Nowe odkrycia złóż gazu ziemnego w osadach miocenu północno-wschodniej części zapadliska przedkarpackiego na podstawie interpretacji bezpośredniego wpływu nasycenia węglowodorami na zapis sejsmiczny

Nowe odkrycia z³ó¿ gazu ziemnego w osadach miocenu pó³nocno-wschodniej czêœci

zapadliska przedkarpackiego na podstawie interpretacji bezpoœredniego wp³ywu

nasycenia wêglowodorami na zapis sejsmiczny

Micha³ Myœliwiec*, Bo¿ena Plezia*, Gra¿yna Œwiêtnicka*

The Miocene gas fields discovered in the NE part of the Carpathian Foredeep on the base of the Direct Hydrocarbon Indicators on the seismic data. Prz. Geol., 52: 395–402.

S u m m a r y. The paper contains the description of the latest discoveries made on the basis of the DHI in the extreme NE part of the Carpathian Foredeep. Total reserves of Biszcza, Dzików, Wola Obszañska, Ksiê¿pol, £ukowa, and Luchów gas fields are estimated on 5.5 m3of high methane content gas.

Key words: seismic anomalies, bright spot, time sag, Miocene, Carpathian Foredeep, gas fields

W latach 1994–2003 w osadach miocenu zapadliska przedkarpackiego, na podstawie wyników interpretacji bezpoœredniego wp³ywu nasycenia wêglowodorami na zapis sejsmiczny (Direct Hydrocarbon Indicators, Sheriff, 1997; Borys i in., 2000) odkryto ok. 20 nowych z³ó¿ gazu ziemnego. S¹ to m.in. z³o¿a Biszcza, Wola Obszañska, Ksiê¿pol, Kury³ówka, Palikówka, Rudka, Bratkowice, Dzików, Cha³upki Dêbniañskie, ¯o³ynia, Grodzisko Dol-ne, D¹browica, £ukowa, Terliczka, Stobierna, Jasionka, Luchów–Wola Ró¿aniecka, Sarzyna i Kupno. Ogó³em

udokumentowano w nich zasoby w iloœci ponad 11 mld m3,

a w trakcie dokumentowania s¹ zasoby w iloœci ok. 6 mld m3

.

Poszukiwania w oparciu o anomalie sejsmiczne rozpo-czêto w rejonie Biszczy po³o¿onym w skrajnie pó³noc-no-wschodniej polskiej czêœci zapadliska (ryc. 1). Z³o¿e Biszcza sta³o siê pierwszym z³o¿em gazu odkrytym w tym rejonie z grupy Dzików–Wola Obszañska–Ksiê¿pol–£uko-wa–Biszcza. Obszar ich wystêpowania ograniczony jest od SW zrêbem Ryszkowej Woli, od SE tektoniczn¹ stref¹ Lubaczowa–Uszkowców, a od pó³nocy krawêdzi¹ zapadli-ska.

Z³o¿e gazu ziemnego Biszcza

Prace poszukiwawcze w rejonie Biszczy rozpoczêto ju¿ w 1968 r. otworem Ksiê¿pol 8. Na podstawie wyników stosowanej wówczas metodyki interpretacji pomiarów geofizyki wiertniczej otwór uznano za negatywny. Do poszukiwañ powrócono w 1988 r., kiedy to na po³udnie od póŸniej odkrytego z³o¿a wykonano odwiert Jedlinki 1, równie¿ z wynikiem negatywnym. Po raz trzeci prace poszukiwawcze rozpoczêto w latach 90. od zastosowania innej metodyki interpretacji danych sejsmicznych. W oparciu o ni¹ w 1994 r. na anomalii Biszczy odwiercono otwór Biszcza 1, odkrywaj¹c wielopoziomow¹ akumulacjê gazu ziemnego (ryc. 2). £¹cznie w pierwszym odwiercie wydzielono 8 horyzontów piaskowcowych i piaskowco-wo-³upkowych. Uzyskano przyp³ywy gazu siêgaj¹ce 240

Nm3/min. W nastêpnych latach prowadzono rozpoznanie

odkrytego z³o¿a odwiertami Biszcza 2, 3, 4 i 5, których 2 (numery 4 i 5) równie¿ da³y wynik przemys³owy.

Z³o¿e Biszcza okaza³o siê z³o¿em niedu¿ym, ale ze

wzglêdów metodycznych niezwykle wa¿nym. By³o

rodzajem poligonu doœwiadczalnego nie tylko dla badañ sejsmicznych, ale równie¿ dla doskonalenia interpretacji pomiarów geofizyki wiertniczej, pobierania rdzeni w ska³ach nieskonsolidowanych, wykonywania pomiarów laboratoryjnych i w koñcu równie¿ technologii opróbowa-nia odwiertów.

W tym okresie rozpoczêto równie¿ wykonywanie pomiarów geofizycznych w odwiertach za pomoc¹ nowoczesnej aparatury firmy Halliburton, która zast¹pi³a technologiê radzieck¹. Standaryzacja pomiarów, ich wiêk-sza rozdzielczoœæ, wprowadzenie bezpoœredniego pomiaru gêstoœci, nowoczesnego pomiaru akustycznego oraz pomiaru 6-ramiennym upadomierzem zrewolucjonizowa³o metodykê interpretacji. Pocz¹tkowo du¿ym zaskoczeniem by³o bardzo s³abe manifestowanie siê na pomiarach pozio-mów piaszczystych nasyconych gazem. Wkrótce ustalono, ¿e bezpoœredni¹ przyczyn¹ by³ nieskonsolidowany stan najbardziej wydajnych ska³ zbiornikowych, co w znaczny sposób obni¿a³o ich opornoœæ równie¿ w przypadku nasy-cenia gazem. Dla przebadania ska³ zbiornikowych oraz kalibracji pomiarów geofizycznych rozpoczêto po raz pierwszy w Polsce pobieranie rdzeni w otulinach z w³ókna szklanego, póŸniej wdro¿ono równie¿ technologiê wyko-nywania pomiarów laboratoryjnych na próbkach ska³ s³abo skonsolidowanych (Myœliwiec & Baczyñski, 1999). Obec-noœæ piasków by³a przyczyn¹ piaszczenia w czasie eksplo-atacji horyzontów gazowych, koniecznym wiêc sta³o siê rozpoczêcie stosowania nowoczesnych filtrów przeciw-dzia³aj¹cych temu niebezpiecznemu zjawisku.

