Wykształcenie litologiczne utworów zbiornikowych ujętych w pułapkę naftową, dobre właściwości zbiornikowe, oraz obecność izolującego kompleksu ewaporatów cechsztyńskich stworzyły korzystne warunki dla akumulacji węglowodorów, przede wszystkim w górnej przystropowej części utworów czerwonego spągowca. Liczne złoża na obszarze monokliny koncentrują się w sąsiedztwie wgłębnych stref naruszeń tektonicznych wskazując na ich rolę w formowaniu pułapek. Dotychczas odkryte złoża gazu ziemnego występują w marginalnej części basenu czerwonego spągowca, gdzie dominują litofacje piaskowców eolicznych i fluwialnych (rys. 2.5).
W niecce poznańskiej wypełnionej osadami dolnego permu, w tym eolicznymi i fluwialnymi górnego czerwonego spągowca, odkryto dotychczas złoża gazu ziemnego zakumulowane głównie w pułapkach strukturalnych ekranowanych tektonicznie (rys. 2.5). Największym dotychczas odkrytym złożem gazu ziemnego w niecce poznańskiej zakumulowanym w tego typu pułapce jest Radlin o powierzchni 14,835km2 i zasobach wydobywalnych w kategorii B oszacowanych na 10288,91 mln Nm3 (Karnkowski, 1993; Pękalska-Oświęcimska, 1995). Perspektywicznymi okazały się również obiekty strukturalne związane ze strefą dyslokacyjną Poznań-Kalisz (SDPK) tworzącą system mezozoicznych rowów i półrowów tektonicznych o przebiegu NW-SE. Z tą strefą tektoniczną związane są
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
złoża gazu ziemnego w utworach górnego czerwonego spągowca (np. Klęka) zakumulowane w pułapkach strukturalnych ekranowanych tektonicznie, powstałych w wyniku aktywności przesuwczej podłoża w czasie rozwoju SDPK (Kwolek, 2002; Kwolek, Buniak, 2004).
Obok pułapek strukturalnych, tektonicznych i strukturalno-geomorfologicznych w niecce poznańskiej występują różnego rodzaju pułapki litologiczne, na ogół jednak kombinowane: litologiczno-tektoniczne (np. Rusocin), litologiczno-strukturalne (np. Paproć) i litologiczno-diagenetyczne (np. Ujazd), (rys. 2.5). Pułapki tego typu zlokalizowane są przy północno-wschodniej krawędzi wału wolsztyńskiego. Występowania pułapek litologicznych można oczekiwać w niższych partiach profilu czerwonego spągowca w strefach zazębiania piaskowców eolicznych i osadów ilasto-mułowcowych plaji w głębszej części basenu oraz pod uszczelnieniem osadami fluwialnymi piaskowców eolicznych. W basenie polskim dotychczas nie odkryto akumulacji gazowej o znaczeniu przemysłowym w spągowych partiach czerwonego spągowca, w których zbiornikiem są piaskowce fluwialne lub eoliczne uszczelnione przewarstwieniami ilastych osadów plaji.
