background image

www.geologicacarpathica.sk

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

, AUGUST 2012, 63, 4, 319—333                                                     doi: 10.2478/v10096-012-0025-3

Assessment of hydrocarbon potential of Jurassic and

Cretaceous source rocks in the Tarnogród—Stryi area

(SE Poland and W Ukraine)

PAWEŁ KOSAKOWSKI

1

, DARIUSZ WIĘCŁAW

1

, ADAM KOWALSKI

1

 and YURIY V. KOLTUN

2

1

AGH University of Science and Technology, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of

Environmental Analyses, Cartography and Economic Geology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland;

kosak@agh.edu.pl;  wieclaw@agh.edu.pl;  akowalsk@agh.edu.pl

2

National Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals, Naukova 3-a, 79053 Lviv, Ukraine

(Manuscript received November 22, 2011; accepted in revised form March 13, 2012)

Abstract: The Jurassic/Cretaceous stratigraphic complex forming a part of the sedimentary cover of both the eastern
Małopolska  Block  and  the  adjacent  Łysogóry—Radom  Block  in  the  Polish  part  as  well  as  the  Rava  Rus’ka  and  the
Kokhanivka Zones in the Ukrainian part of the basement of the Carpathian Foredeep were studied with geochemical
methods in order to evaluate the possibility of hydrocarbon generation. In the Polish part of the study area, the Mesozoic
strata were characterized on the basis of the analytical results of 121 core samples derived from 11 wells. The samples
originated mostly from the Middle Jurassic and partly from the Lower/Upper Cretaceous strata. In the Ukrainian part of
the  study  area  the  Mesozoic  sequence  was  characterized  by  348  core  samples  collected  from  26  wells.  The  obtained
geochemical results indicate that in both the south-eastern part of Poland and the western part of Ukraine the studied
Jurassic/Cretaceous sedimentary complex reveals generally low hydrocarbon source-rock potential. The most favourable
geochemical parameters: TOC up to 26 wt. % and genetic potential up to 39 mg/g of rock, were found in the Middle
Jurassic strata. However, these high values are contradicted by the low hydrocarbon index (HI), usually below 100 mg
HC/g TOC. Organic matter from the Middle Jurassic strata is of mixed type, dominated by gas-prone, Type III kerogen.
In the Polish part of the study area, organic matter dispersed in these strata is generally immature (T

max

 below 435 °C)

whereas in the Ukrainian part maturity is sufficient for hydrocarbon generation.

Key words: Jurassic, Cretaceous, Poland, Ukraine, petroleum geochemistry, source rock characteristics.

Introduction

The Jurassic/Cretaceous stratigraphic complex forming a part
of the sedimentary cover of the eastern Małopolska Block and
the adjacent Łysogóry-Radom Block (SE Poland) were stud-
ied with geochemical methods in order to evaluate the possi-
bility  of  hydrocarbon  generation.  Both  the  blocks  extend
southeast,  towards  the  territory  of  Ukraine,  where  these  are
named  the  Rava  Rus’ka  and  the  Kokhanivka  Zones,  respec-
tively (Buła & Habryn 2011). In both areas the Jurassic/Creta-
ceous  complex  vary  in  the  degree  of  geological  and
geochemical  recognition.  In  the  Polish  part  the  complex  is
well-recognized geologically but geochemical and petrophysi-
cal  data  are  insufficient  (Kotarba  et  al.  2003;  Kotarba  2004;
Moryc  2004;  Buła  &  Habryn  2008,  2011;  Kosakowski  et  al.
2012a). In the Ukraine its geological and petrophysical recog-
nitions are poor and geochemical data do not exist (e.g. Dulub
et  al.  2003;  Gutowski  et  al.  2005;  Krajewski  et  al.  2011;
Kurovets  et  al.  2011).  The  available  analytical  results  origi-
nate mostly from Middle Jurassic strata and  partly from Up-
per  Jurassic  and  Lower  Cretaceous  rocks.  The  population  of
samples collected from Mesozoic strata in the Ukrainian part
of  the  Carpathian  Foredeep  is  more  numerous  and  the  core
samples represent all the stratigraphic units involved.

Geochemical  characterization  of  organic  matter  in  the

analysed,  Jurassic/Cretaceous  complex  from  the  Polish  and

Ukrainian part of the Carpathian Foredeep includes: organic
carbon  content  (TOC),  petroleum  potential,  genetic  type  of
kerogen and its maturity.

Outline of geology and stratigraphy of the

Mesozoic strata

The  study  area  is  located  in  the  border  part  of  the  Polish

and  Ukrainian  segments  of  the  Carpathian  Foredeep  and
covers  an  area  between  Tarnogród  and  Lubaczów  towns  in
Poland,  and  Stryi  town  in  Ukraine  (Fig. 1).  The  geology  of
this  part  of  the  Carpathian  Foredeep  was  extensively  dis-
cussed  e.g.  by  Oszczypko  et  al.  (2006),  Buła  &  Habryn
(2011) and Krajewski et al. (2011).

In the study area several structural complexes were distin-

guished. The lower structural complex, which forms an un-
continuous  cover  of  the  older  basement  of  the  foredeep  is
composed  of  incomplete,  Ordovician  and  Silurian  succes-
sions (Figs. 2, 3). This succession fills tectonic troughs cut-
ting  the  crystalline  basement  (Buła  &  Habryn  2008,  2011).
The next structural complex is formed of Jurassic and Creta-
ceous strata. These strata constitute a fragment of a larger ba-
sin,  which  extends  to  the  Polish-Ukrainian  state  border  and
which  is  a  continuation  of  the  Carpathian  Foredeep  outer
zone (Figs. 2, 3; Kisłow 1966). The total thickness of Juras-

background image

320

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

sic strata in the Polish part of this basin may reach up to 800 m
and  that  of  the  Cretaceous  sequence  may  be  up  to  600 m
(Kowalska  et  al.  2000).  In  the  Ukrainian  part  of  the  basin
higher thicknesses are observed: the Jurassic succession has
over  2000 m  and  the  Cretaceous  one  over  600 m.  The
youngest  Neogene  complex  fills  the  Carpathian  Foredeep
and is entirely composed of marine Miocene sediments up to
3400 m  thick  in  the  Polish  part  (e.g.  in  the  tectonic  trough
south of Lubaczów) and over 5000 m thick in the Ukrainian
part (Krukenychy Depression) (Obuchowicz 1963; Kurovets
et al. 2004).

Samples

Samples  used  for  geochemical  characterization  are  very

diverse in terms of quality and stratigraphic units. Moreover,
there  is  also  a  significant  difference  in  number  of  samples
collected in Polish and Ukrainian parts of the study area.

A  total  of  469  core  samples  of  Jurassic  and  Cretaceous

rocks were collected from 37 wells and analysed. Considering
the  stratigraphic  provenance,  31  samples  from  5  wells  origi-
nated from Lower Jurassic sediments in the Ukrainian part of

the study area (Table 1, Fig. 1). 202 core samples were taken
from  20  wells  drilled  into  the  Middle  Jurassic  horizon.  The
Upper Jurassic horizon was sampled in 2 wells in the Polish
part  and  in  22  wells  in  the  Ukrainian  part  of  the  study  area
(Fig. 1) supplying a total of 214 core samples. The Lower Cre-
taceous sediments were sampled only in the Tymce 1 (3 sam-
ples),  Didushychi 2  (2 samples)  and  Pivnichno  Girs’ke 1
(2 samples) wells (Fig. 1). The Upper Cretaceous strata were
also insufficiently sampled, only in the Ukrainian part of the
study  area,  namely  from  the  Didushychi 2  (5 samples),
Petrovetska 3  (1 sample),  Pivnichno  Girs’ke 1  (6 samples)
and Verchany 1 (3 samples) wells (Fig. 1).

Table 1  shows  the  ranges  and  mean  values  of  basic

geochemical parameters and indicators for each stratigraphic
complex  together  with  the  number  of  samples  and  wells  in
both the Polish and Ukrainian parts of the study area.