Ogó³em w z³o¿u Biszcza udokumentowano 410 mln Nm3

gazu ziemnego w 9 horyzontach, przy czym w 6 uzyskano przyp³yw przemys³owy gazu o œredniej zawartoœci objê-toœciowej metanu 99,36%. Na podstawie korelacji krzy-wych pomiarów geofizycznych stwierdzono, ¿e z³o¿e ma charakter strukturalny. Wieloczêœciowa pu³apka struktu-ralna jest typu warstwowego. Horyzonty w czêœci nasyco-nej gazem maj¹ kszta³t wyd³u¿onych antyklin o przebiegu NW–SE i maksymalnych wymiarach ok. 2,5 na 1,7 km. G³êbokoœæ ich zalegania waha siê od 508 do 890 m, przy mi¹¿szoœci od 4 do 30 m. Warto dodaæ, ¿e we wczeœniej-szych pracach projektowych za pomoc¹ prostej konwersji czasowo-g³êbokoœciowej nie uzyskano zamkniêcia struk-*PGNiG S.A. Departament Poszukiwania Z³ó¿, Oœrodek Po³udnie

turalnego. Rozpoczêto wtedy pierwsze prace modelowe, w celu poprawnego ustalenia szczy-towej czêœci struktury.

Ska³ami zbiornikowymi z³o¿a Biszcza s¹ deltowe piaski, s³aboskonsolidowane ce oraz cienkowarstwowe heterolity

piaskow-cowo-mu³owcowe sarmatu, ska³ami

uszczelniaj¹cymi zaœ wystêpuj¹ce w postaci cienkich przewarstwieñ ³upki ilaste i ska³y ilasto-mu³owcowe. W z³o¿u stwierdzono obec-noœæ znacznych zmian facjalnych i litologicz-nych. Granicami niektórych horyzontów jest zanik w³aœciwoœci zbiornikowych zwi¹zany ze znacznym wzrostem zailenia. Kontur gaz/woda nie we wszystkich przypadkach jest mo¿liwy do wyznaczenia, szczególnie w horyzontach zbu-dowanych ze ska³ mu³owcowo-piaskowcowych poprzewarstwianych ³ukami ilastymi.

Badaj¹c ska³y zbiornikowe z³o¿a Biszcza zauwa¿ono specyficzny charakter osadów nie-skonsolidowanych i jego wp³yw na wyniki zarówno sejsmicznych, jak i otworowych badañ geofizycznych. Na otworowe profilowania geo-fizyczne znacz¹cy wp³yw maj¹ rozluŸnienie

osadów, przy jednoczesnej podwy¿szonej

zawartoœci wêglanów, cienkowarstwowoœæ oraz zmieniaj¹ce naturaln¹ promieniotwórczoœæ osa-dów pierwiastki „ziem rzadkich”. S³abe skonso-lidowanie osadów wywo³uje bardzo nisk¹ opornoœæ pozorn¹ ska³ zbiornikowych nasyco-nych gazem, ok. 1,5–3,5 m (ryc. 3). Sugeruje to zawodnienie oraz ni¿sze wartoœci porowatoœci i przepuszczalnoœci, czemu zazwyczaj przecz¹ zarówno pomiary laboratoryjne, jak i wyniki opróbowañ. Wszystkie wartoœci wyliczone z pomiarów geofizyki wiertniczej by³y mniejsze ni¿ wielkoœci pomierzone w laboratoriach. Œrednie wartoœci porowatoœci geofizycznej dla horyzontów wahaj¹ siê od 9 do 17%, podczas gdy w laboratorium pomierzono wartoœci pomiêdzy 26 a 39%, przy przepuszczalnoœciach dochodz¹cych do 2000 mD. Tak du¿e

przepusz-czalnoœci zosta³y potwierdzone wysokimi

przyp³ywami gazu, które niejednokrotnie

osi¹ga³y 200 Nm3/min.

W czasie rozpoznawania z³o¿a Biszcza szczególn¹ uwagê zaczêto zwracaæ na jakoœæ danych sejsmicznych i sposób ich przetwarza-nia. Wkrótce okaza³o siê, ¿e bezwzglêdnie konieczne jest przetwarzanie umo¿liwiaj¹ce zachowanie rzeczywistych relacji amplitud. Rozpoczêto szersze stosowanie interpretacji atrybutów trasy sejsmicznej, takich jak energia sygna³u, amplituda, faza i czêstotliwoœæ chwilo-we i AVO. Stosowane modelowanie pola

prêd-KURY£ÓWKA S ARZYNA LUBACZÓW CHOTYNIEC CETYNIA MO£ODYCZ TARNOGRÓD PRZEMYŒ L PRUCHNIK JOD£ÓWKA R¥CZYNA HUS ÓW KAÑCZUGA S MOLARZYNY Œ WIÊTE-ZAD¥BROWIE GUBERNIA MIROCIN JAROS £AW UJEZNA PRZEWORS K TRYÑCZA CHA£UPKI GRODZIS KO ¯O£YNIA "E" ¯O£YNIA CENTRUM RUDKA DZIKÓW WOLA OBS ZAÑS KA £UKOWA KS IʯPOL BIS ZCZA TULIG£OWY US ZKOWCE

UKRAINA

_UKR

A

IN

E

z³o¿a odkryte w oparciu o interpretacjê bezpoœredniego wp³ywu nasycenia wêglowodorami na zapis sejsmiczny

gas fields discovered on the base of the DHI

obszar koncesji wydobywczych dla z³ó¿ odkrytych przed 1994 rokiem

production concessions for the gas fields discovered before 1994

granica nasuniêcia karpacko-stebnickiego

Carpathian Overthrust

wa¿niejsze dyslokacje na pó³noc od zrêbu Ryszkowej Woli (wg interpretacji B.Liszka, A.Maksym, M.Pietrusiak i G.Staryszak)

faults northwards Ryszkowa Wola horst (acc. B.Liszka, A.Maksym, M.Pietrusiak & G.Staryszak)

WARSZAWA Poznañ Wroc³aw Katowice Kraków Lublin Zamoœæ Kielce £ódŸ Toruñ Szczecin zielona Góra Koszalin Gdañsk Olsztyn Bia³ystok R L A Y S O Z K O W A W H O R S T L B A U C Z Ó W H O R S T

