ANALIZA STATYSTYCZNA PARAMETRÓW PETROFIZYCZNYCH W OBRĘBIE WYDZIELONYCH SYSTEMÓW DEPOZYCYJNYCH DOLOMITU

GŁÓWNEGO

Platforma węglanowa Na platformie węglanowej dolomitu głównego obszaru:

Międzychód-Grotów-Sieraków dominującą mikrofacją są utwory ziarnozwięzłe, których średni udział w całym profilu dolomitu głównego wynosi aż 81%. Utwory te mają najlepsze własności zbiornikowe w obrębie tej strefy sedymentacyjnej. Charakteryzują się one największą średnią porowatością efektywną – 10,18%, niestety posiadają bardzo słabe własności filtracyjne, ponad połowa badanych próbek jest prawie nieprzepuszczalna, ich średnia harmoniczna przepuszczalność wynosi 0.002 mD a wartość mediany 0.001 mD. Zdarzają się jednak próby o względnie dużej przepuszczalności, maksymalna przepuszczalność w obrębie tej mikrofacji wynosi 302.22 mD. Skały ziarnozwięzłe charakteryzują się stosunkowo niską gęstością objętościową (śr. 2,54 g/cm³) oraz niską zwięzłością (śr. 89.81%), w stosunku do pozostałych mikrofacji występujących na platformie węglanowej dolomitu głównego (Tab.V.2.2). Średnia wielkość średnicy kapilary utworów ziarnozwięzłych na platformie węglanowej wynosi 0.58 µm, dla porównania w odwiertach u podnóża platformy w utworach tej samej mikrofacji wartość ta wynosi

2.26 µm. Większość porów ma średnicę poniżej 1 µm, tylko 33% całej przestrzeni porowej to pustki o średnicy powyżej 1 µm. Wielkość powierzchni właściwej przestrzeni porowej utworów ziarnozwięzłych na platformie węglanowej zmienia się w zakresie od 0 do 2.47 m²/g osiągając wartość średnią 0.56 m²/g, i zbliżoną wartość mediany 0.55 m²/g.

Następną grupą mikrofacjalną występującą na platformie węglanowj dolomitu głównego obszaru Grotowa są bandstony, których udział wynosi 19% z całej populacji. Utwory te maja zdecydowanie słabsze własności zbiornikowe niż mikrofacja ziarnozwięzła. Porowatość efektywna zmienia się w zakresie od 0.01 do 18.1% i osiąga niską wartość średnią wynoszącą 4.82%. Skały te mają bardzo słabą przepuszczalność, średnia harmoniczna i mediana wynoszą 0.001 mD. Tylko 26% wszystkich porów budujących przestrzeń porową tej mikrofacji ma średnicę powyżej 1 µm, średnia wielkość średnicy kapilary wynosi 0.305 µm a średnia wielkość powierzchni właściwej przestrzeni porowej 0.78 m²/g.

Na platformie węglanowej dolomitu głównego najrzadziej występują utwory mułozwięzłe i mają one zdecydowanie najgorsze własności zbiornikowe. Są to skały bardzo zwięzłe, średnia zwięzłość wynosi 97.15% (Tab. V.2.2). Porowatość efektywna zmienia się w zakresie od 0.6 do 9.7%, osiągając wartość średnią 2.8% (Tab. V.2.2, Fig. V.2.1, V.2.2) Skały te mają także najmniejszą zdolność do filtracji, maksymalna wartość przepuszczalności poziomej wynosi 3.31 mD. Średnia wartość średnicy porów utworów mułozwięzłych na platformie wynosi 0.45 µm, a 31 % wszystkich porów charakteryzuje się średnicą powyżej 1 µm. Oczywiste jest, że utwory mułozwięzłe mają zdecydowanie większą powierzchnię właściwą przestrzeni porowej, której średnia wartość wynosi aż 0.88 m2/g.

Analizując wykres rozrzutu porowatości efektywnej od wielkości średnicy kapilary (Fig. V.2.17), należy zauważyć, że przy takiej samej wartości porowatości efektywnej, na platformie węglanowej przestrzeń porową budują pory o zdecydowanie mniejszej średnicy. Przestrzeń porowa utworów węglanowych platformy charakteryzuje się gęstszą siatką, ale drobniejszych porów niż utwory położone u podnóża platformy węglanowej. Współczynnik korelacji tych dwóch parametrów w obrębie platformy wynosi r=0.45 a determinacji r²=0.2. Próbom o porowatości 5% odpowiadają pory o średnicy 0.5 µm, porowatość efektywna 10% jest charakterystyczna dla porów o średnicy 1.5 µm, porowatość 15% - średnica kapilary 2 µm, a porowatość powyżej 20% odpowiada porom o średnicy większej niż 3 µm.

