Περιβάλλοντα ιζηματογένεσης και πιθανά πεδία υδρογονανθράκων στο Βόρειο Αιγαίο

Abstract

This thesis studies the North Aegean Sea sedimentary basins, focusing on Prinos – Kavala basin. Although the area has been partially explored for hydrocarbons in the early ’70s, and oil and gas fields have been discovered and developed since the ‘80s in Prinos – Kavala basin, the area is still considered today under-explored, as is the rest of the country. The current study aims to a geological understanding of the evolution of Prinos – Kavala basin, and the conditions that led to its active petroleum system. Then a question rises, whether Prinos basin is an analogue to the adjacent North Aegean basins, if they evolved similarly and if the same favorable conditions have led to additional active petroleum systems. The rather small Tertiary Prinos – Kavala basin has been studied using core samples from wells drilled in 4 different structures (fields and prospects) into the basin, which were tested and analyzed using well established methods of sedimentology, organic geochemistry, petrology, and the results were combined with well lithological data and wireline logs, and field observations from the area. The output was correlated to the basin stratigraphy, and seismic interpretation was done along the whole basin, on 2D and 3D data, using Petrel software. The palaeogeographic evolution model of the Prinos – Kavala basin, as well as the active petroleum system are herein discussed. The suggested petroleum system and evolutionary model are then applied to the adjacent North Aegean basins with the aim of exploring their hydrocarbon potentiality.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή η λεκάνη Πρίνου – Καβάλας, ως αποδεδειγμένης παραγωγικής ικανότητας λεκάνη αναφορικά με τους υδρογονάνθρακες (proven play), μελετήθηκε με χρήση μεθόδων ιζηματολογίας, πετρογραφίας, λιθο-στρωματογραφίας, γεωφυσικής και ανάλυσης ιζηματογενών λεκανών, οργανικής και ανόργανης γεωχημείας, και προέκυψε το μοντέλο παλαιογεωγραφικής εξέλιξης της λεκάνης, καθώς επίσης προσδιορίστηκε και το ενεργό πετρελαϊκό της σύστημα που λειτούργησε στην λεκάνη με αποτέλεσμα την δημιουργία οικονομικά εκμεταλλεύσιμων κοιτασμάτων υδρογονανθράκων. Στο πλαίσιο αυτό επιδιώκεται η κατανόηση της δημιουργίας των γεωλογικών δομών της λεκάνης, ο εντοπισμός των πηγών τροφοδοσίας των ιζημάτων, ο τύπος του οργανικού υλικού και των μητρικών πετρωμάτων, ο προσδιορισμός του βαθμού θερμικής ωρίμανσης του κηρογόνου, οι διαδρομές μετανάστευσης των υδρογονανθράκων και οι μηχανισμοί παγίδευσής τους στους ταμιευτήρες. Επίσης προτείνεται η τρισδιάστατη απεικόνιση της εξάπλωσης των μητρικών πετρωμάτων, των ταμιευτήρων και των καλυμμάτων στην λεκάνη, ενώ επιπλέον πραγματοποιείται συσχέτιση μεταξύ των πετρελαίων των διαφορετικών σχηματισμών και προσδιορίζεται η αλληλοσύνδεσή τους. Η μελέτη της λεκάνης Πρίνου – Καβάλας αναπτύχθηκε πάνω σε έξι βασικές κατευθύνσεις, την ιζηματολογία, την πετρογραφία, την οργανική γεωχημεία, την λιθο-στρωματογραφία, την γεωφυσική και τέλος την ανάλυση λεκανών. Από αυτές τις κατευθύνσεις, οι τρεις πρώτες αποτελούν τους κύριους άξονες του εργαστηριακού μέρους του ερευνητικού έργου, ενώ στις υπόλοιπες τρεις συνδυάστηκαν τα εργαστηριακά αποτελέσματα με δεδομένα των γεωτρήσεων και στοιχεία της ευρύτερης περιοχής μελέτης και, με την βοήθεια εξειδικευμένων λογισμικών προγραμμάτων (Petrel), δημιουργήθηκαν τρισδιάστατες απεικονίσεις της λεκάνης και προέκυψε το μοντέλο της παλαιογεωγραφικής εξέλιξης της λεκάνης Πρίνου – Καβάλας, καθώς και το ενεργό πετρελαϊκό της σύστημα. Στην τελική φάση της μελέτης, αξιολογήθηκαν οι παρακείμενες λεκάνες του Βόρειου Αιγαίου (λεκάνη Ανατολικής Θάσου, Ορφανού, Θερμαϊκού) με σκοπό την εφαρμογή του μοντέλου εξέλιξης της λεκάνης Πρίνου – Καβάλας σε αυτές ως ανάλογο, στην κατεύθυνση εντοπισμού και αξιολόγησης νέων πετρελαιο-πιθανών δομών. Επιπλέον, προτείνεται ένα εναλλακτικό μοντέλο εξέλιξης του Βορείου Αιγαίου, που περιλαμβάνει νέα δεδομένα που προκύπτουν από την παρούσα μελέτη.