Występowanie siarkowodoru w gazach ziemnych cechsztyńskiego dolomitu głównego na Niżu Polskim

STAmSŁAW DEPOWSXI, JADWIGA XROLICKA " In8t7tUt Geologiemy

WYSTĘPOW

ANIE SIARKOWODORU W GAZACH ZIEMNYCH

CECHSZTffiSKIEGO DOLOMITU

GŁOWNEGO

NA NIZU POLSKIM

W wyniku badań i poszukiwań nagromadzeń

p.

'

zu ziemnego w pennie na Niżu Polskim stwierdzono w cechsztyńsildm dolomicie głównym obecność stref z gazami ziemnymi o dużych zawartościach sial'lko-wodoru. NajbardZie, interesujące, wylli1U

w

tym wŻględzie 'dał obwar badawczy Instytutu GeOtlogiC!E-nego w t'ejonie Kalisza i wiercenia g6rnictwa nafto.-wego wykanane wrejanie Barezewa i Mierzyna w południowo-wschodniej częśctl basenu permskiego na Niżu Polsldm omz otwar badawczy linstytutu Geolo-g.!.cznego ,w' .rejocmie Człuchowa. ObBCll1OŚĆ gaz6w ze znacznymi zalW8l'tościami siarkowodoru. towalrzyszą­ cych ropom naftawym, stwierdZono natomiast w re-jonie Kamienia Pomorskiego i Buka (ryc. 1).

W otworze badawczym Instytutu Ged1<Jglcmego, odwierconym w rej onie KaHsza, nawiercoo'P cec~­ s7Jtyński dolomiłt gł6wny na głębokości 3233 m, przy czym nliąaość jego wynosiła około 6 m, a

Tepreze:n-Ryc. l. Rozmieszczenłe wtl8tępowanł4 ał4"ko1DOdot'u , 10 'gazach ziemnych ceChsztyńskiego dolom"u

głów-, nego na Niżu Pol8kim.

1 - złota ropy nattoweJ w dolomlc.\e p6wnym, I - złota

lIazu ziemnego w do1om!cle gł6wn7m. 3 - w Ucm1ku

lIa-wartość .tarki w ropie w ,. wagowych, w m1anownlku

za-wartość siarkowodoru w gazie ziemnym w ,. objętodclo­ wych, " - graDlca lI8I1ęgu cechsztynu według R.' Wagnera,

a -

zaB1ęll wystf:powanla facji organodetrytycznych cech-ntyiuJk1ego dolomitu gł6wnego wg R. Wagnera, 8 - strefa

WJ'IIUłpowan1a gu6w lIlemnych II dutymi lawanoklam! H,S, 'l - strefa prąpullllCll8lnego wystęPOWaDla gu6w

zI.em-D7ch li wifł,kaym1 Iawartok1am1 :a:ł!.

UKD • • 48:Ił3.2'12.511 :5113.881[.8112:6111. 'l38.lI(ł3a:25i) towany był pxU.z tak zwaną facjlfbasenową,tj.

de-mn.oszary dolomit ilasty. Stwi6l'dzooo w tym pozio-mie obecność si1nych spęań" a także br.ekC3ł'tekto-,

nicZllej. U~o z tego patiamu przypływ solaokl typu ohlarkOlW'O-wapniqwego' o' mkleraHzacJi ,336 ,gil , i anomaJnde wysokim ciśnieniu okolo 780 a1m(2), któ-.rej tciwa.r.zyszył

gaz

ziemny

r.cirz:puszczoni'

óW'

solance,

zawierający gł6v,mie sJarkowod6rC'/. objJ:

CHc-0,310086, c.He - 0,000011, C,H. - ,O,OOQOOS,

',

14 ,...

.

