title: Basin modeling study of potential source rock formations in North Ionian Sea
title: Μοντελοποίηση ενδυνάμει μητρικών σχηματισμών πετρελαίου στο Βόρειο Ιόνιο Πέλαγος
Creators: name: Μοσχου Γεωργια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2021

description: This study will focus on the basin modeling of potential source rock formations in western Greece. Its main purpose is to evaluate the potential source rock formations in two wells within the Ionian basin using PetroMod (version 2017.1) software. The first one is the Agios Georgios-3, an onshore well in Epirus area. The second one is the offshore East Erikoussa-1 well drilled to the east of the island Ereikoussa (part of the Diapontia Islands complex) in the northern Ionian Sea. The main goal of 1D basin modeling is to simulate the basin evolution (burial history, thermal history, maturity history, potential hydrocarbon generation, expulsion). The 1D basin modeling software was used to reconstruct the temperature and maturity histories of the formations penetrated by the studied wells, giving attention to the maturity, transformation ratio (TR) and hydrocarbon potential generation of the source rock formations. In addition, a sensitivity analysis using various scenarios was conducted for the Agios Georgios-3 well in order to monitor the influence of erosion thickness and boundary conditions and to assess the results.

In Agios Georgios-3 well three source rock formations were identified of different stratigraphic levels (the Posidonia shales of Jurassic age, the Vigla shales A and the Vigla shales B, both of Cretaceous age). Posidonia shales is the most mature source rock formation of this well. Despite references in the literature on the extensive dolomitization in the area, a fact that may have seriously affected this source rock, our model showed that Posidonia shales presented the highest transformation ratio and potential oil and gas generation masses of all source rock formations of this well. Vigla formation developed very good quality hydrocarbon source rocks as well. It consists of two main source rock formation zones, Vigla shales A (upper horizon) and Vigla shales B (lower horizon). The second one (older) is more mature than the first, with higher transformation ratio and potential hydrocarbon generation mass than the other. 
In East Erikoussa-1 well only one source rock formation (the Vigla shales) was identified. The transformation ratio and potential oil and gas generation masses of Vigla are very low, indicating an immature source rock formation. 
Our models provided that neither of the two studied wells reached the peak oil expulsion in the specific areas although the Posidonia shales show to be more mature with higher transformation ratio than the Vigla source rocks in the Agios Georgios-3 well.
Sensitivity analysis applied on the Agios Georgios-3 well, due to the fold and thrust belt (FTB) of the western Hellenides, which is affecting the well area. Results displayed that the thickness of eroded surface at 0m depth affects positively the transformation ratio values and potential hydrocarbon generation mass values of the source rock formations, with standard heat flow. It is also shown that among the boundary condition parameters which applied, only the heat flow plays an important role to the temperature and maturity modeling. 