Methods

The  pyrolysis  was  completed  with  the  Delsi  Model II

Rock-Eval  instrument,  equipped  with  an  organic  carbon
module  (for  analytical  details  see  Espitalié  et  al.  1985;

Fig. 1. Sketch map of the study area with location of sampled wells.

background image

321

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Espitalié  &  Bordenave  1993).  The  basic  parameters  mea-
sured  with  Rock-Eval  are:  free  hydrocarbons  content  (S

1

),

residual hydrocarbons content (S

2

), T

max

 temperature, carbon

dioxide produced during pyrolysis (S

3

) and residual organic

carbon content (S

4

). The above parameters are the basis for

calculation  of  indices  used  for  quantitative  and  qualitative
evaluation of organic matter in the analysed rock, namely to-
tal organic carbon (TOC) content, S

2

/S

3

 ratio, production in-

dex (PI), hydrogen index (HI) and oxygen index (OI). Both
the measured and calculated values provide a basis for char-
acterization of organic matter, its quantity, genetic type and
transformation degree (Espitalié et al. 1985; Hunt 1996).

After  removal  of  carbonates  with  hydrochloric  acid  and  ex-

traction  of  bitumens,  rock  samples  selected  for  stable  carbon
isotope analysis of kerogen were combusted in an on-line sys-
tem.  Preparation  of  previously  extracted  bitumens  and  their
fractions for stable carbon isotope analyses was carried on with
the same procedure. Stable carbon isotopes were analysed with
the  Finnigan  Delta  Plus  mass  spectrometer.  The  stable  carbon
isotope  data  were  presented  in  the  -notation  relative  to  the
PDB standard, at an estimated analytical precision  ± 0.2 ‰.

The isolation of kerogen for elemental analysis was carried

on  with  the  SOXTEC™  extraction  of  pulverized  samples,
decalcification  of  solid  residue  with  HCl  at  room  tempera-
ture,  removal  of  silicates  with  concentrated  HF,  removal  of
newly  formed  fluoride  phases  with  hot,  concentrated  HCl,
heavy  liquid  separation  (aqueous  ZnBr

2

  solution,  density

2.1 g/ml)  and  repeated  extraction  with  dichloromethane:
methanol  (93: 7  v/v)  (Więcław  et  al.  2010).  The  elemental

(C, H, N and S) analysis of isolated kerogen  was done with
the Carlo Erba EA 1108 elemental analyser. The quantity of
pyrite contaminating the kerogen was analysed as iron with
the  Perkin-Elmer  Plasma  40  ICP-AES  instrument  after  di-
gesting  the  ash  from  the  combusted  kerogen  (815 °C,
30 min.)  with  HCl.  The  organic  sulphur  content  in  kerogen
was  calculated  as  the  difference  between  total  and  pyritic
sulphur. The oxygen content was calculated as the difference
to  100 %,  taking  into  account  the  C,  H,  N,  S,  moisture  and
ash contents.

The saturated hydrocarbon fractions isolated from the bitu-

mens were diluted in isooctane and analysed with the GC-MS
for  biomarker  determination.  The  analysis  was  carried  out
with the Agilent 7890A gas chromatograph equipped with the
Agilent  7683B  automatic  sampler,  an  on-column  injection
chamber and a fused silica capillary column (60 m 0.25 mm
i.d.)  coated  with  95%  methyl/5%  phenylsilicone  phase
(DB-5MS, 0.25 µm film thickness). Helium was used as the
carrier  gas.  The  GC  oven  was  programmed:  80 °C  held  for
1 min, then increased to 120 °C at the rate of 20 °C/min, fur-
ther  increased  to  300 °C  at  the  rate  of  3 °C/min  and  finally
held at 300 °C for 35 min. The gas chromatograph was cou-
pled with the 5975C mass selective detector (MSD). The MS
operated at ion source temperature 230 °C, ionization energy
70 eV, and a cycle time of 1 s in the mass range from 45 to
500 Daltons.

The  aromatic  hydrocarbon  fractions  were  analysed  with

the  GC-MS  for  phenanthrene,  dibenzothiophene  and  their
derivatives.  The  analysis  was  carried  out  using  the  same

Table 1: Geochemical characterization of Mesozoic strata in the Polish and Ukrainian parts of the Carpathian Foredeep.

background image

322

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

equipment as for the saturate hydrocarbon fraction. The GC
oven  was  programmed  from  40  to  300 °C  at  the  rate  of
3 °C · min

—1

. The MS operated with a cycle time of 1 s in the

mass range from 40 to 600 Daltons.

Measurements  of  mean  random  vitrinite  reflectance  (R

o

)

were  carried  out  with  the  Zeiss-Opton  microphotometer  at
546 nm  wave  length  in  oil.  Sample  preparation  and  point
countings were carried out in accordance with the ICCP pro-
cedure (Taylor et al. 1998).

Geochemical characteristics of organic matter

The Lower Jurassic rocks

The  samples  from  Lower  Jurassic  strata  reveal  very  low

total organic carbon (TOC) contents, much below 0.5 wt. %
(Table 1, Fig. 4). The median of TOC is 0.08 wt. %. Only in
one sample genetic potential (Rock-Eval S

1

+ S

2

) of 0.33 mg/g

of  rock  was  measured  (Table 1,  Fig. 4).  Despite  the  limited
number  and  sampling  area  of  analysed  samples,  it  is  con-
cluded that the Lower Jurassic rocks cannot be considered as
hydrocarbon source rocks in the study area.

The Middle Jurassic rocks

The  highest  TOC  contents  in  the  whole

Mesozoic  succession  from  the  study  area  was
recorded in the Middle Jurassic strata (Table 1,
Fig. 2). The TOC contents in these strata vary
significantly:  from  0  up  to  25.9 wt. %.  De-
spite  the  similar  variability  range  the  lower
TOC  values  were  measured  in  samples  com-
ing from the Ukrainian part. In about 40 % of
analysed samples the TOC contents were low-
er  than  0.2 wt. %,  and  in  about  45 %  these
were below 1 wt. % (Fig. 4). In samples from
the  Polish  part  TOC  was  below  1 wt. %  in
about  30 %  of  analysed  samples  and  below
0.2 %  in  a  few  cases  (Figs. 4,  5A).  The  maxi-
mum TOC value was measured in the Lubliniec
9/858.6  sample  (Fig. 5A).  The  Mosty  2/2521—
2529  sample  also  revealed  an  excellent  hydro-
carbon potential (Fig. 5B). The median of TOC
values  for  the  whole  population  of  samples
was 0.83 wt. % (Fig. 4); however, for samples
from  the  Polish  part  this  value  was  twice  as
high  as  for  samples  from  the  Ukrainian  part
(Table 1).  The  hydrocarbon  content  in  the
analysed  samples  varied  in  a  similarly  broad
range: from 0.09 up to 39.1 mg/g of rock with
the  median  value  for  all  studied  samples
0.77 mg HC/g of rock. No significant differenc-
es  were  observed  between  the  Polish  and  the
Ukrainian  parts  of  the  study  area  (Table 1,
Figs. 4,  5A,B).  The  contents  of  extractable  hy-
drocarbons  indicate  moderate  to  very  good  oil
sourcing  potential  of  the  analysed  rocks
(Fig. 6A,B).  Despite  relatively  high  TOC  and
genetic potential, the analysed samples indicate

very  low  hydrocarbon  potential,  as  documented  by  hydrogen
index values (HI) which range from 13 to 289 mg HC/g TOC,
with a median of merely 57 mg HC/g TOC (Table 1, Figs. 4,
7A,B). Such HI values found in the Middle Jurassic strata in-
dicate the domination of terrigenous material (Type III kero-
gen) in the Polish part (Fig. 7A) and local inputs of marine
Type II kerogen in the Ukrainian part (Fig. 7B) of the study
area. These same Type III and III/II kerogens were observed
in the western part of the Małopolska Block (Kosakowski et
al.  2012b)  and  in  central  Poland  (Marynowski  et  al.  2007).
The maceral composition also indicates the presence of both
terrestrial and marine materials. Their proportions vary from
similar percentages of vitrinite and liptinite maceral groups,
as in the Lubliniec 4 well, to predominance of terrestrial ma-
terial, as in the Markowice 2 well (Table 2). Distribution of
n-alkanes and isoprenoids in bitumens from Middle Jurassic
rocks in the Polish part of the study area (Table 3, Fig. 8A)
indicates domination of long-chain hydrocarbons (LTS

HC

 ratio

above 2, C

max

 from 25 to 29), which suggests domination of

the  gas-prone,  terrestrial  organic  matter  (e.g.  Peters  et  al.
2005).  In  the  Ukrainian  part  of  the  study  area  admixture  of
the  oil-prone  Type II  kerogen  is  documented  by  the  LTS

HC

ratio  from  0.7  to  6.4  and  C

max

  from  20  to  27  (Table 3,

Fig. 2. Sketch map of the bottom surface of Middle Jurassic strata in the study area.

background image

323

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Figs. 8B, 9). Moreover, the strong domination of C

29

 regular

steranes  (Table 4)  supports  this  interpretation.  Values  of
pristane/phytane  ratio  (Table 3)  usually  above  one  point  to
sub-oxic  conditions  during  deposition  of  organic  matter
(Didyk et al. 1978; Moldowan et al. 1985; Peters et al. 2005).
Low  values  of  diasterane/regular  sterane  ratio  (Table 4)  re-
flect low maturity of organic matter rather than the influence
of clay minerals (Seifert & Moldowan 1978).