0,1961, 001 - 1,4495, !o.T --" 0,0879, He- 0,0058, NI ~, 8,9~, H"'=; - 89,0060. ' ',, ' ' ' : , ' ,'

W otworze, wieItnic:zym g6mf.ctwa naftoWego" wy..",

lronanym

w

reJooie Balrczewa 'lrUi.w1ercooo ' cechaztyń:;, "

ski dokJmit gł(nvny, wybztałc~y w faCji orgaoode-' trytycznej, na głębokości, 2895 m i wiercono w';nim do głębokości 2902,2 m (.ryc. 2). Nie pi'zebito gO, gdy:t' ze względu na dutą ilość siarkOwodoru wiercenie'

~enwano, nastąpił boWlem~Uny wypłyW pod dużyąl,

Fig. l. mBtribution

ol

su1;furetted hyd"ogen in "UP.8

trom ,the Zechstein Main Dolomłte I"om the Poti8h,

Lowland8.

l - oli accumulations In ibe Main Dolom!te, Z - 'gas ac-cumulationl In łbe MaIn Dolomlte, 3 - sultur content In '

on In, 'welghi percents In the numerator 'and sulturetted hydrogen conient In gas In volume percents in denomlna-tor, 4 - extent ot the ZechBteln a!ter R., w.gner~ 5,"'"

extent of organodetrltal facJes of łbe Zechste1n MiIln

Do-lom!te after' R, Wagner. 8 - zone ot' Occurtence ot gasM, very rlch In,

:a:.s,

'1 - 1nfarred zona of, oceurrence ~ g88ell'

very rlch In !tł!.

clRI.teniem soJadd typu chlorklowo:..wapn.towego o mJneraJd.zacji 347,a24 gil, kttórej łl;owarrzyszył gaz

wol-ny IZ dUItą dłośc:ią sJarkawodoru, o llida.&ie

chemicz-nym ~/t obj.):

CHe -

23,12, CIHe - 1,47, CaRa - 0,15,

CJłII - 0,02,

co. -

4,97,

lis -

0,20, N - 28,53,

H.s - 41,46 tli.

Podobriy ~ dał

0Itwm:

.

.

wi~ gómicbwa._

naftowego

w

lI'ejooie Mierzy1lla. Ceałl:srlltyDsk.f. dolomit

gi6vmy, ~łcooy

w

facji ~ętry·tyO'llllej, na-wderoono oa głębOltośc1 3739 m i ~uż !Pl'IZy głębokości

3739,4 .. m mu&1ano dd9ze iWleroenie przęrwać ze

~6w:techalcmycll. ,N$tąpił

silnY.

wypqW

solan-ki typu chlarkoWO-W8IPIliowegO o mfneralilZacj1 346,'78

g,1l. IZ gazem :wdllnym lZ8łWierającYlll ~/I obj.): CHł

-2,73, 00. - 1,65, HI - 1,10, NI - 42,19, H.s -51,43.

.•

~

rejonie

.Człucliowa

(ryc. 1) Da'Wieroono

w

~­

worze -badaWCZym nr 2 ImIt)'lNltu Geologicznego cech-.

~ ddlunłt głóWny na glt:bok<lŚCi 3082 In,' a pilZy

głęb'*<lśc1 3083,5 m :nastąpJł samowyplyJw solanki chlarkowo-wap:nioweJ

9

mineralizacjt· okQło 300. gil

i ~DOŚc1 rzędu 150, m'Rl.

So1aDce

towamyszył gaz

zlemI11'.

Jd;6ry ~ Za.wa1'Itai~

o!a:io

51/.

HtS· '!Vedług aIla-LirLy' !WYkonanej bqKlŚrednio po pobmniu

próby, przebadanej

rw

laboratorium geologiCo7lIlYlrt

na

wJe.rttn1. Według 8Il8iHIZy'

wykonane.!

'W ~

~ Geo1ogb.nego. gaz awierał qpr6cz H.s 'W'

ilcBci 0,0066

('I.

objJ: CH, - 50,93. ~8 - 1,17,

c.H.

'

. - 0,16, c.Hl1 - 0,05. CsHlI -:- 0,005, 001 - 0.00,

r.e-sZła przypadała na azot oraz D1emaeme Uości hekt

i argonu. Z ogó3nyeh danych wynika,

te

cechsztyń­

ski dolomit gł6lwny 'VI strefie ~owa

'WY'kutah:o-DY'

Jest zapewne

fIN tak ~ej facji

ooIrotf.towoeJ

(10).

