1. Kolejność prowadzonych badań w prospekcji naftowej:
· wyodrębnienie perspektywistycznych stref poszukiwawczych- w obrębie jednostek geostrukturalnych wyższego rzędu (platforma wschodnio-europejska prekambryjska, plat. Paleozoiczna, pokrywa permo-mezozoiczna, Karpaty razem z przedgórzem)
· geologiczne rozpoznanie wgłębnego układu strukturalnego (litologia, stratygrafia, położenie nieciągłości strukturalnych, pułapki)
· odtworzenie przestrzeni sedymentacyjnych (pięter str. lub ich kąpleksów pokrywowych z wydzieleniem facji lub poziomów skał macierzystych, zbiornikowych i uszczelniających)
· geochemiczna argumentacja oceny ilości i jakości skał macierzystych (właściwości skał macierzystych, potencjał węglowodorowy jednostki objętości skały)
2. Baseny sedymentacyjne.
Są to obszar powierzchni ziemi obniżony do obszarów otaczających.
· może być tektonicznego lub erozyjnego pochodzenia,
· są obszarami sedymentacji chociaż czasem erozja jest ważna,
· sedymentacja może być nie ciągła (luki sedymentacyjne)
1.przestrzeń która ulega ubniżaniu
2.dostarczany osad
Rozmieszczenie nierównomierne, gł :
-na morzach
-największe miąższości: delty rzek
Klasyfikacja basenów:
· małe (km2) lub wielkie (kilkaset km2)
· proste lub złożone (sub- baseny)
· mogą zmieniać wielkość i kształt w zależności od: erozji sedymentacji, aktywności tektonicznej i eustatycznych zmian poziomów morza
I. Baseny obrzeży dywergentnych
· Baseny ryftowe
-baseny ryftowanych sklepień
-baseny obwódkowe
-baseny z osiadania
-półrowy
· baseny obrzeży oceanicznych
-typ Morza Czerwonego
-typ atlantycki
· aulakogeny i zmarłe ryfty
· góry pomorskie i wyspy oceaniczne
2.baseny obrzeży konwergentych
· rowy oceaniczne i kompleksy subdukcyjne
· baseny przedłukowe
· baseny miedzy – i zaułkowe
· baseny wsteczno łukowe, podgórskie
3. baseny zwiazane z uskokami transformacyjnymi i transkurentnymi
· położenie basenu
- uskok transformacyjny na granicy płyty
- uskok transformacyjny na obrzeżu dywergentnym
- uskok transkurentny w strefie szwu
· typ basenu
- basen w systemach uskoków rozgałęziających się
- basen w zakończeniach uskoków
- basen pull-apart w systemie uskoków kulisowych
- basen trans rotacyjny
4. baseny powstałe w trakcie kolizji i zszywania kontynentów
· baseny peryferyjne na płycie podsuwanej
· baseny zatok wewnątrzszwowych
· baseny przedgórskie, przesuwcze i rowowe
5. baseny kratoniczne
3. Czynniki kontrolujące sedymentację dużej skali:
a) Klimat określa
-temp wietrzenia,
-wytrącanie i przemieszczanie
-środowisko sedymentacji
b) tektonika określa
-relief
-czas dla sedymentacyjnych osadu
-typ środowiska
-rodzaj basenów sedymentacyjnych
-rodzaj skał źródłowych
4. Cykl naftowy
4 etapy:
I. generowanie HC – skały macierzyste
II. migracja – skała zbiornikowa
III. akumulacja – pułapki złożowe
IV. rozproszenie HC – wycieki HC
5. System naftowy (rys).
Integruje w ujęciu przestrzenno czasowym wszystkie strukturalno litofacjalne elementy basenu osadowego z procesami zachodzącymi w tym basenie a niezbędnymi do gromadzenia się i formowania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.
a) Skała macierzysta skała która zawierała znaczną zawartość substancji organicznej z której powstają węglowodory w odpowiednich warunkach temp.
b) Skał zbiornikowa- porowaty lub szczelinowaty ośrodek, który w sprzyjających warunkach może być miejscem akumulacji węglowodorów.
c) Skała uszczelniająca- uszczelnia, wymusza migrację i wpływa na potencjalne pułapki złożowe.