The  results  of  stable  carbon  isotope  and  elemental  analy-

ses are consistent with the above discussed data and indicate
domination of the gas-prone kerogen in the Polish and mixed
kerogen in the Ukrainian parts of the study area (Tables 5, 6,
Figs. 10,  11).  Highly  generative  Type IIS  kerogen  was  re-
corded  in  only  two  samples  collected  from  the  Korolyn 6
and the Chornokuntsi 1 wells (Table 6).

The low maturity of organic matter dispersed in the Middle

Jurassic strata is indicated by a number of analytical results
and  calculated  geochemical  indices:  T

max

  values  below

430 °C  (Table 1,  Figs. 4,  7),  vitrinite  reflectance  varying
from 0.51 to 0.65 % (Table 2), high values of CPI (Table 3),
values of biomarker ratios (Table 4, Figs. 12, 13), results of
elemental composition of kerogen (Table 6, Fig. 11) and val-
ues  of  indices  calculated  from  methylphenantrenes  and

dibenzothiophenes distribution (Table 7). All these
results indicate somewhat higher maturity of organ-
ic matter in the Ukrainian part in comparison with
the Polish part of the study area. Anyhow, the mea-
sured  maturity  fits  into  the  early  phase  of  the  “oil
window” (Kosakowski et al. 2011). In that case, the
measured TOC and hydrocarbon contents could be
regarded  as  initial  or  close  to  initial  values.  In  the
light of these facts, the Middle Jurassic clastic rocks
in both the Ukrainian and Polish parts show moder-
ate to high, and locally very high, oil-prone poten-
tial (Figs. 5A,B, 6A,B).

The Upper Jurassic rocks

Characterization  of  Upper  Jurassic  strata  was

based  on  the  results  of  analyses  of  samples  col-
lected  mostly  in  the  Ukrainian  part  of  the  Car-
pathian  Foredeep  (Table 1,  Fig. 4).  In  the  Polish
part  of  the  study  area  only  16  core  samples  were
taken from two wells: Tymce 1 and Sucha Wola 1
(Table 1,  Fig. 1).  The  TOC  values  in  the    latter
samples are very low, (namely less than 0.5 wt. %
with  median  value  0.07 wt. %  (Table 1,  Figs. 4,
5B).  Hydrocarbons  are  practically  absent  from
these  samples.  Despite  a  much  denser  sampling
grid,  the  TOC  contents  in  Upper  Jurassic  rocks
from the Ukrainian part of the study area are usu-
ally  as  low  as  in  those  from  the  Polish  part,  al-
though  horizons  showing  increased  organic
carbon  contents  were  encountered,  as  well
(Figs. 4, 5B). The TOC contents range from 0.0 to
12.1 wt. %,  with  very  low  median  value
(0.08 wt. %,  Table 1,  Fig. 4).  The  genetic  poten-
tial  (S

1

+ S

2

)  are  also  very  low  in  most  samples

(Figs. 4,  5B)  and  hydrocarbons  were  measured

Fig. 3. Sketch map of the bottom surface of Upper Jurassic strata in the study area.

only in about 40 % of analysed samples. They ranged from
0.18  to  14.0 mg/g  of  rock  (Table 1,  Fig. 5B).  Despite  such
variability, low-hydrocarbon samples prevail and the median
for  the  entire  population  is  0.67 mg/g  of  rock  (Table 1).
Most of the samples show low HI values and median value is
up  to  105 mg  HC/g  TOC  (Table 1,  Fig. 4).  This  low  back-
ground  contrasts  with  the  results  obtained  in  samples  from
the  Voloshcha 1  and  Korolyn 6  wells  (Fig. 1),  where  both
TOC contents, hydrocarbon contents and hydrocarbon index
HI values are much higher. The TOC values measured in the
Voloshcha 1  well,  at  the  depth  interval  2650—3300 m,  are
over 1.0 wt. % and locally reach up to 12.1 wt. % (Table 1).
Genetic potential is also high, although the HI index values
differ only slightly from the average ones. In samples from
the  Korolyn 6  well  both  the  TOC  and  genetic  potential  is
equally high and the HI values reach up to 557 mg/g of TOC
(Table 1,  Fig. 7B).  In  the  remaining  wells  TOC  contents,
genetic  potential  values  and  HI  are  significantly  lower
(Fig. 5B). The probable presence of epigenetic hydrocarbon
(Fig. 6B)  indicates  possible  initiation  of  the  hydrocarbon
generation process.

In  this  stratigraphic  unit  organic  matter  is  a  mixture  of

Type II  and  Type III  kerogens.  In  comparison  to  Middle

background image

324

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Jurassic sediments, a higher proportion of oil-prone Type II
kerogen is evident. Proportions of kerogen types can be esti-
mated  from  analysis  of  maceral  composition  (Table 2),
which  ranges  from  dominating  liptinite-group  macerals  (as
in  the  Bortyatyn 1  well)  indicating  the  presence  of  Type II
kerogen, to  dominating  vitrinite-group  macerals  (as  in  the
Voloshcha 1 well), typical of Type III kerogen (Hunt 1996).
High values of hydrogen index HI (Fig. 7B), values of LTS

HC

ratio  < 1  and  maximum  intensities  at  short-chain  n-alkanes
(Table 3,  Fig. 8C)  as  well  as  distribution  of  n-alkanes  and
isoprenoids (Fig. 9), composition of regular steranes (Table 4)
as well as enrichment in light 

12

C isotope (Table 5, Fig. 10B)

and elemental composition of kerogen (Table 6, Fig. 11) in-
dicate the presence of a good oil-prone source rock horizon
in  the  succession  of  the  Korolyn 6  well.  Moreover,  organic

Fig. 4. Histograms of total organic carbon and hydrocarbon contents, hydrogen index and T

max

 temperature values for Jurassic and Creta-

ceous strata. Dashed line – median value for whole sample population.

matter  from  this  well  along  with  that  encountered  in  the
Chornokuntsi 1  well  reveals  high  organic  sulphur  content
(Type IIS kerogen), which enables the generation of hydro-
carbons below the “typical” limits of the “oil window” (Orr
1986).  The  horizons  which  contain  this  type  of  kerogen
occur  only  within  narrow  intervals  of  the  Upper  Jurassic
strata. The Type IIS kerogen is the most probable source for
extremely  heavy,  high-sulphur  and  viscous  oils  accumulated
in  the  Upper  Jurassic  carbonates  in  the  Kokhanivka  and
Orkhovychi deposits (Więcław et al. 2012). The occurrence of
oil  with  the  same  properties  in  the  Lubaczów  deposit  in
Poland, ca. 10—20 km to the west of the Kokhanivka deposit
(Więcław 2011), suggests the presence of one, continuous oil
deposit.  In  the  Polish  part  of  the  Upper  Jurassic  basin,  this
type of organic matter has not been recorded.

background image

325

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Fig. 5. 

Petroleum 

source

quality  diagram  for  organic
matter  from  Mesozoic  rocks
in  (A  and  C)  Polish  and  (B
and  D)  Ukrainian  parts  of
study  area.  Classification  af-
ter Hunt (1996) and Peters &
Cassa (2002).