Ryc. 1. Mapa rozmieszczenia z³ó¿ w pó³nocno-wschodniej czêœci zapadliska

przedkarpackiego

Fig. 1. Map of the gas fields locationin the Miocene deposits of the NE part of

the Carpathian Foredeep

NW SE

Z£O¯E GAZU ZIEMNEGO BISZCZA

BISZCZA GAS FIELD

Biszcza 1 1000m 0,5 1,0 MIOCEN MIOCENE CZAS (s) TIME (s) 0,0 KAMBR CAMBRIAN

Ryc. 2. Przekrój sejsmiczny przez z³o¿e gazu

ziem-nego Biszcza

Fig. 2. The seismic profile across the Biszcza gas

koœci przy konwersji czasowo-g³êbokoœciowej pozwala³o na lepsze odwzorowanie obrazu strukturalnego. General-nie rozpoczêto wtedy stosowaGeneral-nie metody bezpoœrednich wskaŸników wêglowodorów na profilach sejsmicznych (Borys i in., 1999, 2000).

Z³o¿e gazu ziemnego Dzików

W tym samym ci¹gu z³ó¿, ale od jego po³udniowo-wschod-niego krañca po³o¿one jest z³o¿e Dzików. Odkryto je ju¿ w 1960 r. otworem Uszkowce 8. W latach 1987–1990 odwiercono kilka kolejnych

otwo-rów, którymi ³¹cznie udokumento-wano niewielkie zasoby gazu w

iloœci ok. 160 mln Nm3

w 5 horyzon-tach: 3 w osadach sarmatu, 1 w anhydrytach i osiarkowanych wapie-niach detrytycznych poziomu ewa-poratowego oraz 1 w piaszczystych warstwach baranowskich. Z³o¿e to jest eksploatowane od 1996 r.

Do poszukiwañ w tej strefie powrócono w latach 90. W oparciu o

nowe dane sejsmiczne z lat

1995–1997 ustalono, ¿e na obsza-rze na po³udnie od odkrytej ju¿ akumulacji wystêpuje wyraŸna ano-malia sejsmiczna typu bright spot i

time sag (ryc. 4). Szeœæ wykonanych wierceñ w pe³ni potwierdzi³o zwi¹zek anomalii z akumulacjami gazu ziem-nego. Odkryto 14 nowych horyzontów z zasobami

geolo-gicznymi w iloœci 2037 mld Nm3

gazu o zawartoœci metanu od 90,198% objêtoœciowych w warstwach baranowskich, przez 91,87% w osadach ewaporatowych a¿ do 99,71% w osadach sarmatu.

W przypadku z³o¿a Dzików w trakcie prac projekto-wych poprawnie zinterpretowano obraz strukturalny. Na tej podstawie odwiercono pierwszy otwór Dzików 17. W sp¹gowej czêœci sarmatu nawiercono ³awicê piaskowca o mi¹¿szoœci 30 m. Z jej stropowej czêœci uzyskano

przyp³yw gazu w iloœci 540 Nm3/min. Otwór zosta³

przeka-zany do eksploatacji, natomiast pozosta³e wy¿sze horyzon-ty, co do których na podstawie pomiarów geofizycznych przypuszczano, ¿e równie¿ s¹ nasycone gazem ziemnym, pozostawiono do przebadania w kolejnych odwiertach.

Nastêpne wiercenia udostêpnia³y kolejne horyzonty gazonoœne. W niektórych z nich, jak np., w odwiercie Dzików 12 opróbowano a¿ 16 poziomów gazowych w osa-dach sarmatu. Wydajnoœci najczêœciej wynosi³y kilkaset

Nm3na minutê, a najwy¿sza siêgnê³a a¿ 717 Nm3/min. z

horyzontu XVa (piaskowiec dzikowski). Zasoby tylko w strefie drena¿u tego jednego horyzontu ustalone na

podsta-wie testu wynosz¹ 170 mln Nm3. Ogólnie z 21 odkrytych

horyzontów nasyconych gazem, akumulacjê gazu o warto-œci przemys³owej ma 15.

W strefie z³o¿a Dzików osady miocenu le¿¹ niezgodnie na zerodowanym pod³o¿u kambryjskim. Na po³udniowy zachód od z³o¿a przebiega wa¿na strefa uskokowa o kie-runku SE–NW ze zrzuconym skrzyd³em po³udniowo-za-chodnim (ryc. 5). Uskoki przecinaj¹ kambryjskie ska³y pod³o¿a, osady badenu i ni¿sz¹ czêœæ osadów sarmatu. Bra³y one udzia³ w uformowaniu wyraŸnego wyniesienia w pod³o¿u, które obleczone jest zbiornikowymi osadami miocenu. Strefy dyslokacyjne odegra³y równie¿ wa¿n¹ rolê w powstawaniu tzw. piaskowców dzikowskich, gru-bych pakietów piaskowcowych prze³awiconych mu³owca-mi, które s¹ ska³ami zbiornikowymi dla gazu w dolnych horyzontach. Ich poszczególne pakiety s¹ ograniczone od pó³nocnego wschodu b¹dŸ uskokami, b¹dŸ wyklinowuj¹ siê do pod³o¿a. Na pomiarach geofizyki otworowej maj¹ charakterystyczny blokowy kszta³t.

Z³o¿e Dzików znajduje siê w pu³apce strukturalnej typu warstwowego. Poszczególne horyzonty gazonoœne

gaz

gas

gaz ze œladami solanki

gas with shows of brine

gaz ze œladami solanki

gas with shows of brine solanka brine PROFILOWANIE AKUSTYCZNE ACCOUSTIC LOG PROFILOWANIE GÊSTOŒCIOWE DENSITY LOG PROFILOWANIE OPORNOŒCI RESISTIVITY LOG PROFILOWANIE GAMMA GAMMA RAY PROFILOWANIE NEUTRONOWE NEUTRON LOG PROFILOWANIE OPORNOŒCI RESISTIVITY LOG 825 850 875 gaz gas [m]

Ryc. 3. Fragment wykresu pomiarów geofizyki otworowej z

odwiertu Biszcza–4

Fig. 3. The part of the logs from Biszcza–4 well

SW NE

ZASIÊG PIASKOWCÓW DZIKOWSKICH DZIKOW SANDSTONES LIMITS

2000m 0,5 MIOCEN MIOCENE CZAS (s) TIME (s) Cm

Z£O¯E GAZU ZIEMNEGO DZIKÓW

DZIKOW GAS FIELD

0,3 0,1

0,7

0,9

1,1

Ryc. 4. Profil sejsmiczny z anomali¹ Dzikowa. Atrybut energia sygna³u. Anomalia w

central-nej czêœci profilu zdeformowana przez du¿e braki w pokryciu

Fig. 4. Seismic line showing the Dzików anomaly. The central part of the anomaly is

maj¹ formê antyklin o osiach NW–SE. Najwiêkszy zasiêg ma z³o¿e zwi¹zane z X horyzontem gazonoœnym o d³ugo-œci ok. 6 km i œredniej szerokod³ugo-œci ok. 1,8 km (maksymalnie 2,3 km). Przemys³owe horyzonty zalegaj¹ na g³êbokoœci od 421 do 949 m przy mi¹¿szoœci w granicach od 3 do 16 m. Amplituda struktury zmienia siê wraz z g³êbokoœci¹. Naj-wiêksza ok. 20 m, jest w horyzontach najg³êbszych, ku górze profilu maleje, co jest zgodne z kompakcyjnym pochodzeniem struktury.

Ska³ami zbiornikowymi s¹ osady piaszczyste i mu³owcowe sarmatu. Rolê warstw uszczelniaj¹cych spe³niaj¹ pakiety nieprzepuszczalnych i³ów, ³upki ilaste i osady ilasto-mu³owcowe. W horyzontach piaskowcowych mo¿liwe by³o wyznaczenie konturów gaz/woda, w hory-zontach heterolitowych zaœ zazwyczaj nie jest to mo¿liwe. W niektórych horyzontach akumulacja gazu jest ograni-czona przez zmiany litologiczne.

Osady bêd¹ce kolektorami gazu ziemnego w z³o¿u Dzików charakteryzuj¹ siê bardzo dobrymi w³aœciwo-œciami petrofizycznymi. Najlepszymi kolektorami s¹ tzw. piaskowce dzikowskie (ryc. 6). Genetycznie s¹ prawdopo-dobnie zwi¹zane z grawitacyjn¹ redepozycj¹ materia³u kla-stycznego niemal in situ z lokalnego, wynurzonego wypiêtrzenia pod³o¿a (Porêbski, 2000).

Piaskowce dzikowskie przebadano w odwiertach Dzi-ków 17 (947–948) i DziDzi-ków 19 (952–953). Reprezentuj¹ one otwornicow¹ zonê Anomalinoides dividens. S¹ to pia-skowce typu arenitów o doskona³ym wysortowaniu, prze-myciu i obtoczeniu materia³u ziarnowego oraz bardzo

wyselekcjonowanym sk³adzie. Zdecydowanie ró¿ni¹ siê od wy¿szych piaskowców sarmatu, które s¹ generalnie

nie-Uszkowce-14 Dzików-4 Dzików-13 Dzików-17 Uszkowce-12

SW NW Hor.XVa Hor.XVI 875 900 925 950 975 1000 1025 1050 1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275 GR.API NEGR.NPHI E*.OHM niezgodnoœci k¹towe (wyznaczone z upadomierza) angular unconformity (from dipmeter log) Krzywe geofizyczne: Well logs:

powierzchnie niezgodnoœci erozyjnych surface correlative to erosional unconformity

ewaporaty evaporates

facje heterolitowe (dystalne nasypy przyujœciowe, prodelta, szelf)

heterolithic facies (distal mouth bar, prodelta, shelf) heterolity zdominowane przez piaskowce cienko³awicowe (g³ównie klasyczne turbidyty) heterolothic facies dominated by thin-bedded sandstones (mainly classical turbidites)

grubo³awicowe piaskowce "blokowe" thick-bedded "blocky" sandstones

BADEN-SARMA

T

BADENNIAN-SARMA

TIAN

pod³o¿e paleozoiczne i prekambryjskie Paleozoic & Precambrian Basement ska³y ilaste, mu³owce, heterolity mu³owcowe (prodelta, szelf, równia basenowa) shales, mudstones, mud-dominated heteroliths (prodelta, shelf, basin plain)

przyp³yw gazu gas inflow œlady gazu gas shows [m] 10 000m

Ryc. 5. Korelacja pomiarów geofizyki wiertniczej przez z³o¿e Dzików prezentuj¹ca po³o¿enie dzikowskich piaskowców „blokowych”

w stosunku do systemu dyslokacji, pu³apka z³o¿ona strukturalno-stratygraficzna (Porêbski, 2000)

Fig. 5. The well-log correlation across the Dzików gas field showing the trapping mechanism of the Miocene blocky sandstones, the

complex structural-stratigraphic traps (after Porêbski, 2000 — unpublished)

-775 izobaty [m p.p.m.] depth contours [m b.s.l.] granica wyklinowania piaskowców dzikowskich Dzikow Sandstones Pinch-out uskoki faults kontur gaz/woda gas/water contact odwiert negatywny dry well odwiert gazowy gas well

linia przekroju ryc. 5

cross-section line fig. 5

1000m 0 -775 -770 -765 -760-755 -750-745 -740 -735 -725 -685 -690 -695 -695 -700 -695 -700 -730 U-14 DZ-4 DZIKÓW-13 DZ-12 DZ-16 DZ-20 DZ-18 DZ-17 U-8 DZ-6 DZ-9 DZIKÓW STARY-1 WOLA OBSZ-3

Ryc. 6. Mapa strukturalna horyzontu XVa z³o¿a Dzików

(piaskow-ce dzikowskie)

Fig. 6. The depth contour map of the XVa horizon, Dzików

dojrza³e teksturalnie i mineralnie i reprezentuj¹ typ wak litycznych i sublitycznych, wak kwarcowo-³yszczyko-wych, a przy lepszym wysortowaniu typ arenitów subli-tycznych.

Porowatoœæ piaskowców dzikowskich waha siê pomiê-dzy 15 a 35% przy przepuszczalnoœciach ok. 200 i wiêcej mD, podczas gdy œrednia dla ska³ zbiornikowych wy¿sze-go sarmatu wynosi 16%, chocia¿ i tutaj zdarzaj¹ siê poro-watoœci nawet 35%, przy przepuszczalnoœciach od kilkudziesiêciu do 440 mD.