'Obie wymienione sflrefy. a ~ ętrefa Bar-czewa - Miemyrna, II'dtują możliwości" od.krycla

ma-czniejszy"ch nagramadzeń gazu rdtmnego zawierająee­

go duże iJIoścl sta.Mo.wodoru.Na uwagę zas~e przy

tym obeCinQ§ć

w

sl;.refie l3a:rezew'a - Mierzyna, a

także Człuehowa cechsztyńskiego dol<lmitu. . głównego

~ego

w

facjach ~rakterimJ~l"Ch się

stó8Ullkowo dobrymi lW'łasnośclam'i żlbiomlkoWym1 i

~Qymł ~3). .

Za daJazy obszar 'W baseoie pemadm' :naN1!u

Polsldm, gdzie ~ą. gazy ziemtiezawier3jące

8'ian1ro1W'Odór.

morma

UZIl8Ć gf;relt: Zie100a Góra

-<liPłlrów Wlk. Dotyczy

to

złóż g&rlJU ziemnego.

w

cech-S7Jtytiskim. do1omfcle gl6fwnym, zawierających w

ga-zach od.lladowych .i1ości dQ :.ponad 1°/, siaI1kOW'Odo.ru.

Zawa.Iltoścl s.iaM<J\'iódotU WynosZące pmad 1°' ..

mak-s;Ymallnie 1,25'/., charakterystyczne są zwłaszcza dla

złót gazu ziemnego

w

obsrt.a.riZe r.llieJlon'Ogórmwn. .

. W pach 1tOwa&'yBZ1\QOO .rapie natt~

w

cecli-sdyńsIdm ddlomicie gł6wnym także sIę stw1erd~

o-becność siarkowodoru (3). Na ogół są to ilości nie

przekracZające fJ,2-l'/l. W strefach Karnłerda

Po-morskiego i Buka (ryc. 1) napotkano Jednak na s.

to-sUlllknwo znaczne zarwa1'!l;ości HtS. W piet'WS2ej z

wymiEll,llooYICh stref gaz towarzy8Zl\cy rqpie naftowej

ma &!kład chemJC!my

<-I,

obj.): CH, -:- 35,11,

c.a.-:-18,11:1,

.C.He -

17,94, C~lD - U,64, CaHIJ - 3,84, 00.

- ślady, NI - 2,45, He -

jJalbr,

H.s - 12,75.

W

RrefIe Buka gaz towarzymący ropie 1l8Ifttowe;J ~Iwlera

~/, obj.): CHł - 32,10, CtH. - ;19,07,

CaR

s - 15,42,

C.HlO - 9,13, CaH1J - 3.70, CeRI' - 0,58. HI - 9,50,

H.s - 10,GO. I .

Armlizudąc geologfmme warunki wysttp7WaDla

nagromadzeń w~odorów iW UItworach permu na

:mżu Polskim

mama

~ć się ~wania

gazólw zlemllych z siarkowodorem raczej tylko

rw

permie gÓll'llyln - cechsztynie,

w

IPOzkmie dOllOlllldJtu

głównEgo 1 być może takie

w

dolomicie plyItowym .. Obecna§ć więbzych nagromadzeń jest IPl'ZY'tym - ó-granfc:wna

b1lkJo

do tych &tref, Pledolom.tt głóW

..

.

~

lny' i· płytowy są wybdałcone vi1 facjach

orga'llode-t~ (ryc. 1). ZasadniCEą stTefą wYStępowania.

gazów ziemnych za'Wieradąc1Ch c:kJiie zawaittości siar- '

kowodoruwyda,e s.łę być

w

ŚWIIetle dotychczasowYch danych strefa Kal4wza' - 'Bar<2JeWa - Mierzyna.

578

'

H/6RZW<1 li SJBD

z.

...

_""

..

8Ą12CU'W

•

_{• •}

· · ·

_•

•

_"

·

•

7j

•

•

•

2686 .

_{• • •}

·

•

• •

H if. ..

