Zespół Interpretacji Sejsmicznych i Analiz Basenowych (SeisSed)

Koordynator: dr hab. inż.  Piotr Krzywiec

Instytut Nauk Geologicznych PAN

Ośrodek Badawczy w Warszawie 

ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa

tel. (48) 22 6978-749

e-mail: piotr.krzywiec@twarda.pan.pl

 


Zakres badań

  • Interpretacja danych sejsmicznych

     

    Interpretacja danych sejsmiki refleksyjnej jest jednym z zasadniczych obszarów działalności zespołu badawczego SeisSed. Zajmujemy się danymi obrazujących baseny osadowe oraz strefy orogeniczne, tak w Polsce jaki i poza jej granicami. Tematyka geologiczna naszych prac jest bardzo zróżnicowana i obejmuje takie zagadnienia jak strefy ekstensyjne, inwersja basenów osadowych, tektonika przesuwcza, tektonika solna oraz rozwój pasów fałdowo-nasuwczych i związanych z nimi basenów przedgórskich. W każdym z tych przypadków interesuje nas nie tylko współczesna struktura geologiczna badanych stref ale również ich ewolucja, zapisana w osadach pre-, syn- i post-tektonicznych.

     

    Wyniki interpretacji strukturalnej danych sejsmicznych weryfikowane są poprzez strukturalne modelowania sejsmiczne czyli proces komputerowej symulacji propagacji fal sejsmicznych. Pozwalają one określić wpływ kształtu i wzajemnego położenia wyinterpretowanych granic sejsmogeologicznych na formowanie się obrazu sejsmicznego. Modelowanie sejsmiczne polegają na opracowaniu modelu sejsmogeologicznego ośrodka (charakteryzującego się rozkładem różnorodnych parametrów petrofizycznych – prędkości fal, gęstości objętościowej etc., a także określoną geometrią granic), a następnie na psymulacji rzebiegu fal sejsmicznych dla założonego modelu. W wyniku modelowania powstają dane syntetyczne, które można porównywać z danymi rzeczywistymi, oceniając poprawność wykonanej interpretacji strukturalnej.

     

    Zaawansowana analiza danych sejsmiki refleksyjnej wiąże się przede wszystkim z interpretacją stratygraficzną i litologiczną danych sejsmicznych oraz identyfikacją facji sejsmicznych. Wykorzystuje szereg dostępnych geofizycznych narzędzi takich jak inwersja sejsmiczna czy analiza atrybutów sejsmicznych. Interpretacja stratygraficzna danych sejsmicznych polega na identyfikacji często bardzo subtelnych szczegółów obrazu falowego i wymaga danych o możliwie wysokiej rozdzielczości, a także precyzyjnego dowiązania zapisu sejsmicznego do danych otworowych. Korelacja profilowań geofizyki otworowej z danymi sejsmicznymi za pomocą sejsmogramów syntetycznych jest kluczowym etapem umożliwiającym prawidłową identyfikację oraz interpretację poszczególnych granic geologicznych w zapisie sejsmicznym. Stratygraficzna interpretacja danych sejsmicznych skoncentrowana jest na opisie basenu sedymentacyjnego w dużej skali, na identyfikacji niezgodności, wyklinowań, zmian facjalnych i litologicznych. Głównym jej celem jest wyróżnienie sekwencji i systemów osadowych oraz interpretacja zasadniczych facji sejsmicznych oraz środowisk depozycyjnych.

     

    Zaawansowane analizy sejsmostratygraficzne i sejsmofacjalne mają na celu wyróżnienie facji sejsmicznymi czyli pakietów refleksów sejsmicznych, których cechy takie jak konfiguracja, ciągłość, amplituda i częstotliwość refleksów w obrębie pakietu, typy kontaktów refleksów, ich zewnętrzny kształt itp. w sposób znaczący odróżniają je od innych. Facje sejsmiczne można następnie korelować z litofacjami powstałymi w różnych środowiskach depozycyjnych. Do tego typu analiz wykorzystywane są m.in. atrybuty sejsmiczne, które pozwalają na wydobycie różnorodnych cech rejestrowanego sygnału sejsmicznego (amplituda, częstotliwość, faza, polaryzacja) i dokładne powiązanie ich z pionowymi i lateralnymi zmianami litologicznymi czy zmianami miąższości. Zastosowanie inwersji sejsmicznej pozwala na odtworzenie struktury i właściwości petrofizycznych ośrodka geologicznego na podstawie zarejestrowanych danych sejsmicznych pod warunkiem ich precyzyjnego dowiązania z danymi geofizyki otworowej. Narzędzie inwersji sejsmicznej pozwala tym samym na interpretację głównych zmian litologicznych i litofacjalnych w obrębie basenu.