System naftowy jest to zespół powiązanych genetycznie elementów fizycznych basenu naftowego oraz procesów w nim zachodzących niezbędnych do uformowania się złóż. Najważniejszy w systemie naftowym jest czas. Aby modelować system naftowy musimy zwymiarować jego parametry, tzn. geometrie i strukturę formacji ropo-gazonosnej, jej cechy geochemiczne i petrofizyczne, oraz warunki termiczne przeobrażenia kerogenu w fazy węglowodorowe, a po drugie posługiwać się metodami umożliwiającymi ilościową ocenę procesów generowania i migracji węglowodorów
Skała macierzysta - W skale macierzystej na skutek przeobrażenia nagromadzonej substancji organicznej powstają węglowodory (ropa naftowa i gaz ziemny)
Jest to skała zawierająca ponad progową wartość węgla organicznego (ponad 1%) oraz odpowiednie ilości produktów niezbędnych do powstania substancji bitumicznej i węglowodorowej.
Zazwyczaj skałami macierzystymi są skały ilaste, drobnoziarniste mułowce i łupki. Są one nieporowate, zwięzłe zawierają mikrospękania i mikrosfaldowania. Woda związana w minerałach ilastych powoduje ich pęcznienie przez co ogranicza znacząco przestrzeń porową.
Skała zbiornikowa jest to ośrodek skupiający ropę naftową i gaz ziemny. Konieczne do istnienia zbiornika ropy naftowej jest występowanie pułapki, przestrzeni porowej oraz skały zbiornikowej. Do najczęstszych skał zbiornikowych należą piaskowce, wapienie i dolomity.
6.Diageneza
6.1 Diageneza – definicja
-Fizyczne i chem. zmiany występowania w osadzie lub skale pomiędzy depozycją a metamorfizmem
(lub wymieszaniem i wietrzeniem.
-Proces w wyniku którego osady przechodzi w skonsolidowaną skałę osadową = lityfikacja.
-niskotemp. i niskociśnieniowe podpowierzchniowe procesy, głównie kompakcja i cementacja [200stC granica anhimetamorfizmu, 300stC metamorfizm] )
6.2 Czynniki kontrolujące diagenezę:
· -temp
· -ciśnienie
· -przemieszczanie się płynów porowych w obrębie basenu sedymentacyjnego : konwekcja termiczna:
- inwersja gradientu gęstościowego spowodowana ekspansją wód gorących (np. batolity, wysady solne)
- redukcja porowatości powoduje migrację wód interstycjalnych ku górze
· -skład osadu – pochodzenie (mat. może pochodzić z bardzo różnych stref, to co znajdzie się w basenie zależy od obszaru źródłowego)
· -środowisko sedymentacji- modyfikacje składu osadu związane z klimatem, dynamiką środowiska, aktywnością organizmów, skład wód porowych. Wyróżniamy środowiska: kontynentalne, morskie i pośrednie lub środowisko sedymentacji klastycznej i chemicznej.
