Struktury deformation bands oraz ich wpływ na przepływ mediów złożowych w utworach czerwonego spągowca na Niżu Polskim

Abstract

Struktury deformation bands (DB) to niewielkie strefy akumulacji odkształceń, występujące w porowatych utworach czerwonego spągowca, które często negatywnie wpływają na właściwości petrofizyczne skał. W rozprawie rozpoznano typy struktur DB, ich geometrię oraz rozprzestrzenienie w profilach czerwonego spągowca w 15 otworach wiertniczych, wykorzystując dane geofizyki otworowej, rdzenie wiertnicze, płytki cienkie, obrazy z mikroskopii elektronowej oraz wyniki analiz petrofizycznych. Ponadto, dzięki wykorzystaniu danych sejsmiki 3D, struktury DB, jako elementy strefy uskokowej, powiązano z uskokami wyinterpretowanymi w obrębie horyzontu sejsmicznego obrazującego strop utworów czerwonego spągowca. Wśród zidentyfikowanych struktur DB dominują struktury kataklastyczno-cementacyjne. Porowatość i przepuszczalność struktur DB oraz skał otaczających zależą od ich pierwotnego wykształcenia i późniejszych przemian diagenetycznych. Różnice między przepuszczalnością skały otaczającej i struktur DB sięgają nawet trzech rzędów wielkości. Przeprowadzona analiza dostarcza kompleksowego obrazu występowania struktur DB w utworach czerwonego spągowca w zachodniej części basenu polskiego. Wyniki pracy mogą znaleźć zastosowanie w modelowaniu statycznym górotworu - zarówno w przemyśle naftowym, jak i w kontekście sekwestracji CO2 czy geotermii, w rejonach o złożonej budowie tektonicznej.

Deformation bands (DBs) are the narrow zones of strain accumulation occurring within porous formations of the Rotliegend, often adversely affecting the petrophysical properties of rocks. The aim of the study was to identify DBs types, their geometry, and distribution across the Rotliegend profiles in 15 wells, using well logs, drill cores, thin sections, scanning electron microscopy imagery, and the results of petrophysical measurements. Moreover, using 3D seismic interpretation, DBs as elements of the fault zones, were correlated with faults interpreted within the Top Rotliegend seismic horizon. Among the identified DBs, cataclastic-cementation bands predominate. Porosity and permeability of DBs and host rocks depend on their original fabric and subsequent diagenetic processes. The contrast between the permeability of host rock and DBs reaching up to three orders of magnitude. The conducted analysis provides a comprehensive overview of DBs occurrence within Rotliegend sandstones in the western part of the Polish Basin. The findings may be applied in static geological modelling; both in the petroleum industry and in the context of CO2 sequestration or geothermal energy, in regions characterized by complex tectonic architecture.