     

    Oprogramowanie:

     

    IHS Kingdom: Seismic and Geological Interpretation Software (IHS Markit)

    CGG HampsonRussell (CGG)

    InterWell (Beicip-Franlab)

    OpendTect (dGB Earth Sciences)

    GX II (GX Technology Corporation)

  • Analizy tektoniczne

     

    Zespół SeisSed zajmuje się odtwarzaniem historii deformacji tektonicznych basenów osadowych przy wykorzystaniu techniki bilansowania przekrojów geologicznych. Nasze badania skupiają się na opracowaniu modelu sekwencji deformacji, ze szczególnym uwzględnieniem kwestii reaktywacji starszych struktur. Do konstrukcji modeli wykorzystujemy dane sejsmiczne, dane otworowe, wyniki analiz danych grawimetryczne i magnetyczne (określenia głębokości zalegania stropu podłoża krystalicznego; korelacja struktur pomiędzy liniami sejsmicznymi) oraz wyniki modelowań subsydencji (oszacowanie miąższości zerodowanych skał).

     

    Oprogramowanie:

     

    Move® (Midland Valley)
  • Modelowanie basenów osadowych

     

    Integracja danych geofizycznych i danych geologicznych (literaturowych, odsłonięć, rdzeni, map etc.) pozwala na kompleksowe analizy basenów oraz konstruować modele ewolucji basenów osadowych. Analizy te znajdują zastosowanie zarówno w nauce, jak i w przemyśle np. do analiz systemów naftowych. Modelowania basenów osadowych wykonywane przez zespół badawczy SeisSed obejmują:

     

    1) Modelowanie 1D historii pogrzebania i historii termicznej obszarów ze złożoną budową geologiczną oraz zmienności parametrów w ośrodku skalnym, takich jak: dojrzałość materii organicznej, porowatość, przepuszczalność, diageneza, ciśnienie i temperatura.  Modelowania wykorzystywane są do określenia m.in. mechanizmów powodujących subsydencję i wpływu tektoniki solnej na rozwój basenu sedymentacyjnego. Do kalibracji modelowań stosowane są dane otworowe, geochemiczne oraz petrofizyczne.

     

    2) Modelowanie 2D dynamicznych procesów geologicznych zachodzących w basenie osadowym z uwzględnieniem czynników takich jak np. złożony rozkład facjalny, zróżnicowanie temperatury powierzchniowej oraz przepływ ciepła w czasie. Modele te pozwalają na wyznaczenie m.in. tempa i mechanizmu subsydencji, tempa depozycji czy wielkości erozji, co wykorzystywane jest do ilościowej analizy wypełnienia osadowego basenu. Modelowania wykonywane są za pomocą metody backstrippingu oraz forward. Do ich kalibracji wykorzystywane są dane otworowe, geochemiczne oraz petrofizyczne.

     

    3) Modelowanie stratygraficzne 4D obrazujące zmiany w ewolucji strukturalnej i przestrzeni akomodacyjnej (kontrolowanej przez subsydencję i eustatykę) oraz umożliwiające wykonanie symulacji procesów sedymentacyjnych w środowiskach silikoklastycznych, węglanowych i mieszanych (produkcji węglanowej, rozwoju facji, dostawy materiału ziarnowego oraz rozmieszczenia obszarów alimentacyjnych) zachodzących w czasie geologicznym w badanym basenie osadowym. Do kalibracji modeli wykorzystuje się interpretacje danych otworowych i profili sejsmiki refleksyjnej.