•

~

..

..

~ ~ ~ .<

•

Z4

~

•

_•

.: ..: .: CZł.ucudW M

•

13

_'"

..: Ił

•

• M 4 _{L . ""} .", "'- _li

_fiG,'

Jt

'"

L

•

H

• •

.< Jt

z •

..,,,

",".

_"

~

•

. '~ ..t; .( . łf

•

...

•

_•

•

_'

_..

•

_.

•

•

• •

_•

_•

_{• •}

ZJ

..

_'"

oC

•

..

oC oC _~ H

·

. ,c _"-

_'"

4< ~ .;,

•

H

•

oC .t. .OC oC

..

oC

.,

"-

'"

"-...

..

•

H ~ o(. L • -<

..,

<

_•

"

'"

< oC -< < H

•

H

'"

"'

.

'" '" '"

'.

li

•

~ ~ .. ~ ~

•

Z3

'"

~

•

•

•

H L.

'"

"'-Ii o' M

_•

_H H

'"

...

w

"

JI. Z2

•

• •

H L

..

L

•

•

•

•

H H

•

"'"

.L

ZZ

_•

"

H L

'"

'"

I ' " Ił ...

•

H

•

'" "

~ Ił ot

•

_""

_'"

...

•

•••

H

•

L _'"

•

•

•

•

· ~ L.

'"

L. «<~

•

•

..r:; <. -<

·

•

•

_'"'

_'"

"'-· -< Ca." '"

'" '"

Z2 c:..#I!.i~<.

cQ-

". CIl! 2902,8

sm,.

308&,5

2-1:",<:..1

'

5-1-=:=:=1-

..

It~~

. II-;l..e,z(n; . 6-Co.2;

Ryc. 2. Syntetyczne profile cechsztynu..

1 - sole. II - anhydryty, 3 - iłowce; • - dolomity, iI ...,;

. cyklotemy cechsztynu, 8 - dolomit główny.

Fig. 2. Synthetic profiles

of

the Zechstein.

1 - lIalta, ~Dhydr1te.. 3 - clayBtones, 4 - dolom1tes,

II - ZechSte1n cyclotheuw. 8 - Main Dolom1te.

Gazy ziemne zaw1,erające 9iarkowooór, siarkę

ro-dzimą i merJroptany wyatlpl.j/ł

w

iWleIu prowjnejach

g8ZOIlośnyoh. Wyjątkowo wysokie Z!lIWarltoścl siarko-WOOQl'lU w gazach ziemnYch stwierdza się na

prz;y-kład

w

dożach 'WIilChodniego Teksasu, oraz IW

Arkan-sas 1 Wy~ (9). AnaJ.J.za JednegO IZ takic.h gaz6w ziemnych, o

wyso,kle:l

zawarloścoi siarkowodoru, ze

zł6J;a VI pobliŻJU Emory w Teksasie północnOW8Chod­

mm

(9) ~ się oastfpJjąco (t,. ~.):

CHe-39,56, c,He - 6,17. C,H. - 2,89. C~lD -- 2,20, CaH12

- 0,58. CeHu+ - 0~13,

co. -

4,5, H.s - 42,4.

Zna-czna

Jest

takt.e mwartIxlść sial'kowodOlru '!II złożu

Pan-haDdłe vi Teksasie (8), zlożaoh zachodniego Teksasu 1 złożach związalnY'ch' z wysadami solnymi obszaru Gulf

Ooa&t,

a takie w niektórych zlotach .gatZU

zi«n-nego ,w MekBym (qp.

TamiPloo -:-

'l'wc1pan), KaIlady

i Iranu. Gaz

:memny-

ze złoża O.ren'bwrg (~ zaJWliera

ł.aikrJle rdark:ę ! me.rkaptainy'; przy czym ma !ll8StępuJją­

cy Skład cheinicZlly~/. obj.):

CHe

~ 84,0,

CtHe

·

- ·

4,95,

CtHa ,....