Fig. 6. Petroleum source quality diagram for organic matter from Mesozoic strata in (A) Polish and (and C) Ukrainian parts of study
area. Classification after Hunt (1979) and Leenheer (1984).

This  kerogen  was  deposited  under  anoxic  conditions,  as

defined by low values of pristane/phytane ratio (Didyk et al.
1978)  (Table 3).  In  the  other  studied  sequences  gas-prone
Type III kerogen dominates, as revealed by prevailing long-
chain n-alkanes (Table 4, Fig. 8D), strong dominance of C

29

over C

27

 regular steranes (Table 4), stable isotope composi-

tion (Table 5, Fig. 10B) and elemental composition of kero-
gen (Table 6, Fig. 11).

The  thermal  maturity  index  T

max

,  usually  below  430 °C,

indicates  that  the  Upper  Jurassic  organic  matter  was  imma-
ture and did not reach the threshold  of thermogenic hydro-
carbon  generation  (Table 1,  Figs. 4, 7A,B).  The  vitrinite

background image

326

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

reflectance  (Table 2),  biomarker
indices  (Table 4,  Figs. 12,  13B)
and  elemental  analysis  (Fig. 11)
suggest  higher  maturity,  corre-
sponding  to  the  early  and  main
phase of the “oil window”. Hence,
these strata are the effective source
rocks,  especially  in  the  areas
where  highly  generative,  Type IIS
kerogen was recorded.

The Lower Cretaceous rocks

The  Lower  Cretaceous  strata  are

represented by only a few samples.
The  TOC  ranges  from  0.01  up  to
2.03 wt. %  and  the  median  is
0.40 wt. %  (Table 1,  Fig. 4).  Rela-
tively  moderate  TOC  contents  are
accompanied  by  very  low  genetic
potential with median value of only
0.14 mg  HC/g  of  rock  (Table 1,
Fig. 5C).  Therefore,  we  can  con-
clude  that  TOC  value  2.03 wt. %
confronted with the low genetic po-
tential  and  low  maturity  cannot  be
regared  as  a  reliable  result.  Proba-
bly,  the  carbonate  matrix  influ-
enced 

this 

analytical 

value.

Alternatively,  it  is  possible  that
syn-sedimentary  oxidation  of  or-
ganic  matter  (Marynowski  et  al.

Table 2: Maceral composition and vitrinite reflectance of organic matter from Jurassic strata in the Tarnogród—Stryi area.

Macerals (%) 

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

Pyrite 

(%) 

V L  I 

OM 

(%) 

R

O

 (%) 

Range 

No. of 

meas. 

R

Oredep. 

(%) 

Polish part 
Lubliniec 4 

730.4 

M. Jurassic 

5.5 

  3.2 

3.1 

1.0 

  7.3 0.54  0.46–0.76 

  97 

0.90–1.20 

Lubliniec 4 

796.5 

M. Jurassic 

2.4 

  7.0 

3.3 

0.8 

11.1 0.57  0.51–0.78 

  97 

1.00–1.10 

Lubliniec 4 

837.5 

M. Jurassic 

2.1 

  4.0 

1.0 

0.2 

  5.2 0.65  0.52–0.90 115 1.00–1.20 

Markowice 2 

753.0 

M. Jurassic 

0.8 

13.1 

2.4 

4.5 

20.0 0.51  0.43–0.65 102  n.m. 

Markowice 2 

800.0 

M. Jurassic 

5.0 

14.0 

4.3 

5.0 

23.3 0.52  0.40–0.66 

  60 

1.10–1.50 

Ukrainian part 
Rudky 300 

3241.0–3246.0 

L. Jurassic 

2.4 

  0.1 

ab. 

ab. 

  0.1 1.74  1.44–2.00 

  29 

n.m. 

Rudky 300 

3491.9–3495.5 

L. Jurassic 

1.7 

<0.1 

ab. 

ab. 

<0.1 1.84  1.59–2.20 

  12 

n.m. 

Rudky 300 

3902.0–3905.0 

L. Jurassic 

2.8 

<0.1 

ab. 

ab. 

<0.1 1.99  1.74–2.30 

  17 

n.m. 

Bortyatyn 1 

2846.0–2857.0 

M. Jurassic 

2.5 

  3.5 

5.0 

1.2 

  9.7 0.61  0.53–0.77 

  62 

0.90–1.20 

Podiltsi 1 

3303.0–3306.1 

M. Jurassic 

5.2 

  1.7 

0.6 

0.4 

  2.7 0.65  0.57–0.73 

  61 

1.10–1.55 

Podiltsi 1 

3475.0–3482.0 

M. Jurassic 

tr. 

  3.3 

3.5 

0.3 

  7.1 0.61  0.50–0.77 

  91 

0.90–1.20 

Bortyatyn 1 

1820.0–1830.0 

U. Jurassic 

4.0 

  1.9 

2.0 

0.1 

  4.1 0.47  0.37–0.59 

  63 

0.62–0.73 

Bortyatyn 1 

2522.0–2529.0 

U. Jurassic 

0.5 

  1.2 

0.1 

0.1 

  1.4 0.57  0.53–0.68 

  17 

1.00–1.50 

Moryanti 1 

2263.0–2270.0 

U. Jurassic 

tr. 

ab. 

ab. 

ab. 

n.m. n.m. 

n.m. n.d. n.m. 

Moryanti 1 

2576.0–2582.0 

U. Jurassic 

0.1 

  0.1 

ab. 

ab. 

  0.1 0.78  0.71–0.88 

  13 

1.0–1.20 

Moryanti 1 

3055.0–3063.0 

U. Jurassic 

0.1 

  0.3 

ab. 

tr. 

  0.3      0.9 

0.68–1.10 

  37 

1.10–1.25 

Voloshcha 1 

2255.0–2265.0 

U. Jurassic 

3.0 

  2.2 

0.3 

n.d. 

  2.5 0.54  0.42–0.67 

  68 

0.86–1.25 

Voloshcha 1 

2500.0–2508.0 

U. Jurassic 

1.3 

  2.5 

0.5 

0.2 

  3.2 0.57  0.45–0.69 

  78 

n.m. 

Voloshcha 1 

2651.0–2659.0 

U. Jurassic 

1.1 

  7.3 

3.5 

0.6 

11.4 0.58  0.46–0.73 

  74 

0.90–1.20 

Voloshcha 1 

2850.5–2860.5 

U. Jurassic 

2.7 

25.0 

5.1 

4.2 

34.3 0.65  0.52–0.77 

  93 

1.00–1.20 

Voloshcha 1 

3296.0–3305.0 

U. Jurassic 

0.1 

  1.6 

0.4 

0.1 

  2.1 0.67  0.55–0.87 

  87 

n.m. 

Voloshcha 1 

3547.0–3557.0 

U. Jurassic 

3.5 

<0.1 

tr. 

tr. 

<0.1 1.41  1.10–1.50 

  23 

n.m. 

 

In the Ukrainian part the depth of the sample is impossible to be accurately identified. M. – Middle; U. – Upper; V – vitrinite; L – liptinite; I – iner-
tinite; OM – organic matter; R

O

 – vitrinite reflectance; meas. – measurements; R

Oredep

 – vitrinite reflectance of redeposited organic matter; tr. – traces;

n.m. – not measured; ab. – absence; n.d. – no data.

Fig. 7.  Hydrogen  index  versus  Rock-Eval  T

max

  temperature  for  (A  and  C)  Polish  and  (B  and  D)

Ukrainian parts of study area. Maturity paths of individual kerogen types after Espitalié et al. (1985).

background image

327

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

2011)  or  post-sedimentary  oxidation  related  to  erosion
caused that kerogen recently observed in analysed rocks rep-
resents  a  non-generative  residuum.  The  low  hydrocarbon
source potential of this kerogen, is revealed by the hydrocar-
bon  index  below  20 mg  HC/g  TOC  (Table 1,  Figs. 4,  7C).
The low TOC content precludes detailed determination of its
type and maturity but the obtained single values of T

max

 sug-

gest its immaturity (Table 1, Figs. 4, 7C).