Najlepszą porowatością dynamiczną dla ropy naftowej na platformie węglanowej dolomitu głównego charakteryzują się utwory ziarnozwięzłe, dla których średnia wartość porowatości wynosi 5.4%, następnie bandstony – średnia wartość porowatości 2.52 % a najgorszą porowatość mają utwory mułozwięzłe – 1.2 %. Podobny rozkład występuje w przypadku wyników pomiarów porowatości dynamicznej dla gazu, średnia wartość w przypadku utworów ziarnozwięzłych wynosi 13.215 %, bandstonów 6.44 % a najgorszą porowatość dynamiczną dla gazu mają utwory mułozwięzłe – 4.14 % (Tab.V.2.5). Na platformie węglanowej istnieją bardzo słabe zdolności do przepływu i akumulacji ropy naftowej, ale wystarczające dla przemieszczania się cząstek gazowych w danym rodzaju przestrzeni porowej.

Ze względu na bardzo duży udział skał o znikomej przepuszczalności na platformie węglanowej, obserwuje się bardzo słabą korelację pomiędzy porowatością a przepuszczalnością (Fig. V.2.13), współczynnik korelacji

r wynosi zaledwie 0.06, a współczynnik determinacji r²=0.004. Patrząc jednak na utwory, w których występują lepsze własności zbiornikowe powstałe na skutek wtórnych procesów – porowatość i przepuszczalność mikroszczelinową, zauważa się wyraźną, właściwą korelację, w której wraz ze wzrostem porowatości wzrasta przepuszczalność utworów dolomitu głównego.

Bardzo znaczna ujemna korelacja występuje między porowatością efektywną a gęstością objętościową utworów platformy węglanowej (Fig. V.2.15). Zależność ta jest opisana wyjątkowo wysokim współczynnikiem korelacji r= -0.93 i współczynnikiem determinacji r2=0.87. Można założyć, że skały platformy o średniej gęstości wynoszącej 2.58 g/cm³ będą się charakteryzowały porowatością rzędu 10%, skały o gęstości 2.42 g/cm³ będą miały porowatość 15%, a skały o dobrej porowatości powyżej 25% będą miały niską gęstość objętościową wynoszącą poniżej 2.12 g/cm³.

Podsumowując, skały platformy węglanowej zbudowane są głównie z utworów ziarnozwięzłych oraz bandstonów, mikrofacja utworów mułozwięzłych występuje w profilu dolomitu głównego najrzadziej. Są to skały o słabych własnościach zbiornikowych. Przestrzeń porowa utworów platformowych zbudowana jest z dużej ilości bardzo małych porów, w których teoretycznie nie ma możliwości przepływu dla ropy naftowej. Wpływ na taki układ własności petrofizycznych platformy miały procesy cementacji i kompakcji, oraz brak czynników powodujących spękanie i pokruszenie węglanów, a co za tym idzie powstania szczelinowatości.

Podnóże platformy węglanowej. Utwory podnóża platformy węglanowej

dolomitu głównego półwyspu Grotowa osadzały się w zdecydowanie odmiennych warunkach niż utwory platformowe. Świadczą o tym wyniki analizy statystycznej, które pozwalają na dokładne scharakteryzowanie własności zbiornikowych oraz rodzaju przestrzeni porowej całej populacji utworów znajdujących się w tej strefie sedymentacyjnej. Podstawowa różnica to wykształcenie mikrofacjalne, ponieważ profil dolomitu głównego tej strefy paleogeograficznej zbudowany jest z utworów ziarnozwięzłych i mułozwięzłych, a pozbawiony bandstonów.

Utwory ziarnozwięzłe podnóża platformy węglanowej charakteryzują się najlepszymi parametrami zbiornikowymi na całym analizowanym obszarze. Porowatość efektywna utworów tej mikrofacji zmienia się od 0.4 do 33 %, osiągając wartość średnią 16.57 % i medianę 16.50 % (Tab. V.2.5). Przepuszczalność tych utworów zmienia się w bardzo szerokim zakresie od 0.001 mD do 500 mD, dlatego do analizy należy użyć wartości średniej geometrycznej – która wynosi 0.48 mD, średniej harmonicznej – 0.005 mD oraz wartości mediany 1.3 mD. Na rozkładzie przepuszczalności [LogK] ( Fig. V.2.3, Fig V.2.4 tylko 37% badanych prób ma bardzo niską przepuszczalność rzędu 0.001 mD, odpowiadającą przepuszczalności matrycy skalnej, pozostałe utwory osiągają wartości przepuszczalności od 0.1 do 500 mD (przepuszczalność mikroszczelinowa). Wyniki przepuszczalności poziomej i porowatości efektywnej pozwalają na zakwalifikowanie mikrofacji ziarnozwięzłej utworów podnóża platformy węglanowej półwyspu Grotowa jako dobre skały zbiornikowe. Skały te mają zdolność do przewodzenia i akumulacji gazu ziemnego oraz ropy naftowej. Średnia porowatość dynamiczna dla ropy w obrębie tej mikrofacji wynosi 12.76 % a średnia porowatość dynamiczna dla gazu 15.49 % (Tab. V.2.5).

