Egy dél-alföldi szénhidrogén-kutatási terület neogén sorozatának geológiai és geokémiai vizsgálata és medencemodellje - esettanulmány

Abstract

Dolgozatom fő célja az volt, hogy kétdimenziós medencemodellezéssel rekonstruáljam egy dél-alföldi szénhidrogén kutatási terület neogén üledékeinek fejlődés-, süllyedés-, hő- és éréstörténetét, annak érdekében, hogy pontosabban megértsük a terület szénhidrogén-generáló és -migrációs potenciálját. Célom volt még, hogy meghatározzam a szénhidrogén keletkezés idejét, valamint megbecsüljem a lehetséges szénhidrogén-készletek felhalmozódási térbeli helyzetét. A kétdimenziós medencefejlődési modellemet a PetroMod szoftverrel készítettem el. Munkám során első lépésként szeizmikus értelmezést végeztem, amelyhez a vizsgált területen mért 3D szeizmikus adattömböt volt lehetőségem felhasználni. A 2D medencemodellt a 3D szeizmikus adattömbből kiválasztott vonalra készítettem el. A modellezés során a kiválasztott vonalra eső 5 szénhidrogén-kutató fúrás közül 4 fúrás szerves geokémiai és fúrási adatait használtam fel, valamint fontos szerepet játszottak az irodalmi adatok, analógiák is a geológiai modell felépítésében. A szeizmikus értelmezés eredménye kulcsfontosságú szerepet játszott a medencemodellezés során, ugyanis az értelmezett horizontok beimportálása volt az első lépés a modell felépítésekor a PetroModban.

A modellezéshez szükséges bemenő paraméterekre becsléseket tettem és számításokat végeztem, úgymint az eróziós események következtében leerodált üledékvastagság, a paleo-vízmélység, a hőáramtörténet, a vetők migrációban betöltött szerepe és az anyakőzetek kezdeti szerves geokémiai paraméterei. A felsorolt bemenő adatok egy része bizonytalanságokkal terhelt, azonban megpróbáltam úgy megadni ezeket, hogy az eredményül kapott modell megközelítse a mért paraméterek alapján feltételezhető, leginkább valószínű medencefejlődési- és szénhidrogén-genetikai forgatókönyvet. A vizsgált területen a fő anyakőzetek, amelyeket vizsgáltam, a kárpáti korú Kiskunhalasi Formáció és a bádeni korú Makói és Ebesi Formáció szerves anyagban gazdag részei. Az anyakőzetek érése során az egyik legmeghatározóbb tényező a hőáram, amelyet a fúrásokban mért hőmérséklet és vitrinit reflexiós értékekhez történő kalibráció után kaptam meg. Ezért a vizsgált fúrások mindegyikére elkészítettem először egy 1D medencemodellt, és az ott kapott hőáram-trendeket alkalmaztam a 2D medencemodell esetén is.

A modellezés eredményéül kapott süllyedéstörténeti diagramokon is látszik, hogy a vizsgált két almedence fejlődéstörténete jelentősen különbözött. A fő különbség a kárpáti képződmények vastagságában vehető észre; míg az északi almedencében alig 100 m vastagság feltételezhető, addig a déli almedencében értelmezésem szerint elérheti a 3500 m-t is. Az is látszik, hogy a déli almedence miocén korú üledékeit egy bizonyos mértékű inverzió érte, amely már a bádeni során megindulhatott és a pannóniai elején is tarthatott. A pannóniai korú üledékek vastagsága is jelentősen különbözik; a déli almedencében a pre-pannóniai képződmények feletti pannóniai üledékek jóval vékonyabbak az északi almedence pannóniai üledékeihez képest. E két jelenség között ok-okozati összefüggést lehet azonosítani.

Az éréstörténeti modellezés eredményét SWEENEY és BURNHAM (1990), valamint PEPPER és CORVI (1995) TII (B) és TIIIH (DE) kinetikai modelljein mutattam be. A modellek alapján a bádeni anyakőzet jelenleg az olajgeneráció szakaszában van az északi almedencében és a déli almedence északi peremén, míg a többi része jelenleg még éretlen. Az olajképződés és az anyakőzetből történő elsődleges migráció kb. 6,8 millió éve következett be. Az olaj vetőkön keresztül migrált felfelé és jelenleg a Szolnoki Homokkő Formáció tároló képződményei helyzetéig juthattak el, azonban olajtelep még várhatóan nem alakult ki. A déli almedencében a legalsó és a középső kárpáti anyakőzetek nagy része a gázképző zónában van, azonban a legalsó anyakőzetszint már elérte a túlérett zónát. Innen a szénhidrogén migrációja kb. 11,6 millió éve indult meg, és a gáz felhalmozódása a kárpáti homokkövek antiklinális szerkezeteiben kb. 9,61 millió éve kezdődhetett. A modell szerint a 2. fúráshoz közel a bádeni karbonátos képződmények alatti antiklinális szerkezetben is keletkezett gáztelep, amelyet a 2. fúrás eredményei részben megerősítenek. A déli almedencében működő neotektonika hatására létrejött normálvetők mentén látható, hogy elindult az olaj- és a gáz migrációja a kárpáti anyakőzetekből egészen a Zagyvai és Nagyalföldi Formációig, azonban itt sem alakultak ki telepek a pannóniai képződményekben a modell szerint, és ezt az itt mélyített fúrások eredményei is bizonyítják.

Munkám során összehasonlítottam az általam készített és a korábban kidolgozott medencefejlődési modelleket, és megállapítható, hogy a képződmények az általam készített modell szerint jóval sekélyebb mélységben és korábban érték el az olajablakot. A vizsgált fúrásokban mért vitrinitreflexió értékek alapján egy érdekes dolog állapítható meg, miszerint a 2. fúrás képződményei jelentősen sekélyebb mélységben érik el az olajablakot, mint a többi fúrás hasonló mélységben elhelyezkedő, vagy azonos korú, de mélyebb helyzetű üledékei. Tehát a 2. fúrás által harántolt képződmények magasabb érettségi fokúak, mint a területen vizsgált többi fúrás üledékei. Ennek feltételezhető oka, hogy a medencének ez a része, ahol a fúrás elhelyezkedik, a fejlődése során valamikor sokkal mélyebben helyezkedett el szerkezetileg, vagy valamilyen extra felfűtöttség érhette. Mindezek során az itt azonosított anyakőzetszint kerogénje az átlagosnál érettebbé válhatott. Később a szóban forgó medencerész kiemelkedett, vagy az extra felfűtöttség csökkent vissza a regionális átlagérték közelébe.

A fent említett eredmények és bizonytalanságok alapján azt gondolom, hogy a téma további vizsgálatra érdemes. Nem csak az anomális értékek tovább kutatása lehet érdekes, hanem a megalkotott modell további finomítása, pontosítása is jelentős jövőbeli szénhidrogén-kutatási potenciált hozhat még felszínre, illetve új kutatási objektumokat világíthat meg. A vizsgált almedencék fejlődéstörténetének, szénhidrogén generáló és migrációs potenciáljának megismerése érdekében érdemes lenne elkészíteni azok háromdimenziós medencefejlődési modelljét, amelyek alapján még pontosabb becslést adhatunk a képződött szénhidrogének felhalmozódási helyeiről és mennyiségéről a területen.