Ewolucja tektoniczna centralnej części południowego Bałtyku oraz analiza rozwoju naturalnej szczelinowatości skał zbiornikowych na potrzeby oceny potencjału ropo- i gazonośności oraz spełnienia warunków dla sekwestracji CO2

Kierownik projektu: dr hab. inż. Piotr Krzywiec, prof. ING PAN

tel.: +48 502-412126

e-mail: piotr.krzywiec@twarda.pan.pl

Opis projektu:

1) cel naukowy projektu

Badania będą prowadzone w centralnej części południowego Bałtyku wyznaczonej przez strefy uskokowe Smołdzina, Karwi i Kuźnicy. W rejonie tym znajdują się złoża eksploatowane przez Lotos Petrobaltic oraz struktury potencjalnie związane ze złożami wymagające dalszego rozpoznania, mogące być również podziemnymi zbiornikami dla sekwestrowanego CO2. Celem projektu będzie opracowanie ilościowego, zbilansowanego modelu ewolucji stref dyslokacyjnych występujących na obszarze badań obejmujacego również ewolucję szczelinowatości w obrębie skał zbiornikowych dla węglowodorów i CO2. Do rozwiązania będą dwa problemy: (1) określenie kiedy i w efekcie działania jakich pól naprężeń rozwijały się strefy uskokowe, (2) określenie jak ewoluowała naturalna szczelinowatość skał zbiornikowych w trakcie rozwoju tych stref. Kluczowym będzie pytanie jak procesy tektoniczne ukształtowały obiekty zdolne do retencji mediów złożowych i jak ta wiedza może być wykorzystana do ich identyfikacji i klasyfikacji.

2) naukowe znaczenie projektu

Budowa i ewolucja geologiczna obszaru Bałtyku mimo wielu lat badań daleka jest od pełnego rozpoznania, co wiąże się z tym, iż jego obszar jest podzielony na narodowe strefy, co ogranicza możliwości integracji wyników interpretacji z poszczególnych stref ekonomicznych. Doskonale problem ten ilustrują mapy geologiczne publikowane w różnych krajach, często mocno różniące się od siebie na styku między poszczególnymi strefami ekonomicznymi. Badania sejsmiczne południowego Bałtyku, rozpoczęte w latach 1980’, doprowadziły do powstania szeregu map obrazujących strop prekambru, kambru, ordowiku i syluru i strefy uskokowe o przebiegu południkowym i podrzędnie równoleżnikowym. Osady te powstały w efekcie rozpadu Rodinii (kambr-ordowik), a następnie powstania kaledońskiego basenu przedgórskiego (sylur). Ewolucja w późnym paleozoiku i mezozoiku jest bardzo słabo rozpoznana ze względu na brak osadów tego wieku. Do chwili obecnej nie został opracowany regionalny model pokazujący, w jaki sposób były inicjowane strefy tektoniczne i jaka była ich dalsza ewolucja. Jest to wynikiem tego, że dotychczasowe prace regionalne były ograniczone do kartowania sejsmicznego głównych granic geologicznych, bez analiz genezy struktur, ewolucji pól naprężeń etc. W latach późniejszych badania były skoncentrowane na wybranych obiektach złożowych. Nie były dotychczas prowadzone badania ilościowe oparte o konstrukcję przekrojów zbilansowanych, nie wykonano również analiz i modelowań rozwoju naturalnej szczelinowatości. Wszystko to powoduje, że projekt będzie nowatorski tak pod względem ogólnego rozpoznania geologicznego dużego fragmentu basenu bałtyckiego jak i ze względów praktycznych tj. rozpoznania szczelinowatości skał zbiornikowych dla węglowodorów oraz CO2. Uzyskane wyniki będą miały duże znaczenie dla zrozumienia budowy geologicznej tej części Europy i zarazem będą mogły zostać wdrożone do praktyki przemysłowej w zakresie identyfikacji nowych obiektów złożowych i dla sekwestracji CO2.

3) praktyczne znaczenie i potencjał wdrożeniowy projektu

Na obszarze południowego Bałtyku rozwiercono wybrane struktury zidentyfikowane w oparciu o dane sejsmiczne, część otworów była pozytywna, a część negatywna, jednak liczba otworów odwierconych na obszarze badań jest o rzędy wielkości mniejsza niż w przypadku obszarów lądowych. Wyniki projektu zostaną uwzględnione w prowadzonych przez Lotos Petrobaltic dalszych pracach poszukiwawczych. Prace w firmie poszukiwawczej bazują na szczegółowej analizie prospektów poszukiwawczych i są prowadzone w skali lokalnej. W takim przypadku opracowywane dokumentacje nie pozwalają na szersze, bardziej regionalne spojrzenie i na przykład na ocenę regionalnych zmian miąższości nadkładu względem poziomu poszukiwawczego, podczas gdy ten parametr ma kluczowe znaczenie w projektowaniu prac i ich kosztach. Poprawne zrozumienie kinematyki stref uskokowych i ich ewolucji w czasie geologicznym to jeden z podstawowych elementów oceny ośrodka geologicznego pod kątem wskazania ścieżek migracji węglowodorów, wykształcenia pułapek tektonicznych. Rozpoznanie szczelinowatości ośrodka pozwala z kolei na określenie warunków retencji płynów złożowych. Oznacza to, że opracowanie regionalnego i lokalnego modelu strukturalnego może w istotnym zakresie wpłynąć na strategię prac poszukiwawczych i eksploatacyjnych, co przełoży się na optymalizację planów zagospodarowania, najważniejszych z punktu widzenia przedsiębiorcy branży naftowej. Końcowy wynik projektu pozwoli na zhierarchizowanie potencjalnych obiektów poszukiwawczych. Ma to bardzo duże znaczenie również w kontekście obecnej sytuacji geopolitycznej, implikującej konieczność jak najpełniejszego rozpoznania i udostępnienia krajowych złóż węglowodorów. Uzyskane wyniki nt. geometrii i genezy poszczególnych obiektów wraz z modelami ich naturalnej szczelinowatości pozwolą na komplementarną analizę potencjalnych obiektów na potrzeby sekwestracji CO2, co ma kluczowe znaczenie dla realizacji celów klimatycznych określonych przez Unię Europejską.