The overall assessment of Lower Cretaceous strata allows

us to conclude that these sediments do not meet the criteria
of hydrocarbon source rocks, mainly due to their low hydro-
carbon content and immaturity (Figs. 4, 5C, 7C).

The Upper Cretaceous rocks

The  characterization  of  Upper  Cretaceous  strata  was  also

based  on  a  small  number  of  samples  collected  only  in  the
Ukrainian part of the Carpathian Foredeep. Similarly to the
Lower  Cretaceous  strata,  the  TOC  range  is  also  wide:  from
0.01  to  1.77 wt. %,  with  nearly  identical  median  value
(0.44 wt. %, Table 1). The relatively high TOC content is as-
sociated with low genetic potential (S

1

+S

2

) (Table 1, Figs. 4,

5D). This potential measured only for half the analysed sam-
ples reaches up to 3 mg HC/g of rock (Fig. 5D). The analy-
sed samples point to the existence of very good oil potential,

Table 3: Indices calculated from distribution of n-alkanes and isoprenoids in bitumens extracted from Jurassic and Cretaceous strata.

Pr – pristane; Ph – phytane; CPI

(17—31)

= [(C

17

+C

19

+...+C

27

+C

29

)+(C

19

+C

21

+...+C

29

+C

31

)]/2*(C

18

+C

20

+...+C

28

+C

30

); CPI

(17—23)

=[(C

17

+C

19

+C

21

)

+(C

19

+C

21

+C

23

)]/2*(C

18

+C

20

+C

22

); CPI

(25—31)

=[(C

25

+C

27

+C

29

)+(C

27

+C

29

+C

31

)]/2*(C

26

+C

28

+C30); LTS

HC

=(C

27

+C

28

+C

29

)/(C

17

+C

18

+C

19

);

n.c. – not calculated due to partial evaporation of hydrocarbons; values typed in italic are estimated due to co-elution of crocetane.

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

CPI

(17–31)

 CPI

(17–23)

 CPI

(25–31)

 Pr/Ph Pr/n-C

17

 Ph/n-C

18

 LTS

HC

 

C

max

 

Polish part  
Księżpol 18 

869.6 

M. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.80 

n.c. 

n.c. 

0.62 

5.54 

25 

Lubliniec 

730.4  M. 

Jurassic n.c.  n.c. 2.58 n.c.  n.c. 0.41 8.85  27 

Łukowa 2 

731.8  M. 

Jurassic n.c.  n.c. 3.52 n.c.  n.c. 0.40 9.79  29 

Łukowa 4 

982.5  M. 

Jurassic n.c.  n.c. 1.69 n.c.  n.c. 1,00 7.26  27 

Markowice 2 

800.0 

M. Jurassic 

n.c.  n.c. 2.86 n.c.  n.c. 0.52 9.33  27 

Markowice 2 

902.8 

M. Jurassic 

n.c.  n.c. 1.96 n.c.  n.c. 1.48 2.48  27 

Ukrainian part  
Bortyatyn 

1  2846.0–2857.0 

M. 

Jurassic 1.23 1.00 1.55 1.39 4.93 0.71  1.8  25 

Chornokuntsi 

1 2096.0–2102.0 

M. 

Jurassic 1.15 0.84 1.70 0.81 3.18 0.89  1.8  20 

Korolyn 6 

3421.8–3429.7 

M. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.29 

n.c. 

n.c. 

0.44 

1.9 

23 

Korolyn 6 

3517.3–3523.0 

M. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.17 

n.c. 

n.c. 

0.30 

0.7 

21 

Mosty 2 

2360.3–2364.4 

M. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.99 

n.c. 

n.c. 

1.01 

3.0 

25 

Mosty 

2521.0–2529.0 

M. 

Jurassic 1.39 1.18 1.67 2.19 1.77 0.23  1.4  23 

Mosty 

2543.0–2549.0 

M. 

Jurassic 1.29 0.93 1.75 1.51 3.42 0.59  3.1  27 

Podiltsi 1 

3214.8–3221.0 

M. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.42 

n.c. 

n.c. 

n.c. 

6.4 

23 

Podiltsi 

3316.0–3323.0 

M. 

Jurassic 1.22 1.12 1.35 0.87 1.22 1.42  3.6  27 

Korolyn 

2144.0–2146.7 

U. 

Jurassic 0.93 0.90 1.19 0.33 0.64 0.59  0.2  19 

Korolyn 

2293.0–2308.0 

U. 

Jurassic 0.97 0.95 1.01 0.35 0.51 0.70  0.3  19 

Lanivka 

1590.0–1597.0 

U. 

Jurassic n.c. n.c. 2.15 n.c. n.c. n.c. 4.0  22 

Mosty 

1790.0–1800.0 

U. 

Jurassic 1.16 0.98 1.47 0.87 4.03 1.32  1.3  23 

Voloshcha 1 

2659.0–2667.0 

U. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.64 

n.c. 

n.c. 

n.c. 

   14.6 

25 

Voloshcha 

1  2870.5–2880.0 

U. 

Jurassic n.c.  n.c. 1.66 n.c.  n.c. 0.81  1.9  23 

Voloshcha 1 

2903.7–2912.0 

U. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.51 

n.c. 

n.c. 

n.c. 

   10.3 

25 

Voloshcha 1 

2952.0–2959.0 

U. Jurassic 

1.17 

1.00 

1.43 

n.c. 

n.c. 

1.06 

1.7 

25 

Voloshcha 

1  3126.0–3134.0 

U. 

Jurassic n.c.  n.c. 1.57 n.c.  n.c. 0.53  1.9  25 

Verchany 1 

1811.0–1825.3 

U. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

0.98 

0.22 

n.c. 

2.74 

0.9 

22 

Yuriyiv 1 

2016.0–2025.0 

U. Jurassic 

n.c. 

n.c. 

1.20 

0.99 

n.c. 

0.98 

2.0 

25 

Chornokuntsi 

1 1866.0–1871.0 

U. 

Jurassic? 0.95 0.82 1.27 0.32 1.56 1.97  1.7  24 

Didushychi 

2  1100.0–1108.0 

U. 

Cretaceous 

n.c.  n.c. 3.23 n.c.  n.c. 2.99  2.1  22 

Didushychi 

2  1706.0–1712.0 

U. 

Cretaceous 

n.c.  n.c. 2.15 n.c.  n.c. 2.57  5.9  29 

Pivn. Girs'ke 1 

1391.2–1405.2 

U. Cretaceous 

n.c. 

n.c. 

3.11 

< 1 

n.c. 4.29  1.6  27 

Pivn. Girs'ke 1 

1405.0–1414.0 

U. Cretaceous 

n.c. 

n.c. 

2.52 

< 1 

n.c. 7.03  3.1  29 

 

as  revealed  by  relatively  high  efficiency  of  extractable  hy-
drocarbons (Fig. 6C), which may be connected with the be-
ginning of hydrocarbon generation process. All the analysed
samples  indicate  low  HI  values  (median  121 mg  HC/g
TOC), suggesting domination of gas-prone Type III kerogen
(Figs. 4, 7D). This suggestion is supported by n-alkane dis-
tribution showing domination of long-chain hydrocarbons in
the majority of analysed samples (Table 3, Fig. 8E). Regular
sterane distribution (Table 4), stable carbon isotope compo-
sition (Fig. 10) as well as the elemental composition of kero-
gen (Fig. 11) indicate the input of oil-prone Type II kerogen.
Increased concentrations of phytane in samples derived from
the  Pivnichno  Girs’ke 1  well  (Fig. 8E)  may  be  connected
with co-elution of crocetane (2, 6, 11, 15-tetramethylhexade-
cane),  a  biomarker  of  methanogenic  and  methanotrophic
archea  (Peters  et  al.  2005).  In  these  samples  the  highly-
branched  isoprenoid  C

25

[2,6,10,14-tetramethyl-7-(3-methyl-

penthyl)  pentadecane]  (HBI)  was  also  detected  (Fig. 8E).
According  to  Volkman  et  al.  (1994,  1998),  this  biomarker
occurs in diatoms and is an indicator of diatoms’ contribution
to  organic  matter.  In  the  Pivnichno  Girs’ke  1/1405—1414
sample, the presence of 2, 6, 10, 15, 19-pentamethylicosane
(PMI) was recorded (Fig. 8E). This isoprenoid is a common
crocetane  marker  of  methanogens  in  immature  sediments
(Noble  &  Henk  1998).  The  presence  of  all  the  above  dis-

background image

328

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Fig. 8. Examples of ion chromatograms (m/z = 71) showing the dis-
tributions of n-alkanes and isoprenoids in saturated hydrocarbons of
bitumens from (A) and (B) Middle Jurassic, (C) and (D) Upper Ju-
rassic, and (E) Upper Cretaceous strata. Pr – pristane, Ph – phy-
tane,  HBI  –  highly  branched  isoprenoid  C

25

,  PMI  –  2,6,10,15,

19-pentamethylicosane.