1,65,

ecH1. -

0,29, CtHn+ lWOYiBZe

-1,40, COr - 0,39, _{Ns -} 4,89, HtS - 4,flJ/o. We F.ran-eji, ~ obsza;rz~. ~ ~afJS'w.ego, duża

za.war-

.

tość ~ wynosząca·15,.'. obj . . oha,rakteryzuje złoie

gazu ziemnego. Lącq (5). : " ' ,

W obrębie półnoonoeu:r:opeJe.1de;l· prowincji gazo,.' .

i ~ duł.e i1ośc'1 sialrkowodoruBtwierd:l.a . 'się

w

gazach ztlenm.yc.h nłeM;ótYcl).·złó.ż w ·RFN.:gdzfe w

poziomach garzOllQ§nycl1 .ceclm:ty-ilskieg,o· doIOllriitU. ....

kowod6r n8Ilotkany

3e9t

r6\Wliei w g~eh ziemnych p~cyoh z cechs2Jtyfmddego dol<lUUtu gl6wnego na oIbiIrultze NRD (4).

Guy dernne, towa~e rqpOm nafto.wym 0

znaClZlliejszej zawal"tOOcl siatti; ~eradll zartJWycza' taIkZe z.nacmie4srz:e HoScl sf.a:l1kowodoru i me.rb.pta-nOw • .Jeko przykIa.d Iflego lrodZa61U .poda'WanY

3 .

~­ st~ (1) gaz towa.mysz~y. OO!P'ie naftow.ed

rw

UOZU Ma-sjid-i-SwlaUnan (Iran), k.t6ry zawlera okolo 50.'. H~.

. Nadmien!c5· naWiy, ze rOlPYO zn~cmrlejsze'

za-wa.tWcl siarld, kt6rym Z .l'eg'Uly Wwal'lZYBq g~

za-wi~llce siarkowod6r, wyB't~1l rw Wielu pro-wmqach rOlPOO;o8nych SWiaIta (8, 9) • .Bopy z BliBkllego

Wscbodu 1 basenu Maracaiibo zarwierajll S'larld od 0,5 do 5"., :l"OIPY meJklsykafls=kile 3,8 do ,,~, .. nie1cl6re ro-py Il: prowhlc;li wolgo-'lLl'Bl1skiej do Sf/. (8), pr.zy czvm np. mpa naftowa ze

zrot.a

Romasddno 1,21 - 1,41",. GenEE~ siarld i j~

zwt_aw

w ropach naftowych

i garmch zienmych pmbowano wy,dnlc5 m:imorod-n-ie,

at

do nleorganicznego poobod:zenia wlllC'.mif.e. W pmypadDru gaz6w zlienmych ceelaJtyflsk:i~o dolomitu

gl6wnegoo ·moma uznac5 z d'utym

prawdopodob.f.eft-stwern. r!e siarlIrowod6r pochodzi z redw1reJi

siaroz:l;1-naw nleorganicrmyah 1Jub w6d zawler~llCyOO 804 pod wply1wem bakterli des~zacydtrJ.YCh. Wy~ze . WQg-lawoOOTy, pochodqce z dalomftu gJ6wneg.o wyJm?Jtal-c~

w

fac:li Npk6w cuC'~cych (1), mogly

ode-grac5

,-oIfi

katatltycma}. Bratne jest pod u~ takZe nleorganiC!Zne . pochodzenie alarlk:OW<ldoru w cech-szty{Jsltich gazach zI~h na obszarrze

p6)inoonoeu-ropeJSldej prowinc:ii ;rqpo- i gazooom.e,I.

Za motUwollcl wykorzystanla danych z otwor6w

wYko-nanych w rejonie Barczewa I Mienyna autorzy dzl~ku:l"

