Charakterystyka dojrzałości warstw menilitowych w wybranych otworach - wstępne wyniki

Charakterystyka dojrzałości warstw menilitowych w wybranych otworach - wstępne wyniki
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Celem badań było określenie stopnia dojrzałości materii organicznej, identyfikacja i klasyfikacja jej komponentów oraz wyznaczenie stref generacji węglowodorów na podstawie wskaźnika refleksyjności huminitu (Ro%).

Analiza została przeprowadzona na oligoceńskich łupkach menilitowych jednostki śląskiej fliszu karpackiego. Materiał badawczy pochodził z otworów Równe-2 i Krościenko-6K.

Średnie wartości refleksyjności materii organicznej badanych menilitów zawierają się w przedziale od 0,32 do 0,48% dla prób z otworu Równe-2 i od 0,37 do 0,39% dla prób z otworu Krościenko-6K. Wyniki te są charakterystyczne dla utworów o niskiej dojrzałości termicznej.

Wstęp

Charakterystyka dojrzałości warstw menilitowych była wielokrotnie poruszanym tematem m. in. w pracach Więcław i in. (2007, 2008), Kosakowski (2009,2013), Waliczek, Więcław (2013), Ziemianin i in. (2015). Bogate w ropotwórczą substancję organiczną łupki menilitowe uważane są za główną skałę macierzystą karpackich rop naftowych (Kotarba & Koltun, 2006).

W dotychczas przeprowadzonych badaniach łupków menilitowych substancja organiczna była charakteryzowana głównie na podstawie wskaźników geochemicznych (na przykład Więcław i in., 2007, 2008; Kosakowski, 2009 2013). W przedstawionej pracy wyróżnienie ropotwórczych oraz gazotwórczych składników wykonano w oparciu o analizę mikroskopową.

Jedną z powszechnie wykorzystywanych metod oceny dojrzałości skał jest zdolność odbicia światła materii rozproszonej w skałach osadowych (refleksyjność Ro ).

Na podstawie wskaźnika refleksyjności Ro można wyznaczyć stadium generowania węglowodorów (Wassojewicz i in., 1970) oraz odtworzyć historię termiczną i ewolucję basenów sedymentacyjnych (Bostick, 1971, Durand, 1980, Heroux i in., 1979, Hunt, 1979, , Tissot & Welte, 1984).

Celem niniejszej pracy było określenie stopnia przeobrażenia materii organicznej oligoceńskich łupków menilitowych fliszu karpackiego jednostki śląskiej, identyfikacja i klasyfikacja składników organicznych występujących w analizowanych osadach oraz wyznaczenie stref generacji węglowodorów na podstawie wskaźnika refleksyjności witrynitu/huminitu Ro. Przebadanych zostało jedenaście prób z otworu Równe-2 z głębokości od 104,2 do 407,30m oraz pięć prób z otworu Krościenko-6K z głębokości od 866,60 do 906,90m.

Metodyka badań

Badania mikroskopowe materii organicznej rozproszonej w skałach fliszu karpackiego przeprowadzono przy użyciu mikroskopu AxioImager A1m firmy Carl Zeiss, sprzężonego z zestawem fotometrycznym firmy J&M GmbH - MSP 200 umożliwiającym pomiar refleksyjności huminitu/witrynitu. Wyniki badań zostały przedstawione jako uśredniona wartość pomiarów refleksyjności huminitu/witrynitu i oznaczone symbolem Ro. Analiza macerałów została przeprowadzona w świetle odbitym białym (identyfikacja macerałów z grupy witrynitu i inertynitu) oraz niebieskim ( identyfikacja macerałów z grupy liptynitu). Klasyfikacja macerałów została przyjęta zgodnie z ustaleniami ICCP (1994). Dla grupy macerałów huminitu/witrynitu granicę umowną rozdzielającą huminit od witrynitu wyznacza wartość refleksyjności Ro=0,5% (Kwiecińska, 2005).

Mikrofotografie materii organicznej zostały wykonane przy użyciu kamery cyfrowej Axio- CamMRc 5 obsługiwanej przez oprogramowanie AxioVision firmy Carl Zeiss przy zastosowaniu obiektywu imersyjnego o 50x powiększeniu.

Dojrzałość termiczna materii organicznej

Dojrzałość termiczna materii organicznej została określona na podstawie wskaźnika refleksyjności huminitu (Ro%) rozporoszonego w analizowanych utworach menilitowych.