Dotychczasowe prace dotyczące wyjaśnienia genezy antyklinalnych struktur złożowych w stropie czerwonego spągowca po NE stronie wału wolsztyńskiego wiązały powstanie pułapki Radlin i szeregu struktur pod rowami mezozoicznymi ze starokimeryjskimi deformacjami tektonicznymi, przy współudziale tektoniki przesuwczej podłoża podpermskiego (Antonowicz, Iwanowska, 1996; Karnkowski 1999; Kwolek, 2002). Ostateczne uformowanie geometrii struktur i ich zamknięć tektonicznych odbyło się w późniejszych etapach alpejskiej ewolucji tektonicznej w okresie młodokimeryjskim i laramijskim. Na przełomie kredy i trzeciorzędu rozpoczęły się silne ruchy wynoszące związane z fazą laramijską orogenezy alpejskiej. Inwersja była zróżnicowana terytorialnie, a o jej dużych rozmiarach świadczą podtrzeciorzędowe wychodnie jury dolnej i triasu w południowej części monokliny przedsudeckiej. Na jej skłonie była mniejsza, zanikając w centrum niecki mogileńsko-łódzkiej. Jej zasadniczym efektem było pochylenie obszaru przedsudeckiego w kierunku NE do aktualnego położenia. Zaznaczyło się wyraźne zróżnicowanie terytorialne kąta regionalnego nachylenia stropu czerwonego spągowca. W zachodniej części niecki poznańskiej do strefy dyslokacyjnej Poznań-Oleśnica nie przekracza 1.5 stopnia, wzrastając w kierunku wschodnim do 3 stopni. Takie ukształtowanie strukturalne określa główne kierunki migracji gazu z części centralnej ku peryferiom basenu (Słupczyński, 1979). W wyniku przebudowy tektonicznej część złóż uległa rozformowaniu, a uwolnione węglowodory zasilały pułapki znajdujące się w wyższej pozycji strukturalnej lub uległy
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
rozproszeniu. Nie jest wykluczone, że w tym najmłodszym, kompresyjnym etapie deformacji tektonicznych mogło dojść do niekorzystnego zniwelowania amplitud pułapek w stropie czerwonego spągowca.
Zdaniem Antonowicza i Iwanowskiej (1996) uskoki w stropie czerwonego spągowca w rejonie Radlina są strukturami nadprzesuwczymi powstałymi w wyniku starokimeryjskich przesuwczych przemieszczeń prawoskrętnych wzdłuż dyslokacji w podłożu podpermskim. Uskoki skośne do dyslokacji głównej Radlina ograniczającej od SW pułapkę złożową są interpretowane jako ścięcia Riedla. Poprzedziły one powstanie przedłużenia wgłębnej powierzchni uskoku podpermskiego. Transtensyjny reżim starokimeryjskiej fazy tektonicznej preferował niskokątowe ścięcia Riedla, aż do pozycji równoległej. Trzeba jednak odnotować, że większość z tych uskoków występuje w pobliżu krawędzi wałów anhydrytowych PZ1, utworzonych prawdopodobnie nad wyniesieniami podłoża podcechsztyńskiego. Wzdłuż głównej dyslokacji o przebiegu NW-SE zamykającej od SW strukturę złożową Radlin zaznacza się zróżnicowanie rozprzestrzenienia i miąższości anhydrytów dolnych A1D i soli najstarszej Na1. Występowanie wału anhydrytowego bezpośrednio nad SE częścią pułapki złożowej jest związane z obecnością paleowyniesienia podłoża podcechsztyńskiego, które zapewne rozwinęło się na starszych waryscyjskich założeniach tektonicznych aktywnych jeszcze w czasie sedymentacji ewaporatów cyklotemu PZ1.Jak już wspomniano wcześniej z krawędziami tych wałów związane jest występowanie uskoków w podłożu uznanych przez Antonowicza i Iwanowską (1996) za ścięcia Riedla. Nie negując genezy głównego uskoku Radlina zaproponowanej przez tych Autorów nie można wykluczyć, że już we wczesnym cechsztynie powstały dyslokacyjne zamknięcia wyniesień w stropie czerwonego spągowca pod wałami anhydrytowymi. Północno-zachodni fragment walnej dyslokacji Radlina, nie skojarzony z występowaniem nadległego wału anhydrytowego powstał zapewne dopiero na etapie starokimeryjskich transtensyjnych ruchów tektonicznych. Południowo-wschodni fragment tej dyslokacji jest prawdopodobnie znacznie starszy i istniał już we wczesnym cechsztynie. Uformowana w tym czasie przy nim pułapka Radlina była w późniejszych etapach rozwoju obszaru modyfikowana w wyniku zmieniających się reżimów tektonicznych. Cechą charakterystyczną dyslokacji zamykających wyniesienia antyklinalne w stropie czerwonego spągowca zarówno struktury Radlin, jak i sąsiednich (np. Winna Góra, Środa Wlkp.) jest krzywoliniowy ich przebieg, zmienność zrzutu i nachylenia płaszczyzny wzdłuż biegu, co jest charakterystyczne dla uskoków przesuwczych. Zasadniczym problemem interpretacji genezy struktur złożowych w stropie czerwonego spągowca jest jednak brak pewnych informacji odnośnie tektoniki podłoża podpermskiego.