Dyrektorowl Poszuklwan Z:!ednoczenla G6rnictwa

Nafto-welll'O i Gazownictwa. dr P. KarnkowlIldemu. Dzl~lruja tak-ie Kolegom z Inlltytutu Geologicmego - L. Bo'arBklemu i . R. Wagnerow! za lnformacje dotyczqce wlerce:ll

badaw-czych W re:!on!e Kallsza 1 Czluchowa. SUMMARY

. 'l'he studies and seardfllfmg for hvdrocamoo

accu-. TTlIlf1atidnS in Perrirl.an depos«fs from the P()lJsh Low-lands showed the presence of 7!ODeB with I!BSes rich

in sulfurellted hydrogen in the Matn Dolomtte C11 the Zechstein. ·One of these zones, the Ka!is:l: -Barozew - Mierzyn zone, Is situarfled !In sauth-easter·n part of the Pennian 'basin and tlhe .preseru:e of other 7X)ne ·01. th~'t 1dnd was evidenc,ed by a re-connadi!8a'11Ce barehole made in Ibhe Cduch6w area in no:r.them

part

of thlls basin.

LITERATURA

1. Boigk H., Stabl W. ' -ZUm Problem der Ent-Irtebung nordweat.deutBcheo mMgasJagel.'Btltten. mrd& - Koble - Erdgas - Pebroohem.., 19'70, H. 6.

2. Bojarski L., Kwolek T. - Wynflkd

opr6bo-lW'ania pazikm6w zbiomikowych, IW: ~le gi~­

boldch otworaw Imtytutu Geo'loogfamego .:.."

Ka-Usrz: IG 1. W dIl'IUku.

3. D epo wski

S. .-

Wys~le w~odo­

row

w oOSadach pertmu. BIul. ImI:. Geol. 19'72, nr

25.2. .

4. D i ken s z t e:J n G; Ch. - MiestorofldenUa nieftl t gaza Slewierwapadno~ewropieJs'koj

nieftlel!a-r;cmOEll'roj prO\1!7ilDcjoi. "Nledra", lM5.

15; Flandrin :1., Chapelle :1. - Le parole. P~, 1961.

8. Gab T'ij e

i'

an e G. A. - Gieti0ld1a nieftianych I g~h miestorotdienij. "Nlec:lra", 19'72.

7. K

a

'1'

n

It 0 W ski P. - PrzegIl\d perspektY'W PO- .

seulldlwafl. Il'IOPY naftowe:1 i

.'ZIU

2llemnego 'W Pdl;' sce .. BIiW..

Inst.

Geol. 1M2, 284.

8. L a III de", K. K. - PelliroleUtn Geology of ·the Urrlted SbWte!f. New YorIk, lMO.

9. Le v 0 If' S en A. I. - GeoIoea ropy naftoweJ I gamu

metnDegO.

Wyd. GeOl .. 19'12.

10.· Pokorsk( :1., Wagne'l' R. - strat~fia 1 1J,)e1eogeoera:fta permu. BM. Inst. GeoI., 19'72, m'

2152.

11. P:r a c a zbio:rowa - Do!rumenif:acla WV'I'Ii1towa

. obworu Barezew 4. ZGNiG. Warsmwa, 1971. . 12. P If' a c a rllbiorowa - DoImmentae'ja wynikowa

ot-WOIl'U MJlerzyn 1. Ibtdem, 1971. PB310MB

B pesym.TaTe HCC1le,1~lUlHHA H DOHCKOB mmomJe-'

mdt yr~AOB B nepMCKJa O'l'JIomemmx · IIom.-CJtoA HJf3KeHHoCTH, B OCHOBROK AOn:OKft'l"e ~xmiebm fSbl'n:o yC'l'aHOBlIeHO mlmAHe SOH e npMPO~. ra30M .

t'OzreP2KJl~ &m.J:I!.oe itOJIH"leC'l'BO cePOBOlOOpo~. OzrH8 H3 9THx SOH, JIelKa~1UI B paAoHe ·MeC'l'HOCTeA KanHlII - Bap'leB - MezJIIR, Haxo~ B

IOro-BOC-'l'O'JHOft 'Ia·C'J'H nepJotcR:()ro 6acceAHa, a DPHCy'l'C'l'BJre

BToooA SOH!>I I5&mo ofiHapyzeHO npH DOMOmH

C'K'Ba-ZHHM rmofSypeHHoA B pa:AoHe KecTHOCTH 'IIayXYB, B cesepsoA 'I8CTH nepIICKoro fSacceAHa.