta ku SE, osi¹gaj¹c ponad 75 m na wschód od Reska-1. W centralnej czêœci obszaru osady fluwialne przykrywa sekwencja plai, której mi¹ szoœæ rozbudowuje siê ku wschodowi do ok. 6 m. Wykszta³cenie facjalne wyró - nionych sekwencji w modelu stratygraficznym nie jest jednorodne w profilu osadów jeziornych pojawiaj¹ siê liczne wk³adki fluwialne, natomiast sekwencja osadów rzecznych zawiera wiele przewarstwieñ osadów eolicznych i jeziornych (Kiersnowski i in., 28). Przewarstwienia eoliczne, ale tak e fluwialne w œrodkowej partii profilu czerwonego sp¹gowca cechuj¹ siê stosunkowo niskim zaileniem ok. 2% i porowatoœci¹ rzêdu 5 12% (ryc. 8). Warstwy te prawdopodobnie wykazuj¹ ci¹g³oœæ lateraln¹ (ryc. 1). W rejonie Piasków-Rymania, gdzie udokumentowano obecnoœæ gazu, s¹ one pogr¹ one na stosunkowo niewielk¹ g³êbokoœæ ok. 36 m p.p.m. Jeszcze korzystniej przedstawiaj¹ siê rozk³ady zailenia i porowatoœci dalej na SE, gdzie mimo nieznacznego wzrostu pogr¹ enia warstw nastêpuje prawdopodobnie rozbudowa mi¹ szoœci potencjalnych ska³ zbiornikowych. Wk³adki potencjalnie zbiornikowych ska³ uwidaczniaj¹ siê równie w najp³ytszej czêœci zbiornika, gdzie gazonoœnoœæ czerwonego sp¹gowca zosta³a potwierdzona m.in. dziêki odkryciu z³ó Ciechnowo czy Miêdzyzdroje. Problemem poszukiwañ w ca³ej strefie pomorskiej jest na ogó³ bardzo s³aba przepuszczalnoœæ (Papiernik i in., 28b), utrudniaj¹ca odkrycie konwencjonalnych z³ó gazu. Podsumowanie Wykonane modelowania nale y potraktowaæ jako wstêpne testy mo liwoœci przestrzennego modelowania rozk³adu potencjalnie zbiornikowych poziomów w basenie czerwonego sp¹gowca. W celu zwiêkszenia wiarygodnoœci modelu nale y dokonaæ reinterpretacji krzywych geofi- NW SE 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2-6 -4 Wrzeœnia-IG1 Malanów-1 Deposition systems eoliczny eolian fluwialny fluvial playa -4-6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2-6 -4 Wrzeœnia-IG1 Malanów-1 Zailenie Vsh Clay content,8,7,6,5,4,3,2,1-4 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2-6 -4 Wrzeœnia-IG1 Malanów-1 Porowatoœæ Porosity,25,2,15,1,5-4 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 Ryc. 6. Modelowana zmiennoœæ facjalno-zbiornikowa utworów czerwonego sp¹gowca wzd³u pó³nocnej krawêdzi ergu wschodniego (przekrój 2) Fig. 6. Modeled variability of facies and reservoir properties of Upper Rotliegend sediments along northern margin of the Eastern Erg (cross-section 2) 36

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 NW SE 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26-4 -6 Czaplinek-IG1 Z³otów-2 Szubin-IG1 Byczyna-1 Deposition systems eoliczny eolian fluwialny fluvial playa -4-6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26-6 -4 Czaplinek-IG1 Z³otów-2 Szubin-IG1 Byczyna-1 Zailenie Vsh Clay content,8,7,6,5,4,3,2,1-4 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26-6 -4 Czaplinek-IG1 Z³otów-2 Szubin-IG1 Byczyna-1 Porowatoœæ Porosity,25,2,15,1,5-4 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 Ryc. 7. Modelowana zmiennoœæ facjalno-zbiornikowa utworów czerwonego sp¹gowca wzd³u pó³nocnej krawêdzi basenu centralnego (przekrój 3) Fig. 7. Modeled variability of facies and