     

    Oprogramowanie:

     

    BasinMod 2014 (Platte River Associates)

    BasinMod 2-D (Platte River Associates)

    DionisosFlow (Beicip-Franlab)

    Surfer 13 (Golden Software)

Aktualnie realizowane projekty badawcze

  1. „Synergia badań biogeochemicznych, geologicznych i geofizycznych w poszukiwaniu węglowodorów we wgłębnych fałdach Karpat fliszowych – SYNERGA” (POIR.04.01.01-00-0036/18)
  2. „Powiązanie płytkich i głębokich procesów geologicznych w strefie przejścia między platformą prekambryjską a platformą paleozoiczną na obszarze południowego Bałtyku na podstawie nowych danych geofizycznych” (grant badawczy NCN UMO-2017/27/B/ST10/02316 realizowany w konsorcjum z Instytutem Geofizyki PAN)
  3. „Rola pamięci litosferycznej w przestrzennym i czasowym umiejscowieniu deformacji wewnątrzpłytowych - badanie wgłębnej struktury strefy uskokowej Grójca w oparciu o anomalie pól potencjalnych i dane sejsmiczne” (grant badawczy NCN UMO-2017/25/B/ST10/01348 realizowany w konsorcjum z Instytutem Geofizyki PAN)
  4. „Analiza systemów naftowych szelfu bałtyckiego” (projekt badawczo-rozwojowy realizowany na zlecenie LotosPetrobaltic)
  5. „Porównanie systemu naftowego i perspektyw norwesko-duńskiego basenu czerwonego spągowca z polskim basenem czerwonego spągowca” (projekt badawczo-rozwojowy realizowany na zlecenie PGNiG Upstream Norway AS)
  6. „Kenozoiczna ewolucja NE krawędzi wyżyny tybetańskiej i powiązanego z nią basenu osadowego Qaidam” (badania statutowe ING PAN)
  7. „Budowa geologiczna i kenozoiczna ewolucja SW części basenu osadowego Tarim” (projekt doktorancki realizowany we współpracy z Instytutem Geologii i Paleontologii Chińskiej Akademii Nauk oraz PetroChina)

Zespół badawczy

Skład zespołu:

  1. dr hab. inż. Piotr Krzywiec, prof. nadzw.
  2. mgr inż. Łukasz Słonka, asystent
  3. mgr inż. Mateusz Kufrasa, asystent
  4. mgr Aleksandra Stachowska, ekspert ds. technicznych
  5. mgr Liu Wenhang, doktorant ING PAN

