SPOSÓB KORELACJI ANOMALII SEJSMICZNYCH Z INFORMACJ¥ OTWOROW¥
W ANALIZIE SEDYMENTOLOGICZNEJ REJONU PUSTKÓW–SÊDZISZÓW (PO£UDNIOWA CZÊŒÆ ZAPADLISKA PRZEDKARPACKIEGO)
METHOD OF SEISMIC ANOMALIES CORRELATION WITH THE WELL INFORMATION FOR SEDIMENTOLOGY ANALYSIS OF PUSTKÓW–SÊDZISZÓW AREA (SOUTHERN PART OF THE CARPATHIAN FOREDEEP)
BEATASTANKIEWICZ1, KRZYSZTOFDZWINEL1, PIOTRPASEK1
Abstrakt. Zintegrowana analiza anomalii sejsmicznych wraz z interpretacj¹ danych geofizyki otworowej da³a podstawy do odtworzenia œrodowiska sedymentacji osadów mioceñskich zapadliska przedkarpackiego. Zmiennoœæ wykszta³cenia osadów, zarówno pionow¹, jak i po- ziom¹, przeœledzono na podstawie szczegó³owej korelacji miêdzyotworowej, a nastêpnie, wykorzystuj¹c dodatkowo analizê charakteru wy- kszta³cenia krzywych geofizyki otworowej, dokonano próby okreœlenia zarysu architektury depozycyjnej. W celu odtworzenia œrodowiska sedymentacji na wiêkszym obszarze, pos³u¿ono siê szczegó³ow¹ interpretacj¹ zdjêcia sejsmicznego 3D. Analiza form geoanomalii i badanie spójnoœci zapisu sejsmicznego zaowocowa³o wydzieleniem ró¿nych elementów paleomorfologii, takich jak: koryta, wa³y przybrze¿ne, sto¿- ki i litosomy.
S³owa kluczowe: sejsmika 3D, anomalia sejsmiczna, geofizyka otworowa, stratygrafia sekwencji, miocen, zapadlisko przedkarpackie.
Abstract. Integrated analysis of seismic anomalies together with well logging data interpretation was a basis for reconstruction of pro- cesses of depositional environment of the Miocene succession, in the Carpathian Foredeep. Vertical and lateral variability of sediments was analysed using detailed wells correlation. Then, using the analysis of a shape of well logs, the outline of depositional architecture was deter- mined. In order to determine the sedimentology environment in a larger area, the detailed 3D seismic data results interpretation was used.
The analysis of geoanomalies forms and coherence of seismic record resulted in differentiation of various paleomorphology elements such as: channels, subaqueous levees, fans and lithosom.
Key words: 3D seismic data, seismic anomaly, well log, sequence stratigraphy, Miocene, Carpathian Foredeep.
WSTÊP
W analizach geologiczno-z³o¿owych istotne znaczenie ma opracowanie modelu œrodowiska sedymentacji, na które- go podstawie mo¿na wnioskowaæ o rozk³adzie potencjal- nych stref tworz¹cych pu³apki dla akumulacji wêglowodo- rów. W niniejszym artykule wybiórczo zaprezentowano wy- niki analizy danych geofizycznych z rejonu Pustków–Sêdzi-
szów (zlokalizowanego w po³udniowej czêœci zapadliska przedkarpackiego). Skupiono siê na badaniu osadów mioce- nu autochtonicznego, w szczególnoœci silikoklastycznej suk- cesji nadewaporatowej, stanowi¹cej najwa¿niejsz¹ seriê pro- duktywn¹ zapadliska przedkarpackiego (m.in. Myœli- wiec, 2004). Wiek tego kompleksu okreœla siê jako póŸno-
1GEOFIZYKA Kraków Sp. z oo., ul. £ukasiewicza 3, 31-429 Kraków; e-mail: beata.stankiewicz@geofizyka.krakow.pl, krzysztof.dzwinel@geofizyka.krakow.pl, piotr.pasek@geofizyka.krakow.pl
badeñsko-sarmacki (Ney i in., 1974; Olszewska, 1999; Osz- czypko i in., 2005). Omawiana sukcesja osadowa ma trój- dzieln¹ budowê (Myœliwiec, 2004): I – kompleks sto¿ków podmorskich i pelitów basenowych (Dziadzio i in., 1997;
Krzywiec i in., 2008), II – deltowy (Dziadzio, 2000; Krzy- wiec i in., 2008), przechodz¹cy ku górze w kompleks III – osady p³ytkiego morza i zatok (op. cit.).