description: Η συγκεκριμένη μελέτη εστιάζει στη μοντελοποίηση σχηματισμών μητρικών πετρωμάτων στη δυτική Ελλάδα. Κύριο σκοπό της αποτελεί η αξιολόγηση πιθανών μητρικών πετρωμάτων σε δύο γεωτρήσεις εντός της Ιόνιας λεκάνης χρησιμοποιώντας το λογισμικό PetroMod (έκδοση 2017.1). Η γεώτρηση Άγιος Γεώργιος-3 (χερσαία γεώτρηση) αποτελεί την πρώτη που εξετάζεται, η οποία και εντοπίζεται στην Ήπειρο. Η δεύτερη είναι η γεώτρηση Ανατολική Ερεικούσσα-1 (θαλάσσια γεώτρηση) η οποία τοποθετείται ανατολικά του νησιού της Ερεικούσσας (Διαπόντια νησιά) στο βόρειο Ιόνιο. Βασικό στόχο της μοντελοποίησης λεκανών σε μια διάσταση (1D) αποτελεί η προσομοίωση της εξέλιξής τους σε σχέση με το δυναμικό σε υδρογονάνθρακες που διαθέτουν (ιστορικό ταφής, θερμοκρασίας και ωριμότητας, δυνατότητα παραγωγής υδρογονανθράκων, εξαγωγή-αποβολή υδρογονανθράκων). Το λογισμικό μοντελοποίησης λεκάνης σε μια διάσταση (1D) χρησιμοποιήθηκε για την αναπαράσταση των ιστορικών θερμοκρασίας και ωριμότητας των σχηματισμών που διατρήθηκαν από τις ως προς εξέταση γεωτρήσεις, δίνοντας ιδιαίτερη βάση στην ωριμότητα, στο λόγο μετατροπής (TR) και στη δυνατότητα παραγωγής υδρογονανθράκων από τους σχηματισμούς των μητρικών πετρωμάτων. Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας για τη γεώτρηση Άγιος Γεώργιος-3 ερευνώντας διάφορα σενάρια σχετικά με την επιρροή του πάχους διάβρωσης και των οριακών συνθηκών που εισάγονται στο λογισμικό (boundary conditions), καθώς και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. 
Στη γεώτρηση Άγιος Γεώργιος-3 εντοπίζονται τρεις σχηματισμοί μητρικών πετρωμάτων διαφορετικών στρωματογραφικών επιπέδων (οι σχίστες με Ποσειδώνιες ηλικίας Ιουρασικού, οι σχίστες της Ά ζώνης του σχηματισμού της Βίγλας και οι σχίστες της ΄Β ζώνης του σχηματισμού της Βίγλας, και οι δυο ηλικίας Κρητιδικού). Ο σχηματισμός των σχιστών με Ποσειδώνιες χαρακτηρίζεται ως το πιο ώριμο μητρικό πέτρωμα αυτής της γεώτρησης. Μολονότι οι βιβλιογραφικές αναφορές επισημαίνουν την εκτεταμένη δολομιτίωση στην περιοχή, γεγονός που θα μπορούσε να έχει επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό το συγκεκριμένο μητρικό πέτρωμα, το μοντέλο μας υποδεικνύει πως οι σχίστες με Ποσειδώνιες παρουσιάζουν τις υψηλότερες τιμές του λόγου μετατροπής (TR) και της δυνατότητας παραγωγής πετρελαίου και αερίου σε σχέση με τα υπόλοιπα μητρικά πετρώματα της γεώτρησης. Ο σχηματισμός της Βίγλας επίσης διαμόρφωσε μητρικά πετρώματα καλής ποιότητας σε υδρογονάνθρακες. Εντοπίζονται δύο κύριες ζώνες μητρικών πετρωμάτων στο συγκεκριμένο σχηματισμό, οι σχίστες της Ά ζώνης (ανώτερος ορίζοντας) και οι σχίστες της ΄Β ζώνης (κατώτερος ορίζοντας). Το μητρικό πέτρωμα της ΄Β ζώνης (παλαιότερο) είναι πιο ώριμο από αυτό της Ά ζώνης, με υψηλότερες τιμές του λόγου μετατροπής (TR) και της δυνατότητας παραγωγής πετρελαίου και αερίου σε σχέση με το άλλο (Ά ζώνη). 
Στη γεώτρηση Ανατολική Ερεικούσσα-1 εντοπίζεται μόνο ένας σχηματισμός μητρικού πετρώματος (οι σχίστες της Βίγλας). Ο λόγος μετατροπής (TR) και η δυνατότητα παραγωγής πετρελαίου και αερίου του σχηματισμού της Βίγλας λαμβάνουν πολύ χαμηλές τιμές, υποδεικνύοντας ένα ανώριμο μητρικό πέτρωμα.
Σύμφωνα με τα μοντέλα που δημιουργήθηκαν, καμία από τις δύο γεωτρήσεις δεν αποβάλει υδρογονάνθρακες στις συγκεκριμένες περιοχές, παρόλο που ο σχηματισμός των σχιστών με Ποσειδώνιες παρουσιάζεται ως πιο ώριμο μητρικό πέτρωμα και με υψηλότερες τιμές του λόγου μετατροπής (TR) σε σχέση με τα μητρικά πετρώματα της Βίγλας στη γεώτρηση Άγιος Γεώργιος-3.
Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας στη γεώτρηση Άγιος Γεώργιος-3, λόγω της ζώνης πτυχών και επωθήσεων (fold-and-thrust belt ή σύντομα FTB) των δυτικών Ελληνίδων, η οποία και επηρεάζει την περιοχή της γεώτρησης. Τα αποτελέσματά της δείχνουν πως το πάχος διάβρωσης στα 0m βάθος έχει θετική επιρροή στις τιμές του λόγου μετατροπής (TR) και στις τιμές της δυνατότητας παραγωγής υδρογονανθράκων των μητρικών πετρωμάτων, ενώ παράλληλα η τιμή της θερμικής ροής παραμένει αμετάβλητη. Επίσης, παρατηρείται πως μεταξύ των παραμέτρων των οριακών συνθηκών που εισάγονται στο λογισμικό (boundary conditions) μόνο η θερμική ροή παίζει σημαντικό ρόλο στη μοντελοποίηση της θερμοκρασίας και της ωριμότητας των μητρικών πετρωμάτων του σχηματισμού.