4) koncepcja i plan prac badawczo-wdrożeniowych

Badania obejmą etapy: (1) interpretacja danych sejsmicznych 2D w skali regionalnej, (2) konstrukcja profili zbilansowanych wzdłuż szeregu transektów regionalnych, (3) szczegółowa interpretacja danych sejsmiki 2D i 3D z wybranych stref, (4) modelowanie rozwoju naturalnej szczelinowatości na wybranych obiektach. W pierwszym etapie zostanie przygotowany model regionalny obrazujący geometrię stref uskokowych i ich podstawowe parametry (upad, zrzut, ślizg oraz rozstęp). Zbilansowane przekroje geologiczne w ilościowy sposób zobrazują rozwój stref uskokowych na wszystkich etapach ewolucji tektonicznej obszaru badań. Transekty tworzyć będą siatkę modeli, dzięki czemu możliwa będzie analiza ekstensji i inwersji oraz ruchów przesuwczych. Szczegółowe modele strukturalne zostaną wykorzystane do modelowania ewolucji naturalnej szczelinowatości w trakcie formowania się tych struktur w zmiennych polach naprężeń, dzięki czemu przygotowany zostanie model współczesnej szczelinowatości naturalnej, który wykorzystany zostanie do oceny potencjału retencyjnego mediów złożowych i CO2.

 

Źródło finansowania: MEiN, program „Doktorat wdrożeniowy” (https://www.gov.pl/web/edukacja-i-nauka/informacje-o-programie-doktorat-wdrozeniowy)

Termin składania zgłoszeń: 11.09.2022

Początek projektu: 01.10.2022

Czas trwania projektu: 48 miesięcy

Stypendium: stypendium będzie wypłacane zgodnie z warunkami znajdującymi się w Komunikacie Ministerstwa Edukacji i Nauki z dnia 29.04.2022 r. o ustanowieniu programu pod nazwą „Doktorat wdrożeniowy” i naborze wniosków - 3450,00 zł do oceny śródokresowej i 4450,00 zł po ocenie śródokresowej.

Oferujemy:

  • realizacje doktoratu w wiodącym ośrodku badawczym w Polsce w zakresie nauk o Ziemi;
  • dostęp do specjalistycznego oprogramowania niezbędnego do realizacji doktoratu
  • stypendium płatne zgodnie z regułami programu MEiN „Doktora wdrożeniowy

Wymagania:

  • ukończone studia magisterskie w zakresie nauk o Ziemi
  • status pracownika Lotos Petrobaltic S.A. zatrudnionego na jednej z podstaw wskazanych w art. 2 ustawy z dnia 26 czerwca 1974 r. – Kodeks pracy (Dz. U. z 2020 r. poz. 1320, z późn. zm.) w pełnym wymiarze czasu pracy bądź też promesę takiego zatrudnienia na takich warunkach nie później niż od dnia 01.10.2022, poświadczone przez Lotos Petrobaltic S.A. za pomocą Oświadczenia Pracodawcy dostępnego na stronie www MEiN (https://www.gov.pl/web/edukacja-i-nauka/wzor-oswiadczenia-pracodawcy-dot-vi-naboru-programu-doktorat-wdrozeniowy)
  • znajomość języka angielskiego w zakresie niezbędnym do zapoznania się z literaturą oraz samodzielnego pisania artykułów
  • doświadczenie w zakresie analiz geologicznych i geofizycznych ze szczególnym uwzględnieniem interpretacji danych sejsmicznych
  • znajomość oprogramowania do interpretacji danych sejsmicznych
  • determinacja do prowadzenia samodzielnej pracy naukowej wykraczającej poza zakres obowiązków służbowych w Lotos Petrobaltic S.A.

Zakres obowiązków:

  • terminowa realizacja badań przewidzianych w planie doktoratu wdrożeniowego;
  • prezentacje wyników na branżowych konferencjach naukowych;
  • przygotowanie artykułów naukowych prezentujących wyniki badań;
  • uczestnictwo w studiach doktoranckich organizowanych przez Szkołę Doktorancką GeoPlanet (https://www.ing.pan.pl/ksztalcenie/szkola-doktorska-geoplanet) i terminowe spełnianie wszystkich wymagań wynikających z tych studiów

Zgłoszenia:

Zgłoszenia wraz z kompletem dokumentów przygotowane jako jeden plik pdf powinny zostać przesłane do 11.09.2022 do kierownika projektu dr hab. inż. Piotra Krzywca (piotr.krzywiec@twarda.pan.pl).