reservoir properties of Upper Rotliegend sediments along northern margin of the Central Basin (cross-section 3) zycznych z wszystkich odwiertów po³o onych w g³êbokiej czêœci basenu czerwonego sp¹gowca oraz dokonaæ pe³nej integracji wyników interpretacji krzywych geofizycznych z danymi laboratoryjnymi. Istotnym czynnikiem, mog¹cym zwiêkszyæ przydatnoœæ modelowania do poszukiwañ naftowych, bêdzie wykorzystanie sejsmiki pod k¹tem interpretacji strukturalnej, tektonicznej oraz analizy atrybutów sejsmicznych. Wa nym elementem przysz³ych analiz powinny byæ przestrzenne modelowania szczelinowatoœci, w miarê mo liwoœci powi¹zane z modelowaniami geomechanicznymi. Szczególny wk³ad w rozpoznanie prawid³owoœci rozmieszczenia poziomów zbiornikowych o dobrej porowatoœci w g³êbokiej czêœci basenu mog³oby wnieœæ w³¹czenie w proces modelowañ 3D wyników analiz sedymentologiczno-petrograficznych, dotycz¹cych m.in. sk³adu ska³, obtoczenia sk³adników szkieletu ziarnowego, charakterystyki i nastêpstwa czasowego procesów diagenetycznych maj¹cych wp³yw na utratê w³aœciwoœci zbiornikowych czy te ich zachowanie pomimo pogr¹ enia na g³êbokoœæ przekraczaj¹c¹ 5 m (Seedhouse i in., 1996). Z tymi zagadnieniami bêdzie siê wi¹za³ bardzo znacz¹cy element przysz³ych analiz zmian przepuszczalnoœci, obejmuj¹cych równie przestrzenn¹ estymacjê wspó³czynnika FZI Flow Zone Index (Jarzyna i in., 29). Ich wyniki pozwol¹ oceniæ, czy w g³êbokiej czêœci basenu jest mo liwe odkrycie wy³¹cznie z³ó gazu zamkniêtego, czy istniej¹ tu równie strefy mog¹ce zawieraæ z³o a konwencjonalne. Wyniki uzyskane na obecnym etapie modelowania pozwalaj¹ na dokonanie ostro nego podsumowania prospekcyjnego. Zdominowana przez utwory eoliczna strefa pó³nocnego obrze enia ergu wschodniego, wzd³u linii Obrzycko-Wrzeœnia-Malanów i dalej na pó³noc, cechuje siê wystêpowaniem znacznej iloœci przewarstwieñ o porowatoœci rzêdu 5 15%. Ich jakoœæ, iloœæ i mi¹ szoœæ spada ku pó³nocy wraz z g³êbokoœci¹ pogr¹ enia. Wyniki modelowania wskazuj¹, e dominuj¹ce warstwy porowatych piaskowców eolicznych i fluwialnych czêsto s¹ przewarstwione wk³adkami niezbiornikowymi o porowatoœci poni ej 5%. W omawianej strefie g³êbszej analizy wymagaj¹ partie przysp¹gowe górnego czerwonego sp¹gowca i, byæ mo e, równie osady dolnego czerwonego sp¹gowca (ryc. 5, 6, 9). W pomorskim sektorze basenu centralnego dominuj¹ osady jeziorne oraz rzeczne. Nadziejê na wystêpowanie nagromadzeñ gazu daj¹ lokalne przewarstwienia s³abo zailonych (ok. 2%) piaskowców eolicznych i fluwialnych (o porowatoœci rzêdu 5 12%). Ze wzglêdu na po³o enie w strefie przysp¹gowej, blisko karboñskich ska³ macierzystych, mog¹ one byæ nape³nione gazem i tworzyæ tzw. sweet 361

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 NW SE 2 4 6 8 1 12 14 16-5 -4-3 Miêdzyzdroje-5 Piaski PIG-2 Resko-1 Deposition systems eoliczny eolian fluwialny fluvial playa -3-4 -5 2 4 6 8 1 12 14 16 2 4 6 8 1 12 14 16-5 -4-3 Miêdzyzdroje-5 Piaski PIG-2 Resko-1 Zailenie Vsh Clay content,8,7,6,5,4,3,2,1-3 -4-5 2 4 6 8 1 12 14 16 2 4 6 8 1 12 14 16-5 -4-3 Miêdzyzdroje-5 Piaski PIG-2 Resko-1 Porowatoœæ Porosity,25,2,15,1,5-3 -4-5 2 4 6 8 1 12 14 16 Ryc. 8. Modelowana zmiennoœæ facjalno-zbiornikowa utworów czerwonego sp¹gowca wzd³u NW krawêdzi basenu centralnego (przekrój 4) Fig. 8. Modeled variability of facies and reservoir properties of Upper Rotliegend sediments along NW margin of the Central Basin Ryc. 9. Diagram p³otowy obrazuj¹cy dystrybucjê przestrzenn¹ warstw o porowatoœci >5% w pó³nocnej czêœci ergu wschodniego Fig. 9. Spatial distribution of layers with porosity >5%, northern part of the Eastern Erg Ryc. 1. Diagram p³otowy obrazuj¹cy dystrybucjê przestrzenn¹ warstw o porowatoœci >5% w pomorskim sektorze basenu centralnego Fig. 1. Spatial distribution of layers with porosity >5%, Pomerania part of Central Basin spots. Prawdopodobieñstwo wystêpowania tego typu nagromadzeñ na Pomorzu jest wysokie, na co wskazuje z³o e gazu Miêdzyzdroje czy niewielka akumulacja stwierdzona w wierceniu Piaski-PIG2. Ze wzglêdu na z³o on¹ budowê geologiczn¹ uzyskanie wiarygodnego wyniku modelowania bêdzie w tym rejonie wymaga³o precyzyjnej interpretacji strukturalno-tektonicznej. Przedstawione badania wykonano w 29 r. w KSE AGH w ramach realizacji prac statutowych KSE AGH pt. Wielowariantowe, trójwymiarowe modele komputerowe zmiennoœci strukturalnej, facjalnej i petrofizycznej wybranych potencjalnych poziomów zbiornikowych w polskich basenach naftowych, zamówionych przez Ministerstwo Œrodowiska i finansowanych ze œrodków NFOŒiGW. Regionalne mapy strukturalne i mi¹ szoœciowe, wykorzystane do opracowania osnowy geometrycznej modelu 3D, wykonano w KSE w latach 26 28 w ramach realizacji tematu Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce, zamówionego przez Ministerstwo Œrodowiska i finansowanego przez NFOŒiGW. Opracowano je z wykorzystaniem programu ZMAP+, udostêpnionego AGH przez Halliburton w ramach umowy o wspieraniu dzia³alnoœci dydaktycznej i naukowej. Do opracowania modelu 3D wykorzystano program Petrel 29 udostêpniony Wydzia³owi Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska AGH przez SIS Schlumberger w ramach umowy o wspieraniu dzia³alnoœci dydaktycznej i naukowej. Literatura ANTONOWICZ L. (red.) 1998a Studium rozwoju tektonicznego po³udniowo-wschodniej czêœci monokliny przedsudeckiej w aspekcie powstania struktur i pu³apek tektonicznych. Arch. Geonafty, Warszawa. ANTONOWICZ L. (red.) 1998b Analiza zmiennoœci cech zbiornikowych osadów fluwialnych czerwonego sp¹gowca w NW czêœci wa³u pomorskiego. Arch. Geonafty, Warszawa. ANTONOWICZ L. (red.) 1999 Ocena w³asnoœci zbiornikowych stropowych partii osadów czerwonego sp¹gowca. Rejon Rogalin-Go³uchów. Arch. Geonafty, Warszawa. Aurelian Oil & Gas PLC, Trzek-1, Polska, 28 http://www.aurelianoil.com/media/15/5%2lutego%228%2r.pdf [dostêp dn. 25.3.21]. BIERNACKA J., LEŒNIAK G. & BUNIAK A. 26 Wp³yw kompakcji i cementacji na w³aœciwoœci zbiornikowe piaskowców eolicznych czerwonego sp¹gowca z obszaru monokliny przedsudeckiej. Pr. Inst. Naft. i Gaz., 134. 362

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21,15,14,13,12,11,1,9,8,7,6,5 izohipsy stropu czerwonego sp¹gowca isohypses of top of Rotliegend 9,15,14,13,12,11,1,9,8,7,6,5 izohipsy stropu czerwonego sp¹gowca isohypses of top of Rotliegend 1 363