6.3 Strefy diagenezy:
· -eodiageneza- wczesna płytka diageneza (ten etap diagenezy, kiedy osad jest jeszcze w 1 stopniu kontrolowany przez czynniki w basenie, np. skł wód, czynniki klimatyczne, skł pierwotny, podłoże)
è proces diagenetyczny(PD) : działalność org, bioturbacje; produkt: zniszczenie pierwotnych struktur sedym, cementacja ścian nor
è PD cementacja i zastępowanie: śr redukcyjne- piryt; śr utleniające- tlenki żelaza; obwódki regeneracyjne na ziarnach kwarcu i skaleni; cementy węglanowe; kaolinit; chloryt
· -mezodiageneza- głębokie pogrzebanie
è PD : kompakcja fizyczna- wzrost upakowania ziaren; redukcja porowatości; spadek miąższości w-w
è PD : kompakcja chemiczna= rozpuszczanie pod ciś – częściowe rozpuk, krzemianów; redukcja porowatości; spadek miąższości w-w
è PD: Cementacja wytracają się cementy węglanowe (kalcyt) i krzemionkowe (kwarc); redukcja porowatości
è PD : Rozp. Przez płyny porowe: usuwanie rozp. Cementów węglanowych i krzemianowych skł szkieletu ziarnowego; powst wtórnej porowatości poprzez selektywne rozp mniej trwałych min
è PD: Zastęownie: częściowe lub całkowite zastąpienie niektórych ziaren krzemianowych oraz ilastego matriks przez nowo powst min (np. -> skalenie- kalcyt)
è PD : Autogeneza min ilastych: transformacje min mieszanopkaietowych (smektytu do illitu , chlorytu, kaolinitu do illitu)
· -teleodiageneza- wypiętrzanie
è PD : rozpuszczanie , zastępowanie, utlenianie : rozp. Cementów węglanowych,; przeobrażenie skaleni w min ilaste; utlenianie węglanów żelaza do tlenków żelaza; utlenianie pirytu do gipsu; rozp mniej trwałych min; powst wtórnej porowatości poprzez selektywne rozp mniej trwałych min
6.4 Procesy i produkty digenezy:
· Kompakcja – jest wyjątkowo ważna w osadach pochodzenia organicznego oraz mułach. Jej rola w przypadku piasków, żwirów oraz wapieni rafowych jest znacznie mniejsza. Kompakcji towarzyszy ekspulsja wód uwięziona w przestrzeni porowej. Odległość miedzy ziarnami zmniejsza się , mogą dopasowywać się kształtem do siebie, rozpuszczanie ziaren, kontakty wklęsło wypukłe, bardzo nieregularne granice.
Produktem są stylolity, szwy stylolitowe.
· cementacja- wzrost nowych faz mineralnych w przestrzeni porowej, najbardziej pospolite to węglany (kalcyt) i kwarc ale także min ilaste w skałach terygenicznych, może być odpowiedzią na przepływ wód gruntowych- wzrastająca koncentracja jonów w wodach porowych, wzmocniona temp związana z pogrzebaniem.
Produkty: obwódki kwarcowe, cement diorytowy, cement illitowy, cementy węglanowe, konkrecje.
rekrystalizacja- istniejący min zachowuje pierwotny skład ale wzrasta wielkość kryształów – zmiana objętości.
· rozpuszczanie- czynniki warunkujące rozpuszczanie CaCO3 – pH, temp i ciśnienie. Węglany lepiej rozpuszczają się w głębokich zimnych wodach.
· zastępowanie min. – jednoczesne rozpuszczanie jednego min i wytrącanie drugiego np. zastępowanie plagioklazu przez serycyt.
· dolomityzacja
6.5 Porowatość
Procentowa przestrzeń w skale lub w osadzie, która może zawierać płyny. Jest bardzo różna w zależności od osadów. Mamy pewne zakresy porowatości i przepuszczalności. Możemy przewidzieć jakie wartości i przepuszczalności będzie miało dane środowisko np. kaolinit charakteryzuje się wyraźną redukcją porowatości ale nie wpływa na przepuszczalność, chloryt – redukcja porowatości i przepuszalności.
Porowatość określa się jako stosunek przestrzeni porowej skały zbiornikowej do jej całkowitej objętości wyrażanej zazwyczaj w procentach.
