Basen Lubelski

3D cyfrowy model geologiczny pokrywy osadowej Basenu Lubelskiego

Projekt należy do zadań Państwowej Służby Geologicznej i jest pierwszym etapem realizacji większego programu kartografii cyfrowej wgłębnej budowy geologicznej Polski, jaki będzie realizowany w przeciągu najbliższych kilkunastu lat, obejmując ostatecznie wszystkie baseny sedymentacyjne w obszarach pozaorogenicznych. Rozpoczęcie realizacji modeli kolejnych basenów (w ramach osobnych projektów) przewiduje się w odstępie dwuletnim. Działanie to jest zapisane w Polityce Resortu w dziedzinie kartografii geologicznej (na lata 2008-2015) w pozycji 3.3.1 - Opracowanie wgłębnych cyfrowych modeli 3D głównych struktur basenowych Polski - jako pierwszy model 3D niecki lubelskiej.

 

Zarys projektu

Obszar basenu lubelskiego od wielu lat jest obiektem badań klasycznej kartografii geologicznej. W wyniku prowadzonych prac powstał szereg map geologicznych nawiązujących głównie do problematyki złożowej (węglowodory, węgiel kamienny). Do najważniejszych prac należy zaliczyć: Atlas geologiczno-złożowy obszaru lubelskiego, (Żelichowski, Kozłowski 1983) czy opracowanie - Budowa geologiczna i system naftowy rowu lubelskiego a perspektywy poszukiwawcze (Narkiewicz i in. 2005). Cały obszar basenu lubelskiego pokryty jest seryjnymi mapami SMGP w skali 1:50 000 oraz 1:200 000.

Mapa lokalizacyjna projektu

W ramach realizacji projektu wykonany zostanie strukturalny model przestrzenny pokrywy osadowej w zasięgu basenu lubelskiego od powierzchni terenu do stropu podłoża prekambryjskiego, lecz do głębokości nie większej niż 10 km, na której nie ma już wiarygodnych danych geologicznych. Model będzie konstruowany na podstawie interpretacji wszystkich dobrej jakości danych sejsmicznych i otworowych z wykorzystaniem wyników interpretacji map i modeli grawimetrycznych oraz magnetycznych. Interpretacje budowy geologicznej będą uwzględniały wyniki wcześniejszych analiz przedstawionych w postaci profili otworów, map i przekrojów geologicznych poddanych reinterpretacji. Stratygrafia modelu strukturalnego odwzorowana zostanie z dokładnością do granic między oddziałami stratygraficznymi, a dodatkowo w obrębie jury, kredy, karbonu oraz dewonu zostaną wydzielone piętra. W tych partiach modelu, gdzie ilość danych jest niedostateczna lub dane mają słabą jakość wydzielenia, szczegółowe zostaną wydzielone w oparciu o regionalne trendy geologiczne.

W modelu strukturalnym uwzględnione zostaną te dyslokacje, których wielkość zrzutu umożliwia ich obserwowanie na profilach sejsmicznych, które można skorelować przestrzennie między profilami na etapie interpretacji sejsmicznej, a przede wszystkim - mające znaczenie dla geologii rejonu. Na podstawie modelu strukturalnego utworzone zostaną modele: litologiczny oraz - dla wybranych wydzieleń - litofacjalny. Modele litofacjalne wykonane będą tylko dla obszarów o dostatecznej ilości i jakości danych. Pozioma rozdzielczość modelu uwarunkowana będzie przede wszystkim zagęszczeniem danych sejsmicznych, co ma bezpośrednie przełożenie na stopień dokładności rozpoznania budowy geologicznej.

Lokalizacja otworów badawczych wybranych na potrzeby korelacji lito-stratygraficznej

Konstrukcja modelu strukturalno-parametrycznego o zasięgu regionalnym z wydzieleniami uwarunkowanymi jakością i ilością danych jest stosunkowo nowym wyzwaniem metodycznym w Polsce. Dotychczas zastosowano je w skali regionalnej tylko w nielicznych opracowaniach dla wybranych kompleksów stratygraficznych, perspektywicznych pod względem naftowym i geotermicznym. Uzyskane wyniki, mimo regionalnego (trendowego) charakteru tych opracowań są bardzo obiecujące - w wielu elementach bardziej wiarygodne niż wcześniej stosowane techniki ilościowego kartowania wgłębnego. Wskazują one jednocześnie, że opracowywanie szczegółowych modeli przestrzennych oraz bazujących na nich map strukturalnych, miąższościowych i parametrycznych wymaga dalszego postępu metodycznego. Wypracowanie metodologii konstrukcji modeli regionalnych obejmujących wszystkie baseny osadowe Polski na potrzeby administracji i przemysłu, będzie przedmiotem osobnego zadania w proponowanym projekcie. Również w ramach realizacji projektu zaproponowane zostaną rozwiązania dotyczące zakresu, szczegółowości i formatów udostępniania modelu zgodne z aktualnymi zasadami udostępniania danych i informacji geologicznych (w porozumieniu z Ministerstwem Środowiska).


 

Etapy konstrukcji modelu

  1. Przygotowanie danych do konstrukcji modelu - do tej pory w PIG-PIB począwszy od lat 70. wykonano kilkanaście opracowań dotyczących geologii basenu lubelskiego, które zostały wydane w formie atlasów lub map. Wszystkie te opracowania dostępne są tylko w formie papierowej, dlatego na potrzeby projektu konieczna jest ich digitalizacja. Dla celów projektu niezbędne będzie również wykonanie cyfrowych wersji części danych karotażowych, profili refrakcyjnych oraz profili elektrooporowych z lat 1960-1990.