Fig. 10.  Genetic  characterization  of  bitumens  from  Jurassic  and
Cretaceous strata in (A) Polish and (B) Ukrainian parts of the study
area  based  on  stable  carbon  isotope  composition  of  saturated  and
aromatic hydrocarbons. Genetic fields after Sofer (1984).

Fig. 9. Genetic characterization of bitumens from Middle and Up-
per Jurassic strata in study area, in terms of pristane/n-C

17

 and phy-

tane/n-C

18

. Categories after Obermajer et al. (1999).

background image

329

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

C

27 

C

28 

C

29 

C

29

/C

27

 

ster

 

Mor/Hop 

H

31 

S/(S+R)

 

H

32 

S/(S+R)

 

C

29

SR  C

29

 

C

29

Ts/ 

C

29

Ts/Tm Dia/Reg 

Polish part 
Księżpol 18 

869.6 

M. Jurassic 

21  20  58  2.72 

0.79 

0.34 

0.23 

0.12 

0.42 

0.03 

0.05 

0.14 

Lubliniec 

730.4 

M. Jurassic  45 20 35  0.77 

1.23 

0.18  0.27  0.23 

0.42 

0.15  0.05  0.24 

Łukowa 2 

731.8 

M. Jurassic 

20 28 52  2.59 

0.85 

0.17  0.21  0.13 

0.38 

0.10  0.12  0.04 

Łukowa 4 

982.5 

M. Jurassic 

24 28 48  1.97 

0.90 

0.31  0.26  0.13 

0.44 

0.05  0.05  0.10 

Markowiece 2 

800.0 

M. Jurassic 

28  21  51  1.83 

0.94 

0.22 

0.26 

0.19 

0.39 

0.16 

0.17 

0.13 

Markowiece 2 

902.8 

M. Jurassic 

23  19  58  2.48 

0.96 

0.20 

0.26 

0.26 

0.49 

0.08 

0.23 

0.17 

Ukrainian part 
Bortyatyn 1 

2846.0–2857.0 

M. Jurassic 

25  21  54  2.21 

0.46 

0.56 

0.56 

0.36 

0.32 

0.11 

0.03 

0.24 

Chornokuntsi 

1 2096.0–2102.0  M. Jurassic  35 14 51  1.44 

0.67 

0.47  0.40  0.21 

0.37 

0.12  0.05  0.20 

Korolyn 6 

3421.8–3429.7 

M. Jurassic 

23  20  58  2.56 

0.31 

0.58 

0.59 

0.32 

0.32 

0.01 

0.03 

0.16 

Korolyn 6 

3517.3–3523.0 

M. Jurassic 

33  19  48  1.45 

0.22 

0.57 

0.59 

0.65 

0.47 

0.05 

0.06 

0.74 

Mosty 2 

2360.3–2364.4 

M. Jurassic 

33  26  42  1.28 

0.48 

0.54 

0.44 

0.16 

0.40 

0.10 

0.07 

0.26 

Mosty 2 

2521.0–2529.0 

M. Jurassic 

22  28  50  2.33 

0.55 

0.57 

0.59 

0.34 

0.27 

0.04 

0.01 

0.07 

Mosty 2 

2543.0–2549.0 

M. Jurassic 

36  20  44  1.21 

0.42 

0.57 

0.56 

0.31 

0.45 

0.09 

0.07 

0.44 

Podiltsi 1 

3214.8–3221.0 

M. Jurassic 

32  13  55  1.69 

0.50 

0.57 

0.56 

0.33 

0.32 

0.03 

0.03 

0.18 

Podiltsi 1 

3316.0–3323.0 

M. Jurassic 

25  27  48  1.91 

0.41 

0.58 

0.59 

0.45 

0.34 

0.01 

0.03 

0.14 

Korolyn 6 

2144.0–2146.7  U. Jurassic  33 22 44  1.33 

0.08 

0.52  0.60  0.52 

0.53 

0.10  0.14  0.19 

Korolyn 6 

2293.0–2308.0  U. Jurassic  35 22 42  1.21 

0.09 

0.57  0.60  0.52 

0.57 

0.11  0.27  0.08 

Lanivka 

1590.0–1597.0  U. Jurassic  23 34 43  1.84 

0.19 

0.33  0.41  0.07 

n.c. 

0.24  0.51  0.03 

Mosty 1 

1790.0–1800.0  U. Jurassic  31 27 42  1.36 

0.22 

0.59  0.57  0.34 

0.29 

0.28  0.40  0.18 

Voloshcha 

2659.0–2667.0  U. Jurassic  34 18 48  1.40 

0.54 

0.47  0.41  0.20 

0.36 

0.04  0.06  0.30 

Voloshcha 

2870.5–2880.0  U. Jurassic  21 28 51  2.45 

0.44 

0.54  0.50  0.28 

0.33 

0.02  0.02  0.19 

Voloshcha 

2903.7–2912.0  U. Jurassic  23 25 52  2.22 

0.45 

0.54  0.52  0.27 

0.35 

0.01  0.02  0.12 

Voloshcha 

2952.0–2959.0  U. Jurassic  18 22 60  3.39 

0.47 

0.52  0.49  0.34 

0.65 

0.09  0.04  0.29 

Voloshcha 

3126.0–3134.0  U. Jurassic  19 17 64  3.44 

0.41 

0.55  0.57  0.42 

0.32 

0.07  0.09  0.11 

Verchany 1 

1811.0–1825.3  U. Jurassic  31 22 47  1.50 

0.22 

0.45  0.49  0.29 

0.35 

0.07  0.20  0.15 

Yuriyiv 1 

2016.0–2025.0  U. Jurassic  32 18 51  1.61 

0.67 

0.41  0.30  0.15 

0.43 

0.08  0.04  0.42 

Chornokuntsi 

1 1866.0–1871.0  U. Jurassic?  38 20 42  1.12 

0.09 

0.54  0.56  0.16 

0.25 

0.12  0.28  0.05 

Didushychi 

2  1100.0–1108.0  U. Cretaceous 24 35 41  1.72 

0.31 

0.58  0.40  0.22 

n.c. 

0.37  0.40  0.04 

Didushychi 

2  1706.0–1712.0  U. Cretaceous 24 32 44  1.85 

0.33 

0.36  0.41  0.09 

n.c. 

0.32  0.32  0.03 

Pivn. Girs'ke 1  1391.2–1405.2  U. Cretaceous  27  33  40  1.51 

0.22 

0.40 

0.43 

0.10 

0.31 

0.35 

0.41 

0.08 

Pivn. Girs'ke 

1  1405.0–1414.0  U. Cretaceous 47 26 28  0.60 

0.09 

0.35  0.36  0.08 

n.c. 

0.30  0.37  0.03 

 

Table 4: Selected biomarker characterization of bitumens from Jurassic and Cretaceous strata.

C

27

= C

27

20R  sterane/(C

27

+ C

28

+ C

29

)

20R  steranes;  C

28

= C

28

20R  sterane/(C

27

+C

28

+C

29

)

20R  steranes;  C

29

= C

29

20R  sterane/

(C

27

+ C

28

+ C

29

)

20R steranes; C

29

/C

27

ster = C

29

20R sterane/C

27

20R sterane;  Mor/Hop = moretane/17  hopane; H

31

S/(S+R) = homohopane 22S/

(22S + 22R); H

32

S/(S+R) = bishomohopane 22S/(22S + 22R); C

29

SR = epimerisation of regular steranes C

29

 ratio; C

29

= ratio of 

-epimeres of regular stera-

nes C

29

 to sum of 

+

 steranes; C

29

Ts/C

29

H = C

29

18  norneohopane/C

29

 norhopane; Ts/Tm = C

27

 18  trisnorhopane/C

27

 17  trisnorhopane; Dia/Reg = C

27

 

20S diasterane/C

29

 

 20R sterane; n.c. – not calculated due to low intensities of biomarkers; M. – Middle; U. – Upper.