Do tej pory odkryto 4 poziomy piaskowców dzikow-skich, z których 3 s¹ gazonoœne. Nie do koñca ustalono

jeszcze zarówno ich genezê, jak i rozprzestrzenienie. Bior¹c pod uwagê zarówno znaczne zasoby w nich zaku-mulowane, jak i ogromne wydajnoœci jest to wa¿ny pro-blem poszukiwawczy.

Z³o¿e gazu ziemnego Wola Obszañska

Historia pierwszych prac poszukiwawczych w rejonie Woli Obszañskiej, jak rzadko w zapadlisku, obfituje w nie-powodzenia. Prace rozpoczêto ju¿ w 1959 r. otworem Wola Obszañska 1. W po³o¿onym na NW od obecnego z³o¿a odwiercie stwierdzono jedynie wystêpowanie œladów gazu. Kolejne trzy odwierty z pocz¹tku lat 60. okaza³y siê zupe³nie nieudane. Ich negatywne wyniki mia³y œwiadczyæ o braku odpowiednich warunków strukturalno-z³o¿owych dla wystêpowania z³ó¿ gazu ziemnego.

Do poszukiwañ powrócono w 1984 r. z now¹ ide¹, polegaj¹c¹ na poszukiwaniu akumulacji wêglowodorów w wyklinowaniach osadów miocenu na zboczach du¿ych struktur pod³o¿a. Generalnie w skali ca³ej wschodniej czêœci zapadliska z³ó¿ tego typu odkryto bardzo niewiele. Odwiercono kolejne 2 otwory bez wyników prze-mys³owych. Dwa lata póŸniej, w 1986 r. kolejny odwiert WO 7 stwierdzi³ w osadach miocenu znów jedynie œlady gazu. Ju¿ drugi etap prac opartych na klasycznej interpreta-cji strukturalnej nie przyniós³ powodzenia.

W latach 1995–1997 w rejonie z³o¿a wykonano i

zin-terpretowano nowe zdjêcie sejsmiczne bazuj¹c na

doœwiadczeniach uzyskanych w rejonie Biszczy. Roz-poznano strefy anomalii sejsmicznych. Obraz strukturalny osadów miocenu opracowano wariantowo, z uwzglêdnie-niem i bez uwzglêdnienia anomalii prêdkoœciowych. Inter-pretacje poparto analiz¹ atrybutów trasy sejsmicznej. Wytypowano do poszukiwañ a¿ 26 nowych obiektów poszukiwawczych.

W oparciu o uzyskane wyniki zlokalizowano pierwszy odwiert Wola Obszañska 10 (ryc. 7). Odwiertem tym ANOMALIA SEJSMICZNA WOLI OBSZAÑSKIEJ

WOLA OBSZAÑSKA SEISMIC ANOMALY

2000m SW NE 0.5 MIOCEN MIOCENE CZAS (s) TIME (s) 0.3 0.1 0.7 0.9 1.0 PREKAMBR PRECAMBRIAN 0.2 0.6 0.8

Ryc.7. Anomalia sejsmiczna Woli Obszañskiej

Fig. 7. Seismic line showing the Wola Obszañska anomaly

1000m 0 -575 izobaty [m p.p.m.] depth contours [m b.s.l.] kontur gaz/woda gas/water contact odwiert negatywny dry well odwiert gazowy gas well -575 -575 -580-585 -590 -595 -600 -570 -565 -560 -555 -550 -550 -560 -555 -565 -545 -545 -540 -540 -535 WO-9 WO-9 -541,6 -541,6 WO-8 WO-6 WO-10 -531,5 -533,7 -536,3 -533,6 WOLA OBSZAÑSKA-6 WO-4 -563,0

Ryc. 8. Mapa strukturalna XIII horyzontu gazonoœnego z³o¿a

Wola Obszañska

Fig. 8. The depth contour map of the Wola Obszañska XIII gas

odkryto z³o¿e gazu ziemnego Wola Obszañska. Z³o¿e roz-poznano kolejnymi 5 odwiertami, z których 4 uzyska³y przemys³owe przyp³ywy gazu.

Odkryte z³o¿e zawiera a¿ 17 horyzontów gazonoœnych, przy czym z 13 otrzymano przemys³owy przyp³yw gazu. Z³o¿e znajduje siê w pu³apce strukturalnej typu warstwo-wego. Poszczególne horyzonty maj¹ kszta³t wyd³u¿onych antyklin o osiach NW–SE. Horyzont IX, o najwiêkszym zasiêgu ma wymiary 5,9 km d³ugoœci przy szerokoœci ok. 1

km (ryc. 8). G³êbokoœæ zalegania horyzontów waha siê w granicach od 492 do 856 m, przy mi¹¿szoœci od 4 do 33 m.

Pod³o¿e osadów miocenu w rejonie wystêpowania z³o¿a Wola Obszañska zbudowane jest z osa-dów starszego paleozoiku — œrodkowego i górnego kambru, ordowiku i syluru. Ska³y te tworz¹ w¹ski i wyd³u¿ony garb morfologiczny o osi w kierunku NW–SE. Interesuj¹ce jest to, ¿e

badania strukturalne osadów

pod³o¿a wykaza³y, i¿ struktura Woli Obszañskiej jest synklin¹. Mamy wiêc tutaj do czynienia z inwersj¹ rzeŸby podmioceñskiej.

Na ska³ach paleozoicznych niezgodnie zalegaj¹ osady mioce-nu. Ich profil jest pe³ny i sk³ada siê z piaszczystych warstw bara-nowskich, jedynie z drobnymi

wk³adkami ³upków ilastych,

anhydrytów serii ewaporatowej i osadów piaszczysto-ilastych sar-matu. Osady sarmatu zalegaj¹ prawie p³asko, upady wynosz¹ od 0 do 5°. Wykazuj¹ du¿¹ zmiennoœæ facjaln¹. Wyklinowuj¹ siê do stropu poziomu anhydrytowego.

Antyklina, która jest pu³apk¹ dla gazu ziemnego jest pochodzenia kompakcyjnego. Gaz jest zakumulowany w piaskowcowych i piaskowcowo-mu³owcowych, delto-wych osadach sarmatu, natomiast ska³ami uszczel-niaj¹cymi s¹ ³upki ilaste i osady ilasto-mu³owcowe wystêpuj¹ce w postaci cienkich przewarstwieñ.

Ogó³em w z³o¿u

udokumen-towano 1,01 mld Nm3

wysokome-tanowego gazu ziemnego.