Przegl¹d Geologiczny, vol. 58, nr 4, 21 BUNIAK A. 25 Paleogeografia basenu schy³ku górnego czerwonego sp¹gowca. Arch. PGNiG S.A o. Pó³noc, Pi³a. BUNIAK A., KIERSNOWSKI H. & KUBERSKA M. 29 Petrograficzno-petrofizyczna charakterystyka piaskowców eolicznych strefy Siekierki-Winna Góra (ko³o Poznania) w aspekcie poszukiwañ z³ó gazu zamkniêtego w osadach czerwonego sp¹gowca. Prz. Geol., 57, 4: 328 334. BUNIAK A., MIKO AJEWSKI Z. & PROTAS A. 1999 Analiza sedymentologiczna, facjalna i petrograficzna utworów górnego czerwonego sp¹gowca w rejonie Podrzewie-Kalwy-Dopiewo. Arch. PGNiG SA, Oœrodek Pó³noc w Pile. BUNIAK A. & SOLARSKA A. 24 Wystêpowanie z³ó wêglowodorów a wykszta³cenie litologiczno-facjalne utworów górnego czerwonego sp¹gowca na obszarze Pomorza Zachodniego (na przyk³adzie z³ó Ciechnowo i S³awoborze). [W:] Basen permski Ni u Polskiego, czerwony sp¹gowiec, budowa i potencja³ zasobowy. Konferencja Nauk.-Tech. Pi³a, 23.4.24. Wydaw. Nauk. Bogucki, Poznañ: 47 6. BURZEWSKI W., GÓRECKI W., MAÆKOWSKI T., PAPIERNIK B. & REICHER B. 29 Zasoby prognostyczne nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w polskim basenie czerwonego sp¹gowca. Geol. AGH, 35: 123 128. GERLING P., MAY F., SCHULZ H.M. & BERNER U. 24 Underground storage of CO 2. Models applied & further needs. BGR Hannover. http://www.fz-juelich.de/ptj/datapool/iea/19_gerling.pdf [dostêp dn. 25.3.21]. GLENNIE K.W. 199 Introduction to petroleum geology of the North Sea. Blackwell, London. GLENNIE K.W. 1997 History of exploration of the southern North Sea. [In:] Ziegler K., Turner P., Daines S.R. (eds.) Petroleum geology of the southern North Sea: Future Potential. Geol. Soc. London Special. Publ., 123: 5 16. GÓRECKI W. (red.) 27 Nowa strategia i perspektywy poszukiwañ z³ó gazu ziemnego w osadach czerwonego sp¹gowca. Arch. KSE WGGiOŒ AGH, Kraków. GÓRECKI W. (red.) 28 Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce. CAG PIG, Warszawa. HEIDBERG S. & SWINKLES W.J.A.M. 21 Probabilistic reserves estimation procedures. [In:] Guidelines for the evaluation of petroleum reserves and resources. Society of Petroleum Engineers: 41 52. HOCK M., KRAFT T., KLOAS F. & STOWE I. 1995 Lithology and sandstone diagenesis types from petrophysical well logs: a tool for improved reservoir characterization in the Rotliegend formation, Permian basin, Northwestern Germany. First Break, 13, 11: 441 45. IWANOWSKA E., KO ODZIEJCZYK Z., RUDNICKA J., WOJTOWICZ J. & URAWEK E. 1999 Studium rozwoju tektonicznego p³d. -wsch. czêœci Monokliny Przedsudeckiej w aspekcie powstawania struktur i pu³apek tektonicznych. Czêœæ II b: Ocena w³aœciwoœci zbiornikowych stropowych partii osadów czerwonego sp¹gowca rejon: Rogalin-Go³uchów. JARZYNA J., PUSKARCZYK E., BA A M. & PAPIERNIK B. 29 Variability of the Rotliegend sandstones in the Polish part of the Southern Permian Basin permeability and porosity relationships. Ann. Soc. Geol. Pol., 79, 1: 13 26. KARNKOWSKI P.H. 1987 Litostratygrafia czerwonego sp¹gowca w Wielkopolsce. Kwart. Geol., 31, 4: 643 672. KARNKOWSKI P.H. 1996 Historia termiczna a generacja wêglowodorów w rejonie Dobrzycy (Pomorze Zachodnie). Prz. Geol., 44: 349 357. KARNKOWSKI P. 1999 Oil and gas deposits in Poland. Geosynoptics Society