A BBTE részéről dr. Dan Mircea Tămaș, az egyetem Integrált Geológiai Tudományok Kutatóközpontjának munkatársa kapcsolódott be abba a kutatásba, mely azt vizsgálta, hogy a homokbenyomulások hogyan változtatják meg a természetes szénhidrogéntárolók szerkezetét és működési dinamikáját. Mivel rendszerint a szeizmikus szelvények és a mélyfúrások egyaránt pontatlan adatokkal szolgálnak az ilyen típusú rezervoárokról, a kutatók felszíni analógiák mentén, a Keleti-Kárpátok homokbeékelődésein vizsgálták, hogy a különböző földtörténeti események hatására bepréselődött homok milyen szereppel bír a tárolórendszerekben. A tanulmány a földtudományok terén élvonalba tartozó Journal of the Geological Society folyóiratban jelent meg.
A természetes szénhidrogén-tárolók összetett kőzetrendszerek. A kőolaj és a földgáz képződéséhez, illetve felhalmozódásához számos alapfeltételnek kell teljesülnie. Szükség van hozzá egy érett anyakőzetre. Ez rendszerint sötétszürke-fekete, finomszemcsés, szerves anyagban gazdag agyag, agyagpala vagy karbonátos kőzet, mely a földtörténeti múltban magas hőmérsékleti viszonyoknak volt kitéve, így benne a szerves anyag átalakulása megtörténhetett. A rendszer másik nélkülözhetetlen eleme a megfelelő tárolókőzet, mely kellő porozitással és áteresztőképességgel rendelkezik. Ez lehet homokkő, repedezett mészkő, vagy bármilyen egyéb, repedezett kőzet. Fontos, hogy az anyakőzet és a tárolókőzet megfelelően kapcsolódjon, hogy a szénhidrogén szabadon közlekedhessen közöttük. A tárolókőzet rétegei fölött egy nem áteresztő fedőkőzetnek kell húzódnia. Végül pedig szükség van egy úgynevezett csapda kialakulására, ami azt jelenti, hogy az anyakőzet, a tárolókőzet és a fedőkőzet olyan szerkezetet formál, amely nem engedi, hogy a kőolaj és a földgáz elvándoroljon.
A szénhidrogént tároló kőzetrendszerekben különböző deformációs és tektonikai események hatására gyakran homokintrúziók keletkezhetnek. Ez azt jelenti, hogy tektonikai stressz, szeizmikus mozgások vagy hirtelen ülepedés hatására a homokkőből kiváló homokfluidum behatol a szomszédos kőzetbe, benyomul annak már létező repedéseibe. A homokintrúzió átrendezi a tárolórendszer építőelemeit, megváltoztatja a kőzetrétegek közötti kapcsolódási felület kiterjedését és minőségét, egyfajta szénhidrogén-vezetékként is viselkedhet, és jelentős mennyiségű szénhidrogén halmozódhat fel benne.
A kőolajkitermelő vállalatok számára nagy potenciálokat rejt az ilyen típusú szénhidrogén-tárolók felderítése, ám ez számos akadályba is ütközik. Szeizmikus szelvények vagy mélyfúrások alapján ugyanis nagyon nehéz beazonosítani ezeket a felszín alatti rendszereket. A kutatók ezért felszíni analógiák mentén próbálták megérteni a homokintrúziók szénhidrogén-tároló rendszereken belüli jelentőségét.
A Keleti-Kárpátok gyűrődési és feltolódási öve, ezen belül a Tarkő-hegység keleti része remek kutatási terepnek ígérkezett, hiszen bővelkedik olyan haránt irányú és kőzetréteg menti homokbeékelődésekben, melyek képződésüket és szerkezetüket tekintve igencsak hasonlítanak a felszín alatti szénhidrogén-tárolók homokintrúzióihoz.
A vizsgált területen, az oligocén Kliwa Formáció alsóbb, illetve kora-miocén felsőbb rétegeiben a kutatók egy kiterjedt intrúzióhálózatot azonosítottak. A beékelődések forrása a kvarcban gazdag homokkő, mely benyomult a szomszédos kőzetekbe. A harántbeékelődések a gyűrődési folyamathoz köthető törésvonalakat követik, a gyűrődések csuklózónájával párhuzamos és az észak-dél irányú nyírási síkokat töltik ki. Ebből arra lehet következtetni, hogy a homoktestek benyomulása és cementálódása egy időben ment végbe. Az intrúziók kialakulását a kőzetekben fellépő folyadéktúlnyomás váltotta ki, amely a kőzettestek tektonikus eredetű összegyűrődése és az ehhez kapcsolódó földrengések miatt alakult ki. A szénhidrogén-tároló rendszer homokkő-intrúziói a rétegekre merőlegesen és azokkal párhuzamosan egyaránt növelik az egyes tárolók közötti összekapcsolódás mértékét, továbbá jelentősen hozzájárulnak a tárolók arányának a növeléséhez. Emellett befolyásolhatják a kőzetekben jelen lévő vetők és repedések szénhidrogéncsapdákat záró képességét.
(Kvarcos homokkő harántirányú benyomulása a rétegek közé a Keleti-Kárpátokban. Forrás: https://jgs.lyellcollection.org/content/177/2/343)
[* ] Alexandra Tămaș, Dan Mircea Tămaș, Csaba Krézsek, Zsolt Schléder, Giuseppe Palladino, Răzvan Bercea (2020): The Nature and Significance of Sand Intrusions in a Hydrocarbon-rich Fold and Thrust Belt: Eastern Carpathians Bend Zone, Romania. Journal of the Geological Society, 177, 343–356. DOI: https://doi.org/10.1144/jgs2019-107