Fig. 11.  Genetic  characterization  of  organic  matter  from  Jurassic
and  Cretaceous  strata  in  the  analysed  part  of  the  Carpathian  Fore-
deep. Fields representing natural maturity paths for individual kero-
gens after Hunt (1996).

cussed  biomarkers  in  the  study  area  has  already  been
described by Kotarba et al. (2011) for the overlying Miocene
strata of the Carpathian Foredeep.

The  immaturity  of  organic  matter  dispersed  in  analysed

strata is evidenced by low T

max

 temperatures (below 430 °C,

Table 1, Figs. 4, 7D), high CPI values (Table 3) and sterane
ratios (Table 4, Fig. 13B). Moreover, hopane ratios also indi-
cate low maturity of analysed organic matter, comparable to
that from the Upper Jurassic rocks but higher than that from
the Middle Jurassic sediments (Fig. 12).

The low maturity of analysed organic matter indicates that

both the Upper and the Lower Cretaceous strata did not meet
the criteria of hydrocarbon source rocks (Table 1, Figs. 5, 7).

Conclusions

The  analysis  of  both  the  Jurassic  and  Cretaceous  rocks

from the south-eastern part of Poland and the western part of
Ukraine,  between  Tarnogród  and  Stryi  towns,  generally  re-
veals their low hydrocarbon source-rock potential. The low-
est petroleum potential characterizes the Lower Jurassic and
the Cretaceous strata where TOC contents, genetic potential

background image

330

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

and  hydrocarbon  index  values  prove  that
these stratigraphic horizons were not signif-
icant  sources  of  hydrocarbons.  However,
our  results  demonstrate  the  increasing  val-
ues of these quantitative parameters as well
as  local  enrichment  in  organic  carbon  and
hydrocarbon content within the Upper Cre-
taceous  strata  in  the  eastern  part  of  the
study area. Unfortunately, the effective hy-
drocarbon sourcing in these horizons is sig-
nificantly  limited  by  low  maturity  of
organic  matter,  which  does  not  guarantee
its  transformation  into  hydrocarbons.  In
conclusion,  the  above-mentioned  strati-
graphic  horizons  are  of  minor  importance
as  potential  source  rocks  of  hydrocarbons
in the study area.

Table 5: Stable carbon isotope compositions of bitumens, their individual fractions and kerogen from Jurassic and Cretaceous strata.

Fractions (wt. %) 

13

C (‰) 

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

Sat Aro Res  Asph  Sat 

Bit 

Aro 

Res  Asph  Ker 

Polish part 
Księżpol 18 

869.6 

M. Jurassic 

  1 

16 

17 

66 

–27.4 

–24.4 

–25.0 

–24.6 

–23.7 

–23.1 

Lubliniec 4 

730.4 

M. Jurassic 

  5 

10 

23 

62 

–27.8 

–25.5 

–26.6 

–26.3 

–24.9 

–23.9 

Łukowa 2 

731.8 

M. Jurassic 

  8 

10 

35 

47 

–29.3 

–26.2 

–27.0 

–26.5 

–25.2 

–24.1 

Łukowa 4 

982.5 

M. Jurassic 

  3 

16 

29 

52 

–27.1 

–24.1 

–24.7 

–24.5 

–23.6 

–22.9 

Markowice 2 

800.0 

M. Jurassic 

10 

11 

30 

49 

–28.5 

–26.2 

–27.2 

–26.5 

–25.3 

–23.7 

Markowice 2 

902.8 

M. Jurassic 

  7 

15 

19 

59 

–28.3 

–24.5 

–25.7 

–24.8 

–23.7 

–22.8 

Ukrainian part 
Bortyatyn 1 

2846.0–2857.0 

M. Jurassic 

  4 

10 

18 

68 

 –28.0  –24.3 

–24.8 

–24.7 

–23.4 

–23.8 

Chornokuntsi 1 

2096.0–2102.0 

M. Jurassic 

  4 

10 

28 

58 

–30.2 

–29.7 

–30.1 

–29.7 

–29.4 

–29.1 

Korolyn 6 

3421.8–3429.7 

M. Jurassic 

  6 

21 

25 

48 

–27.5 

–24.7 

–24.6 

–25.1 

–24.1 

–23.7 

Korolyn 6 

3517.3–3523.0 

M. Jurassic 

  4 

12 

31 

53 

–27.4 

–24.6 

–24.7 

–24.8 

–24.3 

–23.5 

Mosty 2 

2360.3–2364.4 

M. Jurassic 

  5 

13 

29 

53 

–28.2 

–25.0 

–25.1 

–25.5 

–24.5 

–23.5 

Mosty 2 

2521.0–2529.0 

M. Jurassic 

  8 

14 

27 

51 

–30.3 

–26.2 

–27.7 

–26.2 

–25.1 

–24.5 

Mosty 2 

2543.0–2549.0 

M. Jurassic 

  8 

25 

58 

–29.0 

–25.6 

–26.4 

–25.9 

–25.0 

–24.4 

Podiltsi 1 

3214.8–3221.0 

M. Jurassic 

  4 

17 

32 

47 

–27.1 

–24.2 

–24.3 

–24.3 

–23.8 

–23.2 

Podiltsi 1 

3316.0–3323.0 

M. Jurassic 

  4 

19 

19 

58 

–27.1 

–24.4 

–24.9 

–24.7 

–24.4 

–23.8 

Korolyn 6 

2144.0–2146.7 

U. Jurassic 

  5 

22 

16 

57 

–29.0 

–29.0 

–29.6 

–28.7 

–29.1 

–28.4 

Korolyn 6 

2293.0–2308.0 

U. Jurassic 

  8 

23 

30 

39 

–30.2 

–29.7 

–30.1 

–29.7 

–29.4 

–29.1 

Lanivka 

1590.0–1597.0 

U. 

Jurassic 

12  9  36  43  –26.9 –26.3 –26.0 –25.6 –26.7 –23.4 

Mosty 1 

1790.0–1800.0 

U. Jurassic 

18 

15 

38 

29 

–27.6 

–27.6 

–26.5 

–28.3 

–27.3 

–25.1 

Voloshcha 1 

2659.0–2667.0 

U. Jurassic 

  8 

15 

32 

45 

–28.9 

–25.9 

–26.2 

–26.0 

–25.3 

–24.2 

Voloshcha 1 

2870.5–2880.0 

U. Jurassic 

  3 

26 

62 

–26.9 

–23.9 

–24.2 

–24.1 

–23.7 

–22.6 

Voloshcha 1 

2903.7–2912.0 

U. Jurassic 

  4 

16 

33 

47 

–27.5 

–24.3 

–24.7 

–24.4 

–23.8 

–23.4 

Voloshcha 1 

2952.0–2959.0 

U. Jurassic 

  2 

17 

25 

56 

–27.3 

–23.7 

–24.0 

–24.1 

–23.4 

–22.6 

Voloshcha 1 

3126.0–3134.0 

U. Jurassic 

  4 

14 

26 

56 

–28,0 

–25.1 

–25.1 

–25.4 

–24.8 

–24.3 

Verchany 1 

1811.0–1825.3 

U. Jurassic 

  8 

44 

40 

–28.7 

–26.9 

–26.8 

–26.9 

–26.7 

–24.3 

Yuriyiv 1 

2016.0–2025.0 

U. Jurassic 

  3 

18 

71 

–28.2 

–24.5 

–25.1   –25.0  –23.8 

–23.5 

Chornokuntsi 

1866.0–1871.0 

U. 

Jurassic?  17 17  37  29  –26.6 –25.6 –25.6 –25.4 –25.3 –24.9 

Didushychi 

1100.0–1108.0  U. 