  2. Powtórne przetworzenie części starych danych geofizycznych - reprocessing obejmie profile sejsmiczne z lat 1960 - 1990. Reinterpretacji (normalizacji i kalibracji) poddane zostaną również profilowania geofizyczne z otworów wiertniczych o łącznej długości 30 km.

  3. Interpretacja płytkich powierzchni strukturalnych - stropy powierzchni kenozoicznych: podczwartorzędowej, neogeńskiej oraz paleogeńskiej będą reinterpretowane w oparciu o informacje z nowych płytkich otworów wiertniczych oraz dostępne dane elektrooporowe. Obszar ten charakteryzuje się znaczną ilością analogowych danych z płytkich otworów wiertniczych.

  4. Interpretacja danych sejsmicznych do modelu strukturalnego - obejmować będzie wczytanie profili sejsmicznych i danych otworowych do programów interpretacyjnych, dowiązanie sejsmiki do otworów i interpretację horyzontów sejsmicznych i uskoków na profilach 2D oraz 3D. Przy interpretacji wykorzystany zostanie komplet danych geologicznych zebranych w ramach realizacji zadań.

  5. Zaawansowane analizy pomocnicze i weryfikacja modelu strukturalnego - na najlepszej jakości profilach sejsmicznych wykonane zostaną analizy atrybutów sejsmicznych, które posłużą zarówno do uszczegółowienia modelu strukturalnego, jak i do sprecyzowania dystrybucji parametrów modelu. Na profilach sejsmicznych wykonane zostaną testy spójności interpretacji strukturalnej z wykorzystaniem metod rekonstrukcji palinspastycznych.

  6. Interpretacja danych otworowych do modelu parametrycznego - obejmie wydzielenia litofacji, środowisk sedymentacji, sekwencji i ich syntetyczne opracowanie na potrzeby konstrukcji modelu (kalibracja, normalizacja)

  7. Konstrukcja modelu strukturalnego - obejmie wykonanie map sejsmicznych w domenie czasowej oraz opracowanie wstępnej wersji modeli strukturalnych w domenie czasowej; opracowanie alternatywnych modeli prędkości i wielowariantową konwersję czasowo-głębokościową map sejsmicznych; opracowanie bazowych wersji głębokościowych na podstawie przestrzennej reambulacji i uzupełnienia stratygraficznego wstępnej wersji modelu strukturalnego otrzymanego w wyniku konwersji czasowo-głębokościowej.

  8. Konstrukcja modelu strukturalno-parametrycznego - model ten będzie określał dystrybucję facji i litofacji w obrębie poszczególnych wydzieleń stratygraficznych. Wykonane zostaną dwie wersje modelu strukturalno-parametrycznego w różnych programach.

  9. Analiza jakości modeli facjalno-parametrycznych - wykonane zostaną alternatywne wersje tych modeli z analizą wrażliwości modelu na zmienność parametrów z wykorzystaniem metod stochastycznych i deterministycznych. Modele będą skonfrontowane z regionalną wiedzą o ewolucji basenu i rozkładzie facji i na tej podstawie wybrana zostanie wersja preferowana. Na podstawie tej analizy wydzielonym blokom przestrzennym modelu zostaną nadane kategorie jakości.

  10. Opracowanie metodyki udostępniania modelu - stworzone zostaną narzędzia do udostępniania całości lub fragmentów modelu dopasowane do różnych grup odbiorców i aktualnego prawa w zakresie udostępniania danych i informacji geologicznych.


 

Realizacja

Realizacja tego projektu leży w głównym nurcie budowy społeczeństwa informacyjnego. Warunkiem pełnego wykorzystania wyników projektu w postaci przestrzennego modelu budowy geologicznej będzie wypracowanie różnorodnych form udostępniania danych w zależności od grup odbiorców o różnych uprawnieniach i sposobów wykorzystania modelu. Opracowanie modelu w standardzie przemysłowym pozwoli udostępnić model w całości lub jedynie jego wycinki przyszłym użytkownikom.

  • Model lub tylko jego fragmenty będą udostępnione dla podmiotów administracji lokalnej oraz wojewódzkiej do optymalizacji procesu podejmowania decyzji np. analiz efektywności różnych form gospodarowania lub szacowania skutków działalności gospodarczej na środowisko naturalne.

  • Model w podziale na bloki koncesyjne będzie wykorzystywany przez koncesjobiorców w dziedzinach: surowców energetycznych, podziemnych zbiorników i składowisk w strukturach geologicznych (np. sekwestracja CO2, magazyny paliw płynnych) oraz geotermii jako model reperowy służący dowiązaniu lokalnych modeli w skali złożowej do obrazu regionalnego lub do modelowania ewolucji basenu dla celów poszukiwawczych (zwiększenie efektywności poszukiwań i bilansowania zasobów lub pojemności kolektorów).

  • Model będzie służył różnym podmiotom gospodarczym do projektowania badań geologicznych - otworów i sejsmiki oraz do wykonywania bilansów zasobów.

  • Przestrzenny model strukturalny będzie wykorzystywany do projekcji danych geologicznych w CBDG na mapy, przekroje lub w przestrzeń brył. Model zwiększy efektywność wykorzystania danych geologicznych w CBDG i podniesie na wyższy poziom stopień syntezy tych danych.

  • Model przestrzenny wraz z opisem ewolucji struktury geologicznej będzie służył celom edukacyjnym i może być wykorzystywany przez studentów, nauczycieli akademickich i naukowców pracujących w obszarze basenu.

 

Finansowanie:
logo nfosgw
Zamawiający:
logo ms