Średnie wartości współczynnika Ro pomierzone dla osadów z otworu Równe-2 wzrastają wraz z interwałem rdzeniowania od 0,32% na głębokości 104,20m do 0,48% na głębokości 407,85m przy zakresie wartości refleksyjności od 0,20 do 0,69% (Tab.1, Fig.1).

Średnie wartości refleksyjności huminitu łupków menilitowych z otworu Krościenko-6K wzrastają wraz z głębokością pogrążania osadów i wynoszą od 0,37% na głębokości 866,60 m do 0,39% na głębokości 906,90 przy zakresie wartości refleksyjności od 0,23 do 0,65% (Tab.1, Fig.1). Ilość cząstkowych pomiarów refleksyjności jest większa dla prób z otworu Równe-2 co jest spowodowane większym udziałem procentowym huminitu w składzie materii organicznej.

Stopień przeobrażenia materii organicznej oligoceńskich łupków charakterystyczny jest dla utworów o niskiej dojrzałości termicznej (<0,5%) i wskazuje na maksymalne paleotemperatury oddziaływujące na badane osady w przedziale od 44 do 76oC (Barker, Pawlewicz, 1994).

Ogólna charakterystyka materii organicznej

Materia organiczna rozproszona w oligoceńskich osadach menilitów z otworów Równe- 2 i Krościenko-6K nie wykazuje dużego zróżnicowania w składzie. Reprezentowana jest zarówno przez macerały z grupy liptynitu (średnio 40-60% materii organicznej) jak i macerały z grupy huminitu (średnio 35-50% materii organicznej). Macerały z grupy liptynitu (Fig.2, A,B) reprezentowane są przez komponenty pierwotne takie jak alginit, sporynit, kutynit oraz liptodetrynit oraz składniki wtórne głownie bituminit.

Materia humusowa występuje w postaci lamin, żyłek i okruchów huminitu, (Fig.2, C,D) fragmentów humodetrynitu oraz sporadycznie materiału redeponowanego. W analizowanych osadach stwierdzono także obecność huminitu wykazującego słabą fluorescencję w kolorze brązowym. Macerały z grupy inertynitu występują w mniejszych ilościach (średnio10-15% materii organicznej).

Fot. A. Liptodetrynit (fluoryzujący na żółto).

Otwór Krościenko-6K, głęb. 905,50, oligocen, warstwy menilitowe, jednostka śląska. Światło niebieskie, imersja olejowa Fot. B. Alginit (fluoryzujący na żółto i pomarańczowo).

Otwór Równe-2, głęb.221,90, oligocen, warstwy menilitowe, jednostka śląska.

Światło niebieskie, imersja olejowa Fot. C. Lamina huminitu. Otwór Równe-2, głęb.221,90, oligocen, warstwy menilitowe, jednostka śląska. Światło białe, imersja olejowa Fot. D. Lamina huminitu. Otwór Równe-2, głęb.221,40, oligocen, warstwy menilitowe, jednostka śląska. Światło białe, imersja olejowa Podsumowanie

Pomierzone wartości wskaźnika refleksyjności huminitu dla menilitów z otworów Równe-2 i Krościenko-6K są charakterystyczne dla materii organicznej niedojrzałej do generowania węglowodorów.

Dojrzałość termiczna oligoceńskich łupków wzrasta w profilach pionowych otworów Równe-2 i Krościenko-6K wykazując bardzo dobrą korelację pomiarów refleksyjności wraz z interwałem rdzeniowania. (Fig.3).

Rozproszona materia organiczna w analizowanych osadach reprezentowana jest przede wszystkim przez macerały ropotwórcze z grupy liptynitu (alginit, bituminit) oraz składniki humusowe, główne huminit. Analogiczny skład materii organicznej łupków menilitowych został wyróżniony w pracy Ziemianin i in. (2015). Natomiast wyniki pomiarów refleksyjności huminitu łupków menilitowych z otworu Równe-2 wykazują bardzo dobrą korelację z wcześniej przeprowadzanymi badaniami Semyrki (2009).

Prezentowane w publikacji wyniki badań uzyskano w ramach realizacji projektu badawczego o akronimie ShaleCarp w programie Blue Gas II, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (BG2/ ShaleCarp/14).