GEOS, Kraków. KIERSNOWSKI H. 1997 Depositional development of the Polish Upper Rotliegend Basin and evolution of its sediment source areas. Geol. Quart., 41, 4: 433 456. KIERSNOWSKI H. 1998 Architektura depozycyjna basenu czerwonego sp¹gowca. [W:] Analiza basenów sedymentacyjnych Ni u Polskiego. Pr. Pañstw. Inst. Geo., 165: 113 128. KIERSNOWSKI H. & BUNIAK A. 26 Evolution of the Rotliegend Basin of northwestern Poland. Geol. Quart., 5, 1: 119 138. KIERSNOWSKI H., SKOWROÑSKI L., LIS P., BUNIAK A. & SZEWCZYK J. 28 Zestawienie, przetwarzanie i geometryzacja zbiorów danych, konstruowanie modeli litostratygraficzno-mi¹ szoœciowych i petrofizycznych. [W:] Górecki W. (red.) Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce. CAG PIG, Warszawa. KLETT T.R., AHLBRANDT T. S., SCHMOKER J.W. & DOLTON G.L. 1997 Ranking of the oils and gas provinces by known petroleum volume. USGS Open File Report: 97 463. KUBERSKA M. 21 Spoiwa ilaste piaskowców czerwonego sp¹gowca w kujawsko-pomorskim segmencie bruzdy œrodkowopolskiej. Prz. Geol., 49: 345. KUBERSKA M. 24 Diageneza osadów czerwonego sp¹gowca w strefie Szczecinek-Bydgoszcz (Pomorze Zachodnie). Biul. Pañstw. Inst. Geol., 411: 87 153. LEVEILLE G.P., KNIPE R.J., MORE C., ELLIS D., DUDLEY G., JONES G., FISHER Q.J. & ALLINSON G. 1997a Compartmentalization of Rotliegendes gas reservoirs by sealing faults, Jupiter Fields Area, Southern North Sea. [In:] Ziegler K., Turner P. & Daines S.R. (eds.) Petroleum geology of the southern North Sea: Future potential. Geol. Soc. London Special. Publ., 123: 87 14. LEVEILLE G.P., PRIMMER T.J., DUDLEY G., ELLIS D. & ALLINSON G.J. 1997b Diagenetic controls on reservoir quality in Permian Rotliegendes Sandstones, Jupiter Fields Area, Southern North Sea. [In:] Ziegler K., Turner P. & Daines S.R. (eds.) Petroleum geology of the Southern North Sea: Future potential. Geol. Soc. London Special. Pub., 123: 15 122. MALISZEWSKA A. 1996 Wybrane zagadnienia diagenezy ska³ klastycznych. Prz. Geol., 44, 6: 586 595. MALISZEWSKA A. & KUBERSKA M. 28 Spoiwa ska³ górnego czerwonego sp¹gowca w zachodniej czêœci Ni u Polskiego w ujêciu kartograficznym. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 429. New Discovery: Tight Gas Well Leer Z4, 25 http://www.wintershall.mobi/2.html?&l= [dostêp dn. 25.3.21]. NOWICKA A. & WOLNOWSKA-ŒLEMP M. 24 Charakterystyka utworów górnego czerwonego sp¹gowca i ich potencja³ zasobowy na Pomorzu. [W:] Basen permski Ni u Polskiego, czerwony sp¹gowiec, budowa i potencja³ zasobowy. Konferencja Nauk.-Tech. Pi³a, 23.4.24. Wydaw. Nauk. Bogucki, Poznañ: 39 45. PAPIERNIK B., BOTOR D., S UPCZYÑSKI K., MACHOWSKI G. & MACHOWSKI W. 27a Analiza dotychczasowych wyników poszukiwañ z³ó gazu ziemnego w osadach czerwonego sp¹gowca. [W:] Górecki W. (red.) Nowa strategia i perspektywy poszukiwañ z³ó gazu ziemnego w osadach czerwonego sp¹gowca. Arch. KSE WGGiOŒ AGH, Kraków. PAPIERNIK B., APINKIEWICZ P. & GÓRECKI W. 27b Petrofizyczne uwarunkowania ropo-gazonoœnoœci utworów dewonu i karbonu w po³udniowej czêœci niecki miechowskiej w œwietle wyników modelowañ komputerowych. Geol. AGH, 33, 4: 341 374. PAPIERNIK B., PROTAS A., SEMYRKA R. & ZAJ C A. 27c Diagenetic