KORELACJA MIÊDZYOTWOROWA
Przeprowadzono szczegó³ow¹ korelacjê utworów mioce- nu w 14 otworach wiertniczych, opart¹ na metodzie straty- grafii sekwencji (fragmentarycznie przedstawion¹ na figu- rze 1). Pos³u¿ono siê w tym celu krzywymi profilowañ:
gamma (GR), neutronowego (NPHI), opornoœci (RT), dany- mi upadomierza SED. Na podstawie morfologii krzywych otworowych wyznaczono linie korelacyjne odpowiada- j¹ce granicom jednostek ni¿szego rzêdu, czyli parasekwencji
(Krzywiec, 1993; Porêbski, 1996). Interpretacja pionowego nastêpstwa parasekwencji pozwoli³a na wykreœlenie zesta- wów parasekwencji o ró¿nym uk³adzie: progradacyjnym, re- trogradacyjnym i agradacyjnym. Ci¹g³oœæ wymienionych granic sekwencyjnych przeœledzono na ca³ym opisywanym obszarze. Badanie zmiennoœci uk³adu zestawów parase- kwencji oraz ich kontynuacji sta³o siê podstaw¹ analizy lito- facjalnej omawianego rejonu.
WYDZIELENIE ANOMALII SEJSMICZNYCH
W celu analizy morfologii interpretowanych granic sej- smicznych (Wójcik i in., 2009), zastosowano: automatyczn¹ korektê pozycji granic do najbli¿szej wartoœci ekstremalnej lub przejœcia przez zero, ekstrakcjê geoanomalii o zadanej dynamice amplitudowej (Sheffield, Paine, 2008), analizê po- dobieñstwa sygna³u (Waveform Classifier) (Brown, 1999).
Geoanomalie wyodrêbniaj¹ z wolumenu danych sejsmicz- nych spójne, anomalne obszary w zadanym zakresie warto- œci amplitud. Kszta³t wydzielonych anomalii pokazuje za-
siêg zespo³u facji o niewielkich mi¹¿szoœciach. Zaznaczone na nich lineamenty s¹ powi¹zane z tektonik¹, zmian¹ mi¹¿- szoœci serii lub zaburzeniami pomiaru i processingu sejs- micznego. Ze wzglêdu na podanie zakresu wartoœci amplitu- dy analizowanego atrybutu, geoanomalie charakteryzuj¹ siê du¿¹ tolerancj¹ dla zak³óceñ sejsmicznych oraz nie podle- gaj¹ procedurze wyg³adzania zwi¹zanej z doborem „oczka”
gridu, metodzie gridowania i a priori zastosowanej koñco- wej technice wyg³adzania mapy.