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Dla porównania, w północno-zachodnim basenie niemieckim większość pułapek naftowych formowała się od najpóźniejszego czerwonego spągowca do początku cechsztynu. Pułapki w czerwonym spągowcu były modyfikowane w późniejszych etapach ewolucji tektonicznej obszaru, ale tylko przez ruchy całych bloków podłoża (Schwarzer, Littke, 2007).
Wyniki wierceń w rejonie Piła-Poznań-Konin wykazały, że w głębszej części basenu, ale w partiach przyspągowych czerwonego spągowca występują poziomy piaskowcowe o porowatości przekraczającej 8,5%, z których uzyskano przypływy zgazowanych wód złożowych. Wskazuje to na możliwość odkrycia w tej głębszej strefie basenu złóż gazu ziemnego w przyspągowych partiach czerwonego spągowca, w podobnych warunkach jak to ma miejsce na złożu Gröningen (Karnkowski i in., 1993), oraz w basenie niemieckim w rejonie wyniesienia Altmark, gdzie akumulacje gazowe w osadach czerwonego spągowca występują zarówno w partiach spągowych, jak i stropowych. W partii przyspągowej skały zbiornikowe znajdują się w najniższej części formacji Parchim oraz Mirow (rys. 2.11), które są uszczelnione przez mułowce, iłowce, a częściowo sole tworząc pułapki stratygraficzne i stratygraficzno-strukturalne (McCann, 1998). W górnej części czerwonego spągowca obejmującej formacje Dethlingen i Hannower (rys. 2.11) powszechnie występują pułapki strukturalne. Wokół lokalnych wyniesień podłoża występują również kombinowane pułapki stratygraficzno-strukturalne. Niejednokrotnie są to niewielkie, pojedyncze pułapki trudne do zlokalizowania badaniami sejsmicznymi, podobnie jak w basenie polskim. W NE części basenu niemieckiego złoża w czerwonym spągowcu występują w osadach eolicznych i fluwialnych, a ich porowatości efektywne dochodzą do 29% (Müller 1990). W rejonie wyniesienia Altmark (Altmark High) największe niemieckie złoże gazu ziemnego w czerwonym spągowcu Salzwedel-Peckensen występuje w znacznej mierze w facjach fluwialnych, a jedynie częściowo w eolicznych. Na północny wschód od wyniesienia wolsztyńskiego w największym w niecce poznańskiej złożu Radlin gaz zakumulowany jest głównie w piaskowcach facji eolicznej, o podobnych jak w złożu Salzwedel-Peckensen maksymalnych porowatościach dochodzących do 26%. W basenie północnoniemieckim dobrymi zbiornikami są również piaskowce deponowane na wybrzeżach jeziora pustynnego (facji jeziornych) w lokalnych obniżeniach strukturalnych (Müller 1990).
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie 2.4. KARBOŃSKO-DOLNOPERMSKI SYSTEM NAFTOWY
Budowa geologiczna i ewolucja tektoniczna obszaru eksternidów waryscyjskich i ich przedpola warunkuje rozdzielność karbońsko-permskiego systemu naftowego na podsystem generacyjny karbońskiego członu platformy paleozoicznej i podsystem akumulacyjny jej dolnopermskiej pokrywy zbiornikowej uszczelnionej ewaporatami cechsztynu. Najbardziej istotnym elementem analizy i modelowania tego systemu naftowego jest odtworzenie czasowej relacji pomiędzy generowaniem węglowodorów z karbońskich skał macierzystych, ich migracją w kierunku poziomów zbiornikowych czerwonego spągowca, a sedymentacją uszczelniających ewaporatów cechsztyńskich i czasem powstania pułapek naftowych. Te relacje czasowe w połączeniu z geochemią i fizyką procesów naftowych decydowały o powstaniu i zachowaniu akumulacji gazu ziemnego w zbiornikowych utworach czerwonego spągowca.