processes versus reservoir properties od Rotliegendes sandstones. [In:] The new strategy and perspectives of natural gas fields exploration in Rotliegendes deposits. Arch. KSE, WGGiOŒ AGH, Kraków. PAPIERNIK B., BUNIAK A., HAJTO M., KIERSNOWSKI H., ZYCH I., MACHOWSKI G. & JASNOS J. 28a Model pojemnoœciowy utworów czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego na podstawie laboratoryjnych badañ petrofizycznych i interpretacji geofizyki wiertniczej. [W:] Górecki W. (red.) Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce. CAG PIG, Warszawa. PAPIERNIK B., HAJTO M., GÓRECKI W., S UPCZYÑSKI K., MACHOWSKI G., KRACH J., ZAJ C A., GANCARZ M., JASNOS J., ZYCH I. & SZCZYGIE M. 28b Zestawienie, przetwarzanie i geometryzacja zbiorów danych, konstruowanie modeli litostratygraficzno- -mi¹ szoœciowych i petrofizycznych. [W:] Górecki W. (red.) Zasoby prognostyczne, nieodkryty potencja³ gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca i wapienia cechsztyñskiego w Polsce. CAG PIG, Warszawa. PAPIERNIK B., MACHOWSKI G., S UPCZYÑSKI K. & SEMYRKA R. 29a Geologiczny model rejonu akumulacji ropno-gazowej Lubiatów-Miêdzychód-Grotów (LMG). Geol. AGH, 35: 175 182. POKORSKI J. 1981 Propozycja formalnego podzia³u litostratygraficznego czerwonego sp¹gowca na Ni u Polskim. Kwart. Geol., 25, 1: 41 58. POKORSKI J. 1998 Perspektywy wystêpowania z³ó gazu ziemnego w utworach czerwonego sp¹gowca. [W:] Analiza basenów sedymentacyjnych Ni u Polskiego. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 165: 293 298. POPRAWA P. & KIERSNOWSKI H. 28 Perspektywy poszukiwañ z³ó gazu ziemnego w ska³ach ilastych oraz gazu ziemnego zamkniêtego w Polsce. Biul. Pañstw. Inst. Geol., 429: 145 152. POSZYTEK A. 27 Sedimentary processes diversifying of reservoir properties of the Upper Rotliegend deposits in the Fore-Sudetic Monocline. [In:] EAGE 69 th Conference & Exhibition, London, UK, 11 14.6.27. ROSS J.G. 21 Petroleum resources classifications and definitions. [In:] Guidelines for the evaluation of petroleum reserves and resources. Society of Petroleum Engineers: 7 24. SEEDHOUSE J., BURLEY S. & WAKEFIELD M. 1996 Porosity evolution in aeolian Rotliegend Sandstones from the Polish Central Trough. British Gas, Research & Technology. SHANLEY K.W., CLUFF R.M. & ROBINSON J.W. 24 Factors controlling prolific gas production from low-permeability sandstone reservoirs: Implications for resource assessment, prospect development, and risk analysis. AAPG Bull., 88, 8: 183 1121. SWINKLES W.J.A.M. 21 Aggregation of reserves. [In:] Guidelines for the evaluation of petroleum reserves and resources. Society of Petroleum Engineers: 53 72. WOLNOWSKI T. 24 Prognoza zasobnoœci czerwonego sp¹gowca w basenie permskim Ni u Polskiego w œwietle nowych technik poszukiwawczych. [W:] Basen permski Ni u Polskiego, czerwony sp¹gowiec, budowa i potencja³ zasobowy. Konferencja Nauk.-Tech. Pi³a, 23.4.24. Wydaw. Nauk. Bogucki, Poznañ: 17 3. WÓJCICKI A. (red.) 29 Opracowanie i rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego sk³adowania CO 2 wraz z ich programem monitorowania. CAG PIG, Warszawa. Praca wp³ynê³a do redakcji 8.2.21 r. Po recenzji akceptowano do druku 1.2.21 r. 364