Zawiera on zawsze powy¿ej 98% metanu (maksymalnie 99,653%). Jedynie w jednym niedokumento-wanym horyzoncie po³o¿onym w najni¿szej czêœci osadów

mioce-nu stwierdzono podwy¿szon¹

iloϾ siarkowodoru (0,354%

obj.).

Podobnie jak w przypadku i innych z³ó¿ w cienkowarstwo-wych osadach miocenu, w czêœci horyzontów gazonoœnych aku-mulacje gazu ograniczone s¹ zmianami facjalnymi i litologicz-nymi. W zwi¹zku z tym tylko w niektórych horyzontach piaskow-cowych mo¿liwe jest okreœlenie po³o¿enia konturu gaz/woda.

Porowatoœæ ska³ zbiorniko-wych waha siê w zale¿noœci od horyzontu od 13 do 31%, przy -370 -380 -390 -400 -410 -420 -430 -440 -450 -460 m n.p.m. m a.s.l. Z R ¥ B R Y S Z K O W E J W O L I kontur gaz/woda gas/water contact RUDKA-11 RUDKA-8 3D seismic line Fig.10 linia sejmsiczna 3D (ryc.10) 2500m R Y S Z K O W A W O L A H O R S T

Ryc. 9. Mapa strukturalna stropu horyzontu VIII z³o¿a Rudka. Widoczne kulisowo u³o¿one dys-lokacje zwi¹zane z ruchem przesuwczym dyslokacji g³ównych ograniczaj¹cych zr¹b Ryszko-wej Woli (Mas³owski, 2003)

Fig. 9. The depth contour map of the VIII gas horizon of the Rudka gas field. Note the echelon pattern of the faults in the Miocene cover resulted of the strike-slip movements along the faults in the Miocene basement (Mas³owski, 2003)

ZR¥B RYSZKOWEJ WOLI RY S ZKOW A W OLA HOR S T

T1200 T1200 T1300 T1300

ANOMALIE BRIGH SPOT I TIME SAG

& ANOMALIES

BRIGHT SPOT TIME SAG STREFA Z£O¯OWA

GAS ZONE Rudka-8 1000m 0,5 1,0 MIOCEN MIOCENE CZAS (s) TIME (s) 0,0 KAMBR CAMBRIAN 1,5

Ryc. 10. Linia sejsmiczna przez z³o¿e gazu Rudka ponad zrêbem Ryszkowej Woli

Fig. 10. The seismic example showing the structural fault-related trap, the Rudka gas field over

przepuszczalnoœci siêgaj¹cej czêsto 600 mD.

W rejonie pó³nocno-wschodnim odkryto równie¿ z³o¿a gazu ziemnego Ksiê¿pol i £ukowa. Wielohoryzontowe z³o¿e gazu Ksiê¿pol po³o¿one w obrêbie piaszczysto-³upko-wych osadów sarmatu odkryte zosta³o w 1996 r. otworem Ksiê¿pol 10. Wyniki z³o¿owe kilku kolejnych odwiertów

pozwoli³y udokumentowaæ 390 mln Nm3

wysokometano-wego gazu ziemnego w 6 horyzontach. W obecnie

doku-mentowanych z³o¿ach £ukowa i Luchów odkryto

odpowiednio ok. 700 i 250 mln Nm3gazu.

Wa¿nym elementem strukturalnym, który ogranicza od po³udniowego-zachodu pó³nocno-wschodni¹ czêœæ zapa-dliska jest zr¹b Ryszkowej Woli. W rejonie po³o¿onym ponad zrêbem w latach 60., 70. i 80. odkryto 5 ma³ych z³ó¿ gazu ziemnego: Ryszkowa Wola, Chotyniec, Kury³ówka, Sarzyna i Rudka. Zr¹b Ryszkowej Woli jest wa¿nym ele-mentem tektonicznym w budowie wschodniej czêœci zapa-dliska. Na terenie Polski ci¹gnie siê na odcinku ok. 60 km od granicy z Ukrain¹, a¿ po rejon Sarzyny. Pocz¹wszy od Sarzyny ku granicy, wysokoœæ zrêbu i zrzut ograniczaj¹cych go dyslokacji znacznie siê zwiêkszaj¹. Wraz ze wzrostem wysokoœci zrêbu nastêpuje tak¿e zwiêkszanie jego szero-koœci. Przy szerokoœci zrêbu ok. 2 km, w rejonie Rudki, wielkoœæ zrzutu skrzyd³a SW wynosi ok. 100 m, a skrzyd³a NE ok. 300 m.

Uskoki ograniczaj¹ce zr¹b Ryszkowej Woli maj¹ typo-wy dla tej czêœci zapadliska kierunek NW–SE. Niew¹tpli-wie maj¹ starsze za³o¿enia, ale cechy osadów miocenu w strefach przuskokowych wskazuj¹ równie¿ na ich aktyw-noœæ w czasie sedymentacji mioceñskiej.

Powstanie dyslokacji ograniczaj¹cych zr¹b Ryszkowej Woli ma œcis³y zwi¹zek z oddzia³ywaniem nasuwaj¹cego siê ku pó³nocy orogenu karpackiego na zorientowane NW–SE struktury nieci¹g³e pod³o¿a zapadliska przedkar-packiego (Krzywiec, 1999). Dyslokacje NW–SE zosta³y w miocenie reaktywowane w prawoskrêtnym re¿imie prze-suwczym. Jego wynikiem sta³o siê powstanie szeregu wypiêtrzonych bloków pod³o¿a w postaci pozytywnych struktur kwiatowych (Krzywiec, 1999). W ten sam sposób powsta³o szereg uskoków odwróconych w obrêbie silnego refleksu korelowanego z seri¹ anhydrytow¹ (uskoki Mo³odyczy, Woli Ró¿anieckiej), (Myœliwiec,1996). Prze-suwczy charakter uskoków zrêbu Ryszkowej Woli potwierdza interpretacja zdjêcia sejsmicznego 3D, na któ-rym w osadach miocenu wyraŸnie zaznacza siê system uskoków kulisowych zwi¹zanych ze sk³adow¹ przesuwcz¹ w pod³o¿u (ryc.9).