Większość pustek budujących przestrzeń porową utworów ziarnozwięzłych u podnóża platformy ma średnicę większą od 1 µm, średnia wielkość średnicy kapilary wynosi 2.26 µm (Fig.V.2.9, V.2.10), znajduje to potwierdzenie w małej wielkości średniej powierzchni właściwej przestrzeni porowej – 0.34 m²/g (Tab.V.2.5, Fig V.2.11, V.2.12).

Utwory ziarnozwięzłe mają niską średnią gęstość objętościową – 2.35 g/cm3 oraz zwięzłość rzędu 83%.

Mikrofacja utworów mułozwięzłych podnóża platformy ma słabsze własności zbiornikowe niż utwory ziarnozwięzłe, ale zdecydowanie lepsze niż utwory tej samej mikrofacji znajdujące się na platformie węglanowej. U podnóża platformy średnia porowatość efektywna wynosi 6.103% (Tab.V.2.3), dla porównania średnia porowatość utworów mułozwięzłych na platformie wynosi zaledwie 2.84 % (Tab. V.2.2). Przepuszczalność pozioma omawianych utworów waha się od 0.001 do 51.15 mD, średnia geometryczna wynosi 0.01 mD, średnia harmoniczna 0.002 mD a mediana 0.001 mD. Związane jest to z mniejszą wielkością średnicy porów w tych utworach – wynoszącą 0.86 µm, tylko 53% wszystkich porów ma średnicę większą od 1 µm, a aż 19 % to pory o średnicy poniżej 0.1 µm (Tab. V.2.5). Niemniej jednak średnia porowatość dynamiczna dla ropy wynosi w tych utworach 4.82 % a dla gazu 6.49%, co nie wyklucza skał mułozwięzłych podnóża platformy jako potencjalnie zbiornikowych, przy wystąpieniu wtórnych procesów zwiększających możliwości przepływu.

Utwory platformowe wykazują lepszą korelację porowatości efektywnej w stosunku do przepuszczalności poziomej (Fig. V.2.13). Współczynnik korelacji wynosi zaledwie 0.26, a determinacji 0.07, gdyby jednak rozdzielić populację wyników przepuszczalności, na przepuszczalność pierwotną i wtórną, to można przyjąć następujący trend zmienności dla wtórnych własności zbiornikowych utworów podnóża platformy:

• skały o średniej porowatości 5 % osiągną średnią wartość przepuszczalności około 0.35 mD,

• skały o średniej porowatości rzędu 10% będą charakteryzowały się przepuszczalnością około 5.0 mD,

• skały o średniej porowatości powyżej 15% będą miały przepuszczalność powyżej 11 mD.

W wyniku analizy statystycznej stwierdzono występowanie bardzo dobrej korelacji między porowatością efektywną a gęstością objętościową utworów położonych u podnóża platformy węglanowej dolomitu głównego (Fig. V.2.15) o współczynniku korelacji r=-0.97 i równie wysokim współczynniku determinacji r²=0.95. Można przyjąć, że utwory o średniej porowatości rzędu 10% osiągną średnią gęstość objętościową 2.56 g/cm³, utwory bardziej porowate w których średnia porowatość efektywna wynosi 15 % będą miały gęstość 2.41 g/cm³, a utwory o porowatości rzędu 30 % będą się charakteryzowały gęstością około 1.98 g/cm³.

Wykres zależności porowatości efektywnej od wielkości średnicy porów wykazuje bardzo duży wpływ strefy sedymentacji utworów (Fig. V.2.17) oraz wykształcenia mikrofacjalnego (Fig. V.2.18) na obecne wykształcenie przestrzeni porowej. Utwory u podnóża platformy charakteryzują się zdecydowanie wyższą średnicą pustek kształtujących przestrzeń porową, współczynnik korelacji r=0.42 i współczynnik determinacji pozwalają na przyjęcie następującego trendu zmienności:

Śr. porowatość efektywna ÷ śr. wielkość średnicy kapilary 5 % ÷ 0.5 µm 10 % ÷ 1.3 µm 15 % ÷ 2.1 µm 20 % ÷ 2.9 µm >25 % ÷ >3.6 µm

Wykres rozrzutu wielkości średnicy kapilary od gęstości objętościowej (Fig. V.2.19) ilustruje korelację opisywaną współczynnikiem r=0.4 o ważności r2=0.16. Utwory u podnóża platformy mają zdecydowanie większy rozrzut wielkości porów przy tej samej gęstości objętościowej skały, niż utwory platformy węglanowej, dlatego też utwory te wykazują słabszą korelację.