ZARYS ARCHITEKTURY FACJALNEJ
Dane otworowe powi¹zano z obrazem sejsmicznym po- przez wykonane sejsmogramy syntetyczne, co umo¿liwi³o identyfikacjê poszczególnych refleksów na obrazie sejs- micznym 3D i ich powi¹zanie z wyró¿nionymi granicami se- kwencyjnymi. Wyodrêbnione na podstawie zdjêcia sejs- micznego geoanomalie oraz lineamenty zwi¹zane z analiz¹ formy sygna³u interpretowanych granic sejsmicznych po- wi¹zano z danymi geofizyki wiertniczej. Na podstawie kore- lacji miêdzyotworowej, w obrêbie górnobadeñsko-sarmac- kiej sukcesji osadowej analizowanego obszaru, wyró¿nio- no dziewiêæ zestawów parasekwencji (fig. 1). Wydzielono w nich szereg facji osadowych œwiadcz¹cych o znacznym zró¿nicowaniu facjalnym badanych osadów, a co za tym idzie, o zmieniaj¹cym siê œrodowisku sedymentacji. W ni- niejszym artykule przedstawiono kilka przyk³adowych ty- pów depozycji, które rozpoznano na obrazie sejsmicznym jako geoanomalie i potwierdzono wykszta³ceniem krzywych geofizyki otworowej. Figura 2 przedstawia anomaliê sej- smiczn¹ odpowiadaj¹c¹ osadom powsta³ym w systemie sto-
¿ka. Potwierdza to analiza charakteru krzywych z otworu wiertniczego Witkowice 2. Zapis krzywej GR o kszta³cie
zygzakowatym i lejkowatym oraz wartoœciach od œrednich do ma³ych wskazuje na obecnoœæ heterolitowo-piaszczys- tych osadów o ziarnie wzrastaj¹cym ku górze, powsta³ych w strefie lobów depozycyjnych sto¿ka (por. Dziadzio i in., 1997). Kolejnym przyk³adem jest obraz przebiegu kana³u na powierzchni wyznaczonej przez granicê sejsmiczn¹ odpo- wiadaj¹c¹ stropowi zestawu parasekwencji o charakterze re- trogradacyjnym (fig. 3). Opisywan¹ jednostkê buduj¹ w oko- licach otworu wiertniczego Pietrzejowa 1 mi¹¿sze ³awice piaskowców o ziarnie malej¹cym ku górze oraz o ostrym, erozyjnym sp¹gu i ma³ym zasiêgu lateralnym, co mo¿e wskazywaæ na ich kana³ow¹ genezê. Osady te zazêbiaj¹ siê z pakietami heterolitów piaszczysto-mu³owcowych, o nie- wyraŸnych stropach i sp¹gach oraz ziarnie malej¹cym ku gó- rze. Zapis krzywej gamma w otworach s¹siednich ma cha- rakter dzwonowaty, o wartoœciach niskich po wysokie. Przy- pomina to charakterystykê osadów miêdzykana³owych. Jed- noznaczny trend retrogradacyjny oraz zinterpretowane œro- dowisko osadowe w systemie kana³ów mog¹ sugerowaæ, ¿e pakiet ten utworzy³ siê podczas wczesnego transgresywnego systemu depozycyjnego (Catuneanu, 2006).
Fig. 1. Schemat korelacyjny silikoklastycznej sukcesji mioceñskiej w rejonie Pustkowa Schematic correlation of the Miocene silicoclastic succession in the Pustków area
Fig. 2. Anomalia sejsmiczna odpowiadaj¹ca osadom powsta³ym w systemie sto¿ka A. Skala g³êbokoœci dla powierzchni sto¿ka. B. Skala g³êbokoœci dla powierzchni podœcielaj¹cej sto¿ek
Seismic anomaly corresponding to sediments deposited in a fan system A. Depth scale of the fan. B. Depth scale of the underlying surface
Fig. 3. Obraz przebiegu kana³u wyznaczony na podstawie analizy formy sygna³u na powierzchni stropu retrogradacyjnego zestawu parasekwencji
Channel imaged using of signal form analysis of top of the retrogradational parasequence set
PODSUMOWANIE
Zintegrowana interpretacja danych geofizyki otworowej oraz zdjêcia sejsmicznego 3D umo¿liwi³a rekonstrukcjê zmiennoœci litofacjalnej, nastêpnie analizê architektury fa- cjalnej, a co za tym idzie, odtworzenie rozwoju sedymentacji w badanym rejonie. Ze wzglêdu na fakt, ¿e analizê fa- cji przeprowadzono tylko na podstawie interpretacji zmian
kszta³tu krzywych karota¿owych nale¿y podkreœliæ, ¿e daje to tylko wskazówkê, co do opisu asocjacji facjalnych, a na- stêpnie œrodowiska depozycyjnego, a nie ich jednoznaczn¹ identyfikacjê. Do bardziej szczegó³owej interpretacji asocja- cji facjalnych niezbêdne jest wykorzystanie informacji rdze- niowej i biostratygraficznej.