Zr¹b Ryszkowej Woli o cechach pozytywnej struktury kwiatowej (Krzywiec, 1999) ograniczaj¹ dwa uskoki inwersyjne z których pó³nocny ma znacznie wiêkszy zrzut. Ponad struktur¹ inwersyjn¹ w pod³o¿u, w obrêbie osadów miocenu wystêpuje równie¿ system uskoków normalnych. Ich powstanie zwi¹zane jest z kompakcj¹ nad wyniesie-niem w pod³o¿u lub z ekstensj¹ w mioceñskiej pokrywie osadowej, która by³a nastêpstwem synsedymentacyjnego wypiêtrzania pod³o¿a. Prócz g³ównych uskoków listrycz-nych wystêpuje tutaj system uskoków towarzysz¹cych. Zwi¹zane z uskokami antykliny przyuskokowe typu roll over s¹ mo¿liwe do zidentyfikowania na sekcjach sej-smicznych (Krzywiec, 1999, ryc.10).

Rejon zrêbu Ryszkowej Woli w porównaniu z innymi nie nale¿y do najzasobniejszych w zapadlisku, ale i tutaj po

przeanalizowaniu danych sejsmicznych pod k¹tem obec-noœci anomalii sejsmicznych odkryto kolejne bardziej zasobne akumulacje. Pierwszym w ten sposób badanym z³o¿em by³o z³o¿e Kury³ówka.

Z³o¿e gazu ziemnego Kury³ówka

Prace poszukiwawcze w rejonie Kury³ówki rozpoczêto ju¿ w 1961 r. Odkryto wtedy z³o¿e gazu ziemnego z³o¿one

z 7 horyzontów gazonoœnych z zasobami 465 mln Nm3.

Ponownie prace rozpoczêto w 1996 r. w oparciu o metody-kê interpretacji anomalii sejsmicznych. Na podstawie wyników badañ odwiercono 8 nowych otworów, z których 7 da³o przemys³owy przyp³yw gazu. Ostatecznie na z³o¿u wydzielono a¿ 20 horyzontów, z których 11 udokumento-wano jako horyzonty o znaczeniu przemys³owym o

³¹cznych zasobach 713 mln Nm3.

Powierzchniowo z³o¿e Kury³ówka jest doœæ du¿e — ma 5,4 km d³ugoœci i 1,3 km szerokoœci. Z³o¿e jest typu strukturalnego, ekranowane równie¿ litologicznie. Poza sarmatem akumulacje gazu s¹ równie¿ w osadach warstw baranowskich. W przeciwieñstwie do gazu z sarmatu, któ-ry zawiera 98,42% obj. metanu, gaz z warstw baranow-skich zawiera znacznie wiêcej azotu, nawet do 30% przy zawartoœci metanu 71,03%.

Drugim z³o¿em ponad zrêbem Ryszkowej Woli, w przypadku którego rozszerzono znacznie zasoby gazu by³o z³o¿e Rudka.

Z³o¿e gazu ziemnego Rudka

Z³o¿e gazu ziemnego Rudka le¿y ponad zrêbem Rysz-kowej Woli podobnie jak z³o¿a Sarzyna i Kury³ówka w kierunku pó³nocno-zachodnim oraz Ryszkowa Wola i Chotyniec na po³udniowych-wschodzie.

Z³o¿e w dwóch ma³ozasobnych, po³o¿onych bezpo-œrednio nad pod³o¿em, horyzontach zosta³o odkryte ju¿ w latach 80. Negatywne wyniki kolejnych otworów wstrzy-ma³y dalsze prace poszukiwawcze. Dopiero w 1994 r. po wykonaniu nowego zdjêcia sejsmicznego i interpretacji bezpoœrednich wskaŸników wêglowodorów, zdecydowano o ponownym rozpoczêciu poszukiwañ. Odwiercono otwór Rudka 8, którym odkryto akumulacjê gazu o znaczeniu przemys³owym w 8 horyzontach (ryc.10). PóŸniejsze prace

wiertnicze pozwoli³y na udokumentowanie 290 mln Nm3

gazu ziemnego.

W obrazie strukturalnym z³o¿e Rudka sk³ada siê z trzech ³agodnych form antyklinalnych w utworach sarmatu dolnego. Po³o¿one s¹ one ponad wypiêtrzon¹ stref¹ zrêbu Ryszkowej Woli (ryc.10). Pu³apki s¹ typu strukturalnego, czêœciowo z zamkniêciem tektonicznym, czêœciowo rów-nie¿ litologicznym (rówrów-nie¿ pu³apki stratygraficzne — wyklinowanie horyzontu XII do stropu serii anhydryto-wej).

Ska³ami zbiornikowymi s¹ ska³y piaskowcowe i mu³owcowe w osadach deltowych w obrêbie piaszczys-tych nasypów akumulacyjnych czo³a delty, g³ównie w pokrywach osadów nasypów przyujœciowych, w piasz-czystych wype³nieniach kana³ów rozprowadzaj¹cych oraz w prze³awicaj¹cych obie facje drobnoziarnistych i cienko³awicowych osadach stref wa³ów przykorytowych i glifów. Horyzonty gazonoœne zalegaj¹ na g³êbokoœciach

1245–1110 m i 650–450 m, przy mi¹¿szoœciach od 1,2 do 5,5 m. Ska³ami uszczelniaj¹cymi s¹ ³upki ilaste i ilasto-mu³owcowe wystêpuj¹ce w formie cienkich prze-warstwieñ.

Gaz ze z³o¿a Rudka jest typowy dla sarmatu, zawiera od 98,87 do 95,59% obj. metanu.

Gaz ziemny w nowych horyzontach, w tym w osadach warstw baranowskich, odkryto równie¿ w rejonie ju¿ zna-nego wczeœniej z³o¿a Sarzyna na pó³nocny-zachód od Kury³ówki. Podobnie jak w przypadku Rudki i Kury³ówki, pozytywny efekt z³o¿owy przynios³a poprawna interpreta-cja anomalii sejsmicznych.