Wyróżniamy porowatość:
· całkowitą ( absolutną)
Jej miarą jest objętość wszystkich porów w skale do całkowitej jej objętości
· efektywną
Jej miarą jest stosunek objętości porów, przez które może nastąpić przepływ płynów złożowych do objętości całej skały
· dynamiczną
Jej miarą jest stosunek objętości porowatości efektywnej skały dla określonego medium do objętości skały
7. Zagadnienia szczegółowe dotyczące diagenezy:
7.1. W wyniku jakich procesów płyny porowe mogą przemieszczać się w basenie sedymentacyjnym?
· Konwekcja termiczna – inwersja gradientu gęstościowego spowodowana ekspansją wód gorących np. batolity i wysady solne.
· redukcja porowatości powoduje migrację wód interstycjalnych ku górze.
7.2. Podstawowe procesy diagenetyczne:
-kompakcja
-cementacja
-rekrystalizacja
-zastępowanie
*dolomityzacja
-rozpuszczanie
Diageneza najczęściej prowadzi do utraty porowatości i przepuszczalności
7.3. Wpływ pochodzenia i składu osadu na diagenezę.
Skład osadu -> pochodzenie osadu (mat. może pochodzic z bardzo różnych stref, to co znajdzie się w basenie itp. Zależy od obszaru źródłowego i obrzeżenia basenu)
Śr sedym ze względu na skł osadu:
· ŚS kalstycznej – sedym terygeniczna (osad z lądu)
· ŚS chemicznej – węglany (ciepłe morze, chem czynniki sprzyjające wytrącaniu węglanów, rafy, węglanowe piaski plażowe, łachy węglanowe)
– ewaporaty (śr suche, ewaporacja)
– krzemionkowe (osady głębokomorskie, org. Krzemionkowe)
7.4. Porównanie składu skał terygenicznych i węglanowych – różnice w diagenezie.
Terygeniczne
Węglanowe
Matriks pochodzenia sedymentacyjnego
Matriks pochodzenia chemicznego lub prawie chem.
Cement pochodzenia chemicznego
Cement chemiczny
Element ziarnowy
Ziarna allochemiczne
Poźna diageneza
Wczesna diageneza
7.5. Środowiska sedymentacji – rodzaje i powiązania z diagenezą.
Środowisko Sedom modyfikuje skład osadu związany z klimatem, dynamiką, środowiskiem aktywnością organizmów
Skład wód porowych
Środowiska: (kontynentalne, morskie, pośrednie)
a) rzeczne
*stożki aluwialne, kanały rzeczne, obrzeżenia kanałów, równie zalewowe, środowisko o szerokim zasięgu, obfitośc organizmów na równiach zalewowych powoduje powst. Osadów pochodzenia organicznego
*transport w rzece: trakcja, saltacja, suspensja
b) eoliczne (środ. Pustynne -> sk. Zbiornikowe)
c) jeziorne (dostarczają skał macierzystych)
d) glacjalne
e) deltowe (bardzo ważne z pktu widzenia geologii naftowej)
Środowisko rzeczne (klimat wilgotny do suchego)
· kanały rzeczne
· obrzeżenia kanałów
· równie zalewowe
· śr o szerokim zasięgu
· obfitość org na równiach zalewowyh powoduje powstanie osadów poch organicznego
Rzeka płynąca z gór tworzy
-stożki aluwialne (zasięg ograniczony w miarę oddalania się od obszaru górskiego coraz mniejszy. Osady są b.źle wysortowane. Przekroj w poprzek: konglomeraty, zlepieńce i coraz drobniejszy osad
Wielkość ziarna jest uzależniona od energii środowiska (żwir- wysoka, ił –niska)
Obtoczenie – postępująca abrazja, źle obtoczone – bliski obszar źródłowy, dobrze –daleki OŹ
Środowisko kontynentalne – pustynia, suchy klimat
· osad w wyniku kombinacji działalności wiatru i rzek okresowych
· nieznaczna działalność organizmów
· wydmy jako najbardziej char. Element środowiska
· Doskonałe wysortowanie
· Doskonałe skały zbiornikowe, ...