Literatura

1. Barker C.E., Pawlewicz M.J., 1994. Calculation of vitrinite reflectance from thermal histories and peak temperatures:a comparison of methods. In Mukhopadhyay, P.K.,Dow W.G.(EDS.) Vitrinite Reflectance as Maturity Parameter: Applications and Limitations. American Chemical Society Symposium Series 570, pp. 216-229.

2. Bostick N. H. , 1971. Thermal alteration of clastic particles as an indicator of contact and burial metamorphism in sedimentary rocks. Geosci & Man 3:83-93.

3. Durand B. E., 1980. Kerogen insoluble organic matter from sedimentary rocks.1-518. Edit. Techn. Paris.

4. Heroux Y., Chagnon A., Bertrand R., 1979.

Compilation and correlation of major thermal maturation indicators. Am. Assoc. Inst. Geol.Bull. 63:2128-2144.

5. Hunt J. M., 1979. Petroleum geochemistry and geology.1-617. Freeman&Co. San Francisco.

6. International Committee for Coal and Organic Petrology (ICCP). The new vitrinite classification (ICCP System 1994). Fuel, Volume 77, Issue 5, p. 349-358. 1998.

7. International Committee for Coal and Organic Petrology (ICCP). The new inertinite classification (ICCP System 1994). Fuel, Volume 80, Issue 4, p. 459-471, 2001

8. Kosakowski P., Więcław D., Kotarba M.J. 2009. Charakterystyka macierzystości wy- Fig. 3. Zmiana wskaźnika refleksyjności huminitu w profilu pionowym otworu Równe-2 i Krościenko-6K branych utworów fliszowych w przygranicznej strefie polskich Karpat Zewnętrznych. Geologia 34, 155-190.

9. Kosakowski P. 2013. 1D modelling of hydrocarbon generation and expulsion from Oligocene Menilite source rocks in the San and Stryi rivers region (Polish and Ukrainian Carpathians). Geol. Quart. 57, 307-324.

10. Kotarba M.J., Koltun Y.V., 2006. Origin and habitat of hydrocarbons of the Polish and Ukrainian parts of the Carpathian Province.

In: Golonka, J., Picha, F. (Eds.), The Carpathians: Geology and Hydrocarbon Resources. Am. Assoc. Petrol. Geol. Mem. v. 84, 332-368.

11. Kwiecińska B., 2005. Klasyfikacja materii organicznej rozproszonej w świetle ustaleń ICCP. Przeg. Geol., 53, 3: 262.

12. Semyrka G. 2009. Refleksyjność witrynitu i typ kerogenu w profilach wierceń wschodniej części Karpat polskich. Geologia 35, 49-59.

13. Tissot B, Welte D.H., 1984. Petroleum Formation and Occurrence. 2nd ed. Springer Verlag, Heidelberg. 699.

14. Wieclaw D., Kotarba M. J., Koltun Y.2007.
Identification of kerogentype in the menilite shales of the Skole and Silesian units of thePolish and Ukrainian Carpathians. 23rd International Meeting on Organic Geochemistry, Torquay (England) 9-1.09.2007, P22-M.

15. Więcław D., Kotarba M.J., Kuśmierek J., Kowalski A., Machowski G. 2008. Pionowa zmienność wskaźników macierzystości warstw menilitowych w wybranych profilach wschodniej części polskich Karpat zewnętrznych.
Prace Instytutu Nafty i Gazu, 150, 455-460.

16. Waliczek M. & Więcław D., 2013. Maturity of menilite shales from Polish Outer Carpathians based on vitrinite reflectance and Rock-Eval pyrolysis data. Geology, Geophysics & Environment 38, 551-552.

17. Wassojewicz N. B. Korczagina J. I., Łopatin N. W., Czermyszew W. W., 1970. Principal phase of oil formation. Intern. Geol. Rev., 12. Washington D.C.

18. Ziemianin K., Brzuszek P., Słoczyński T., Jankowski L. 2015. Dispersed organic matter in shales from Menilite Beds within Polish Outer Carpathians-preliminary diognosis.
Nafta-Gaz 9, 615-623.
Prezentowane w publikacji wyniki badań uzyskano w ramach realizacji projektu badawczego o akronimie ShaleCarp w programie Blue Gas II, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (BG2/ ShaleCarp/14).
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Charakterystyka dojrzałości warstw menilitowych w wybranych otworach - wstępne wyniki

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!