LITERATURA
BROWN A.R., 1999 — Interpretation of three-dimensional seismic data. AAPG Memoir 42 SEG Investigations in Geophysics, 9:
261–269.
CATUNEANU O., 2006 — Principles of sequence stratigraphy.
Elsevier, Amsterdam.
DZIADZIO P., LISZKA B., MAKSYM A., STARYSZAK G., 1997
— Œrodowisko sedymentacji utworów miocenu autochtonicz- nego w brze¿nej strefie Karpat a interpretacja geologicz- no-z³o¿owa w obszarze Husów–Albigowa–Krasne. Nafta-Gaz, 9: 407–414.
DZIADZIO P., 2000 — Sekwencje depozycyjne w utworach badenu i sarmatu w SE czêœci zapadliska przedkarpackiego. Prz. Geol., 48, 12: 1124–1138.
KRZYWIEC., 1993 — Stratygrafia sekwencyjna. Prz. Geol., 41, 10:
681–687.
KRZYWIEC P., WYSOCKA A., OSZCZYPKO N., MASTALERZ K., PAPIERNIK B., WRÓBEL G., OSZCZYPKO-CLOWES M., ALEKSANDROWSKI P., MADEJ K., KIJEWSKA S., 2008 — Ewolucja utworów mioceñskich zapadliska przedkar- packiego w rejonie Rzeszowa (obszar zdjêcia sejsmicznego 3D Soko³ów–Smolarzyny). Prz. Geol., 56, 3: 232–244.
MYŒLIWIEC M., 2004 — Mioceñskie ska³y zbiornikowe zapadli- ska przedkarpackiego. Prz. Geol., 52, 7: 581–592.
NEY R., BURZEWSKI W., BACHLEDA T., GÓRECKI W., JA- KÓBCZAK K., S£UPCZYÑSKI K., 1974 — Zarys paleogeo- grafii i rozwoju litologiczno-facjalnego utworów miocenu zapadliska przedkarpackiego. Pr. Geol. PAN, 82: 7–64.
OLSZEWSKA B., 1999 — Biostratygrafia neogenu zapadliska przedkarpackiego w œwietle nowych badañ mikropaleonto- logicznych. Pr. Pañstw. Inst. Geol., 168: 9–28.
OSZCZYPKO N., KRZYWIEC P., POPADYUK I., PERYT T., 2006 — Carpathian Foredeep Basin (Poland and Ukraine) – its sedimentary, structural and geodynamic evolution. W: The Car- pathians and their Foreland: Geology and hydrocarbon resour- ces (red. F. Picha, J. Golonka). AAPG Mem., 84: 293–350.
PORÊBSKI S.J., 1996 — Podstawy stratygrafii sekwencji w sukces- jach klastycznych. Prz. Geol., 44, 10: 995–1006.
SHEFFIELD T.M., PAYNE B.A., 2008 — Geovolume visualiza- tion and interpretation: What makes a useful visualization seis- mic attribute? SEG Las Vegas 2008 Annual Meeting: 849–853.
WÓJCIK B. i in., 2009 — Dokumentacja badañ sejsmicznych, temat: Pustków–Sêdziszów 3D (reprocessing i reinterpretacja).
Arch. Geofizyka Kraków, Kraków.