Publikacje

  1. Krzywiec P., 2012, Mesozoic and Cenozoic evolution of salt structures within the Polish Basin – an overview. [in]: Alsop G.I., Archer S.G., Hartley A.J. Grant N.T., Hodgkinson R., (eds.), Salt Tectonics, Sediments and Prospectivity. Geological Society, London, Special Publications, 363, 381–394.
  2. Gągała Ł., Vergés J., Saura E., Malata T., Ringenbach J-C., Werner P., Krzywiec P., 2012, Architecture and orogenic evolution of the northeastern Outer Carpathians from cross-section balancing and forward modeling. Tectonophysics, 532-535: 223–241, doi: 10.1016/j.tecto.2012.02.014
  3. Narkiewicz M., Krzywiec P., Diemer J., 2012, Geologia Gór Świętokrzyskich oczami Rodericka Murchisona – wizyta w czerwcu 1843 roku i jej echa. Przegląd Geologiczny, 60: 220-225.
  4. Burliga S., Koyi H., Krzywiec P., 2012, Modelling cover deformation and decoupling during inversion, using the Mid-Polish Trough as a case study. Journal of Structural Geology, 42: 62-73 (http://dx.doi.org/10.1016/j.jsg.2012.06.013).
  5. Krzywiec P., Bukowski K., Oszczypko N., Garlicki A., 2012, Structure and Miocene evolution of the Gdów tectonic “embayment” (Polish Carpathian Foredeep) – new model based on reinterpreted seismic data. Geological Quarterly, 56(4): 907–920 (DOI: http://dx.doi.org/10.7306/gq.1067).
  6. Wróbel M., Kosakowski P., Krzywiec P., 2012, Petroleum processes in the Palaeozoic and Mesozoic strata between Tarnów and Rzeszów (SE Poland): 2-D modelling approach. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 82: 81–97.
  7. Pietsch K., Marzec P., Niepsuj M., Krzywiec P., 2012, The influence of seismic velocity distribution on the depth imaging of the sub-Zechstein horizons in areas affected by salt tectonics: a case study of NW Poland. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 82: 263–277.
  8. Kosakowski P., Wróbel M., Krzywiec P., 2013, Modelling of the petroleum processes within Palaeozoic and Mesozoic Succession in SE Poland and W Ukraine. Journal of Petroleum Geology, 36(2): 139 – 162.
  9. Rowan M., Krzywiec P., 2014, The Szamotuły salt diapir and Mid-Polish Trough: Decoupling during both Triassic-Jurassic rifting and Alpine inversion. Interpretation, 2(4): SM1–SM18, dx.doi.org/10.1190/INT-2014-0028.1.
  10. Krzywiec P., Oszczypko N., Bukowski K., Oszczypko-Clowes M., Śmigielski M., Stuart F.M., Persano C., Sinclair H.D., 2014, Structure and evolution of the Carpathian thrust front between Tarnów and Pilzno (Pogórska Wola area, southern Poland) – results of integrated analysis of seismic and borehole data. Geological Quarterly, 58 (3): 399–416, DOI: http://dx.doi.org/10.7306/gq.1189
  11. Krzywiec P., 2014, Apel o ulicę dla prof. Zejsznera. Kraków. Miesięcznik Społeczno-Kulturalny, 113(3): 64-65
  12. Mazur S., Mikołajczyk M., Krzywiec P., Malinowski M., Buffenmyer V., Lewandowski M., 2015, Is the Teisseyre-Tornquist Zone an ancient plate boundary of Baltica? Tectonics, 34(12): 2465–2477. doi:10.1002/2015TC003934
  13. Cyz M., Malinowski M., Krzywiec P., Mulińska M., Słonka Ł., 2015, Application of high-resolution 2D-3C seismic for characterization of the perspective Jurassic shale play in Central Poland. Tectonophysics, 689: 4-13, DOI:10.1016/j.tecto.2015.11.018
  14. Mustafa K., Sephton M.A., Watson J.S., Spathopoulos F., Krzywiec P., 2015, Organic geochemical characteristics of black shales across the Ordovician-Silurian boundary in the Holy Cross Mountains, Central Poland. Marine and Petroleum Geology, 66(4): 1042–1055 dx.doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2015.08.018.
  15. Śmigielski, M., H. D. Sinclair, F. M. Stuart, C. Persano, and P. Krzywiec 2016, Exhumation history of the Tatry Mountains, Western Carpathians, constrained by low-temperature thermochronology, Tectonics, 35, 187–207, DOI:10.1002/2015TC003855.