Wnioski

Z³o¿a gazu ziemnego w pó³nocno-wschodniej czêœci zapadliska przedkarpackiego zosta³y odkryte dziêki zasto-sowaniu wyników badania wp³ywu nasycenia gazem ska³ zbiornikowych na obraz falowy rejestrowany na danych sejsmicznych. Poprawna identyfikacja anomalii sejsmicz-nych typu bright spot i time sag pozwoli³a na zlokalizowa-nie z³ó¿ po³o¿onych zlokalizowa-nie tylko w pu³apkach strukturalnych ponad wyraŸnymi wyniesieniami pod³o¿a, takimi jak Dzi-ków, czy Wola Obszañska, ale równie¿ z³ó¿ w z³o¿onych pu³apkach strukturalno-stratygraficznych, gdzie amplitudy struktur s¹ bardzo niewielkie (z³o¿e Biszcza). Dziêki opra-cowaniu metody poszukiwawczej opartej o badanie anoma-lii sejsmicznych, co mia³o miejsce w pó³nocno-wschodniej czêœci zapadliska, mo¿liwe by³y kolejne odkrycia zasob-nych z³ó¿ gazu w rejonie Rzeszowa i ¯o³yni.

Pierwszy etap poszukiwañ w pó³nocno-wschodniej czêœci zapadliska jest obecnie finalizowany poprzez zago-spodarowywanie odkrytych z³ó¿. Obejmie ono ³¹cznie ok.

5,0 mld Nm3gazu wysokometanowego w z³o¿ach Dzików,

Wola Obszañska, Ksiê¿pol, £ukowa, Luchów i Biszcza. Ich zagospodarowywanie rozpoczêto od Dzikowa i Woli Obszañskiej. W fazie dokumentowania s¹ z³o¿a £ukowa i Luchów. Obecnie przygotowywany jest kolejny program poszukiwañ obejmuj¹cy rejon starych z³ó¿ Lubaczów i Uszkowce, rejon na pó³noc od z³o¿a Lubaczów oraz po³o¿ony na NE od nich rejon Sierakowa.

Trwaj¹ równie¿ prace polegaj¹ce na w³¹czeniu do sieci gazowej z³ó¿ po³o¿onych nad zrêbem Ryszkowej Woli. W z³o¿ach Kury³ówka i Rudka udokumentowano ³¹cznie 1,1

mld Nm3

gazu ziemnego, a kolejne odkryte horyzonty gazonoœne bêd¹ dokumentowane w z³o¿u Sarzyna.

Zagospodarowanie i w³¹czenie do sieci z³ó¿ gazu ziem-nego odkrytych w latach 1994–2003 w

pó³nocno-wschod-niej czêœci zapadliska pozwoli na realizacjê najwa¿pó³nocno-wschod-niejsze- najwa¿niejsze-go elementu strategii PGNiG S.A., który polega na utrzy-maniu udzia³u gazu krajowego na poziomie 30%, mimo prognozowanego zwiêkszenia jego zu¿ycia. Poniewa¿ gaz krajowy jest wysokiej jakoœci i znacznie tañszy od gazu importowanego, realizacja tak sformu³owanej strategii fir-my jest kluczowa nie tylko dla jej stanu, ale równie¿ dla stanu ca³oœci gospodarki.

Literatura

BORYS Z., MADEJ K. & MYŒLIWIEC M. 1998 — Preliminary results of the New Methodology of Gas Exploration in the North–Ea-stern part of the Carpathian Foredeep (Poland). Conference and Exhibi-tion Modern ExploraExhibi-tion and Improved Oil and Gas Recovery Methods, Kraków.

BORYS Z., MYŒLIWIEC M. & TRYGAR H. 2000 — New Gas Discoveries in the Carpathian Foredeep, Poland, As the Result of the Seismic Anomalies Interpretation. Oil and Gas News from Poland, 10: 69–80.

BORYS Z. & MYŒLIWIEC M. 2000 — Kierunki poprawy efektywnoœci poszukiwañ w zapadlisku przedkarpackim. Nafta–Gaz, 9: 457–465. Dokumentacja geologiczna z³o¿a gazu ziemnego Biszcza, Jas³o, 1998 Dokumentacja geologiczna z³o¿a gazu ziemnego Dzików, Jas³o, 2001 Dokumentacja geologiczna z³o¿a gazu ziemnego Wola Obszañska, Jas³o, 2000.

Dokumentacja geologiczna z³o¿a gazu ziemnego Ksiê¿pol, Jas³o, 2003.

IKOKU CHI U. 1984 — Natural Gas Engineering, John Wiley & Sons, New York: 7–10.

KRZYWIEC P. 1999 — Mioceñska ewolucja tektoniczna wschodniej czêœci zapadliska przedkarpackiego (Przemyœl–Lubaczów) w œwietle interpretacji danych sejsmicznych. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 168: 249–273.

MYŒLIWIEC M. 2004a — Poszukiwania z³ó¿ gazu ziemnego w osadach miocenu zapadliska przedkarpackiego na podstawie interpretacji anomalii sejsmicznych — podstawy fizyczne i dotychczasowe wyniki. Prz. Geol. 52: 299–306.

MYŒLIWIEC M. 2004b — Poszukiwania z³ó¿ gazu ziemnego w osadach miocenu zapadliska przedkarpackiego na podstawie

interpretacji anomalii sejsmicznych — weryfikacja anomalii. Prz. Geol. 52: 307–314.

MYŒLIWIEC M. & BACZYÑSKI A. 1999 — Pomiary w³aœciwoœci petrofizycznych w ska³ach s³abo i nieskonsolidowanych, Nafta–Gaz, No 2: 70–76.

MYŒLIWIEC M., BORYS Z. & TRYGAR H. 1999 — New Gas Discoveries in the Carpathian Foredeep, Poland, as the Result of the Seismic Anomalies Interpretation. 61st Conference and Technical Exhibition, Extended Abstracts, Vol. 1, Helsinki.

RACZKOWSKI J. 2002 — Weryfikacja zatwierdzonych zasobów gazu ziemnego w Polsce, arch. Oœrodka BG Geonafta — Po³udnie w Jaœle. SHERIFF R.E. 1997 — Encyclopedic Dictionary of Exploration Geo-physics, Society of Exploration Geophysicists.

Przegl¹d Geologiczny jest do nabycia:

Back issues of the Polish Geological Review are available for purchase:

— Pañstwowy Instytut Geologiczny, w Warszawie: ul. Rakowiecka 4, Punkt Sprzeda¿y, Budynek A, pok.1 w godz. 9–15; Kiosk na Wydziale Geologii UW, ul. ¯wirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa;

Subscription price (2001) is 240 ZL including surface postage and handling (airmail is available for an additional fee) Subscriptions should be sent to the Polish Geological Institute, Selling Dept., 4 Rakowiecka Street, 00-975 Warsaw, Poland