  16. Mazur S., Mikołajczak M., Krzywiec P., Malinowski M., Lewandowski M., Buffenmyer V., 2016, Pomeranian Caledonides, NW Poland - a collisional suture or thin-skinned fold-and-thrust belt? Tectonophysics, 692: 29–43. doi: 10.1016/j.tecto.2016.06.017.
  17. Krzywiec P., Stachowska A., 2016, Late Cretaceous inversion of the NW segment of the Mid-Polish Trough – how marginal trough was formed, and does it matter at all? Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (German Journal of Geosciences), 167(2-3): 107 – 119, DOI: 10.1127/zdgg/2016/0068
  18. Mazur S., M. Mikołajczak, P. Krzywiec, M. Malinowski, V. Buffenmyer, M. Lewandowski, 2016, Reply to “Comments on ‘Is the Teisseyre-Tornquist zone an ancient plate boundary of Baltica?’”, Tectonics, 35, doi:10.1002/2016TC004162.
  19. Krzywiec P., Peryt T.M., Kiersnowski H., Pomianowski P., Czapowski G., Kwolek K., 2017, Permo-Triassic evaporites of the Polish Basin and their bearing on the tectonic evolution and hydrocarbon system, an overview. [in]: Soto J., Flinch J., Tari G. (eds.), Permo-Triassic Salt Provinces of Europe, North Africa and the Central Atlantic: Tectonics and Hydrocarbon Potential, pp. 243-261. Elsevier. ISBN: 9780128094174. DOI: 10.1016/B978-0-12-809417-4.00012-4
  20. Krzywiec P., Mazur S., Gągała Ł, Kufrasa M., Lewandowski M., Malinowski M., Buffenmyer V., 2017, Late Carboniferous thin-skinned compressional deformation above the SW edge of the East European Craton as revealed by reflection seismic and potential fields data - correlations with the Variscides and the Appalachians. [in]: R. Law, R. Thigpen, H. Stowell, A. Merschat (eds.), „Linkages and Feedbacks in Orogenic Processes”, Geological Society of America Memoir 213, 353 - 372 doi:10.1130/2017.2013(14).
  21. Krzywiec P., Gągała Ł., Mazur S., Słonka Ł., Kufrasa M., Malinowski M., Pietsch K., Golonka J., 2017, Variscan deformation along the Teisseyre-Tornquist Zone in SE Poland: thick-skinned structural inheritance or thin-skinned thrusting? Tectonophysics, 718: 83-91, doi: 10.1016/j.tecto.2017.06.008
  22. Krzywiec P., 2017, Początki kartografii geologicznej obejmującej ziemie Polski. [w]: Nawrocki J., Becker A., (red.), Atlas geologiczny Polski. Państwowy Instytut Geologiczny – PIB, Warszawa, 15-18. ISBN 978-83-7863-667-0.
  23. Krzywiec P., 2017, Przekrój sejsmiczny przez nasunięcie Karpat zewnętrznych, przez strefę uskokową Grójca, przez struktury geologiczne południowo-wschodniej części basenu lubelskiego, przez wysad solny Kłodawy i poduszkę solną Wojszyc. [w]: Nawrocki J., Becker A., (red.), Atlas geologiczny Polski. Państwowy Instytut Geologiczny – PIB, Warszawa, 41. ISBN 978-83-7863-667-0.
  24. Aleksandrowski P., Krzywiec P., 2017, Przekrój geologiczny Zakopane-Terespol, przekrój geologiczny Szczecin-Władysławowo. [w]: Nawrocki J., Becker A., (red.), Atlas geologiczny Polski. Państwowy Instytut Geologiczny – PIB, Warszawa, 46. ISBN 978-83-7863-667-0.
  25. Mazur S., Krzywiec P., Malinowski M., Lewandowski M., Aleksandrowski P., Mikołajczak M., 2017, Tektoniczne znaczenie strefy Teisseyre'a-Tornquista w świetle nowych badań. Przegląd Geologiczny, 65(12): 1511- 1520.
  26. Krzywiec P., Poprawa P., Mikołajczak M., Mazur S., Malinowski M., 2018, Deeply concealed half-graben at the SW margin of the East European Craton (SE Poland) – evidence for Neoproterozoic rifting prior to the break-up of Rodinia. Journal of Paleogeography. 7(1): 88-97, doi: 10.1016/j.jop.2017.11.003.
  27. Krzywiec P., 2018, Birth of modern oil industry in the Northern Carpathians. AAPG Explorer, 1, 20-21, 25.
  28. Krzywiec P., Stachowska A., Stypa A., 2018, The only way is up – on Mesozoic uplifts and basin inversion events in SE Poland. [in]: Kilhams, B., Kukla, P. A., Mazur, S., McKie, T., Mijnlieff, H. F. & van Ojik, K. (eds.) Mesozoic Resource Potential in the Southern Permian Basin. Geological Society, London, Special Publications, 469, 33-57, https://doi.org/10.1144/SP469.14
  29. Krzywiec P., 2018, Birth and Development of Oil and Gas Industry in the Northern Carpathians (until 1939). [in]: J. Craig, F. Gerali, F. MacAulay, R. Sorkhabi (eds.), History of the European Oil and Gas Industry. Geological Society of London, Special Publications, 465, 165-189, doi.org/10.1144/SP465.24
  30. Kufrasa M., Krzywiec P., Słonka Ł., 2018, Model paleozoicznej ewolucji tektonicznej SE Polski (blok radomsko-kraśnicki i basen lubelski) w oparciu o wyniki interpretacji danych sejsmicznych. [w]: Golonka J., Bębenek S., (red.), Opracowanie map zasiegu, biostratygrafia utworów dolnego paleozoiku oraz analiza ewolucji tektonicznej przykrawędziowej strefy platform wschodnioeuropejskiej dla oceny rozmieszczenia niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Wydawnictwo Arka, ISBN 978-83-948482-0-0, 337-355.
  31. Stypa A., Krzywiec P., Kufrasa M., Słonka Ł., 2018, Analiza krzywych subsydencji tektonicznej na obszarze basenu lubelskiego. [w]: Golonka J., Bębenek S., (red.), Opracowanie map zasiegu, biostratygrafia utworów dolnego paleozoiku oraz analiza ewolucji tektonicznej przykrawędziowej strefy platform wschodnioeuropejskiej dla oceny rozmieszczenia niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Wydawnictwo Arka, ISBN 978-83-948482-0-0, 372-380
  32. Mazur S., Krzywiec P., Malinowski M., Lewandowski M., Aleksandrowski P., Mikołajczak M., 2018, On the nature of the Teisseyre-Tornquist Zone. Geology, Geophysics & Environment, 44(1): 17–30, ISSN: 2353-0790.
  33. Burliga S., Krzywiec P., Dąbroś K., Przybyło J., Włodarczyk E., Źróbek M., Słotwiński M., 2018, Salt tectonics in front of the Outer Carpathian thrust wedge in the Wieliczka area (S Poland) and its exposure in the underground salt mine. Geology, Geophysics & Environment, 44(1): 71-90, ISSN: 2353-0790.
  34. Mazur S., Gągała Ł., Kufrasa M., Krzywiec P., 2018, Application of two-dimensional gravity models as input parameters to balanced cross-sections across the margin of the East European Craton in SE Poland. Journal of Structural Geology. 116: 223-233 https://doi.org/10.1016/j.jsg.2018.05.013
  35. Kufrasa M., Słonka Ł., Krzywiec P., Dzwinel K., Zacharski J., 2018, Fracture pattern of the Lower Paleozoic sedimentary cover in the Lublin Basin (SE Poland) derived from seismic attribute analysis and structural restoration. Interpretation, 6(3), SH73–SH89 http://dx.doi.org/10.1190/INT-2017-0235.1.
  36. Malinowski M., Jarosiński M., Krzywiec P., Pasternacki A., Wawrzyniak-Guz K., 2018, Introduction to special section: Characterization of potential Lower Paleozoic shale resource play in Poland. Interpretation, 6(3), http://dx.doi.org/10.1190/int-2018-0613-spseintro.1
  37. Poprawa P., Papiernik B., Krzywiec P., Machowski G., Maksym A., 2018, Potencjał poszukiwawczy prowincji naftowych w Polsce. Wiadomości Naftowe i Gazowe, XXI(12): 4-12. ISSN-1505-523X.
  38. Krzywiec P., 2019, Salt tectonics. Principles and practice, by Martin P.A. Jackson and Michael R. Hudec, 2017. Cambridge University Press, Cambridge. 498 pages. Geologos, 25(1): 103-104, doi: 10.2478/logos-2019-0008.
  39. Kufrasa M., Stypa A., Krzywiec P., Słonka Ł., 2019, Late Carboniferous thin-skinned deformation in the Lublin Basin, SE Poland: results of combined seismic data interpretation, structural restoration and subsidence analysis. Annales Societatis Geologorum Poloniae, 89: 175-194, doi: doi.org/10.14241/asgp.2019.09
  40. Krzywiec P., Kiersnowski H., Peryt T.M., 2019, Fault-controlled Permian (Rotliegend and Zechstein) sedimentation in central Poland Basin (Bydgoszcz – Szubin area) – insight from well and seismic data. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften (German Journal of Geology), 170(3–4): 255–272, DOI: 10.1127/zdgg/2019/0198
  41. Słonka Ł., Krzywiec P., Upper Jurassic carbonate buildups in the Miechów Trough, Southern Poland – insights from seismic data interpretation. Solid Earth.