Cretaceous 13 6 40 41 –28.1 –27.3 –27.4 –27.2 –27.2 –24.6 

Didushychi 2 

1706.0–1712.0 

U. Cretaceous 

  9 

31 

53 

–28.3 

–26.9 

–27.2 

–27.0 

–26.5   –25.0 

Pivn. Girs'ke 1 

1391.2–1405.2 

U. Cretaceous 

11 

52 

29 

–27.7 

–26.5 

–26.7 

–26.6 

–26.0 

–24.8 

Pivn. Girs'ke 1 

1405.0–1414.0 

U. Cretaceous 

24 

12 

37 

27 

–28.0 

–26.2 

–26.6 

–25.8 

–25.6 

–25.0 

 

In the Ukrainian part the depth of the sample is impossible to be accurately identified. M. – Middle; U. – Upper; Sat – saturated hydrocarbons; Aro – aro-
matic hydrocarbons; Res – resins; Asph – asphaltenes; Bit – bitumen; Ker – kerogen.

Fig. 12. Plots of moretane/17  hopane ratio versus
(A) Ts/Tm and (B) C

29

Ts/C

29

H ratios.

Fig. 13. Plots of sterane C

29

20S/(20S + 20R) ratio

versus  C

29

/(

+

)  ratio  for  organic  matter

from  Jurassic  strata  in  the  (A)  Polish  and  (B)
Ukrainian parts of the Carpathian Foredeep. Ma-
turity fields after Peters & Moldowan (1993).

Fig. 12.

Fig. 13.

background image

331

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Table 6: Elemental composition of kerogen from Jurassic and Cretaceous strata.

Elemental composition  

(daf, wt. %) 

Atomic ratio 

Mole fraction 

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

C H O N  S H/C 

O/C N/C S/C 

H/(H+C) O/(O+C)  N/(N+C)  S/(S+C) 

Polish part 
Księżpol 18 

869.6 

M. Jurassic  75.0  4.1  16.5  1.6    1.9  0.65  0.16  0.018  0.009 

0.39 

0.14 

0.017 

0.009 

Łukowa 2 

982.5 

M. Jurassic  73.1  3.8  20.1  1.4    1.6  0.63  0.21  0.016  0.008 

0.38 

0.17 

0.016 

0.008 

Markowice 2 

902.8 

M. Jurassic  74.5  4.0  19.3  1.6    0.6  0.64  0.19  0.018  0.003 

0.39 

0.16 

0.017 

0.003 

Ukrainian part 
Bortyatyn 1 

2846.0–2857.0 

M. Jurassic  79.9  4.6  12.6  2.1    0.8  0.70  0.12  0.022  0.004 

0.41 

0.11 

0.022 

0.004 

Korolyn 6 

3517.3–3523.0 

M. Jurassic  81.4  4.4  11.7  2.1    0.4  0.65  0.11  0.023  0.002 

0.39 

0.10 

0.022 

0.002 

Mosty 2 

2521.0–2529.0 

M. Jurassic  80.7  5.0  11.9  1.7    0.7  0.74  0.11  0.018  0.003 

0.42 

0.10 

0.018 

0.003 

Podiltsi 1 

3214.8–3221.0 

M. Jurassic  82.1  3.9  11.0  1.9    1.1  0.57  0.10  0.020  0.005 

0.36 

0.09 

0.019 

0.005 

Korolyn 6 

2293.0–2308.0 

U. Jurassic 

75.8  7.2    4.8  1.3  10.8  1.13  0.05  0.015  0.054 

0.53 

0.05 

0.015 

0.051 

Kokhanivka 26  1090.9–1095.0 

U. Jurassic 

68.8  5.9  18.6  1.6    5.1  1.03  0.20  0.020  0.028 

 

 

 

  

Lanivka 1 

1590.0–1597.0 

U. Jurassic 

70.3  7.2  14.7  2.5    5.3  1.23  0.16  0.030  0.028 

0.55 

0.14 

0.029 

0.028 

Voloshcha 1 

2659.0–2667.0 

U. Jurassic 

78.8  5.3  12.6  1.9    1.4  0.81  0.12  0.021  0.007 

0.44 

0.11 

0.021 

0.007 

Voloshcha 1 

2903.7–2912.0 

U. Jurassic 

81.6  3.7  12.2  1.8    0.6  0.55  0.11  0.019  0.003 

0.35 

0.10 

0.019 

0.003 

Yuriyiv 1 

2016.0–2025.0 

U. Jurassic 

79.6  4.1  13.4  1.6    1.3  0.62  0.13  0.017  0.006 

0.38 

0.11 

0.017 

0.006 

Chornokuntsi 1  1866.0–1871.0  U. Jurassic?  68.2  6.0  13.9  1.3  10.6  1.05  0.15  0.016  0.059 

0.51 

0.13 

0.016 

0.055 

Pivn. Girs’ke 1  1405.2–1414.0  U. Cretaceous  44.6  4.6  51.5  1.2    1.1  1.17  0.13  0.023  0.009 

0.55 

0.46 

0.022 

0.009 

 

 

T

max(DBT)

 

Well Depth 

(m) 

Stratigraphy 

MPI1 

MPR 

MPR1 

R

cal

    

(%) 

R

cal(MPR)

 

 

(%) 

MDR  R

cal(DBT)

   

(%) 

(

o

C) 

Polish part 
Księżpol 18 

869.6 

M. Jurassic 

0.57 

0.72 

0.39 

0.72 

0.71 

1.0 

0.6 

428 

Lubliniec 

730.4 

M. 

Jurassic 

0.55 0.58 0.34 0.70  0.60  1.1  0.6 

429 

Łukowa 2 

731.8 

M. Jurassic 

0.70 0.61 0.35 0.79  0.63  0.3  0.5 

425 

Łukowa 4 

982.5 

M. Jurassic 

0.66 0.58 0.36 0.77  0.65  0.5  0.5 

425 

Markowice 2 

800.0 

M. Jurassic 

0.67 

0.63 

0.37 

0.77 

0.67 

1.2 

0.6 

429 

Markowice 2 

902.8 

M. Jurassic 

0.79 

0.89 

0.44 

0.84 

0.83 

1.2 

0.6 

429 

Ukrainian part 
Bortyatyn 1 

2846.0–2857.0 

M. Jurassic 

0.49 

0.57 

0.36 

0.66 

0.65 

0.9 

0.6 

428 

Chornokuntsi 

1 2096.0–2102.0 M. 

Jurassic 0.49 

0.50 

0.34 

0.66 

0.60 

0.8 

0.6 427 

Korolyn 6 

3421.8–3429.7 

M. Jurassic 

0.63 

0.88 

0.43 

0.75 

0.79 

1.8 

0.6 

432 

Korolyn 6 

3517.3–3523.0 

M. Jurassic 

0.79 

0.99 

0.46 

0.84 

0.87 

2.0 

0.7 

433 

Mosty 2 

2360.3–2364.4 

M. Jurassic 

0.61 

0.82 

0.43 

0.74 

0.80 

1.5 

0.6 

431 

Mosty 2 

2521.0–2529.0 

M. Jurassic 

0.47 

0.39 

0.30 

0.65 

0.52 

0.6 

0.6 

426 

Mosty 2 

2543.0–2549.0 

M. Jurassic 

0.70 

0.63 

0.38 

0.79 

0.68 

1.1 

0.6 

428 

Podiltsi 1 

3214.8–3221.0 

M. Jurassic 

0.72 

0.67 

0.38 

0.80 

0.69 

1.2 

0.6 

429 

Podiltsi 1 

3316.0–3323.0 

M. Jurassic 

0.51 

0.77 

0.40 

0.68 

0.72 

1.0 

0.7 

433 

Korolyn 6 

2144.0–2146.7 

U. Jurassic 

0.59 

0.85 

0.41 

0.73 

0.76 

0.7 

0.6 

426 

Korolyn 6 

2293.0–2308.0 

U. Jurassic 

0.60 

0.83 

0.39 

0.73 

0.70 

0.8 

0.6 

427 

Lanivka 

1590.0–1597.0 

U. 

Jurassic 

0.67 0.73 0.38 0.77  0.68  1.4  0.6 

430 

Moryanti 

1848.2–1853.1 

U. 

Jurassic 

0.65 0.71 0.39 0.76  0.71  1.0  0.6 

428 

Mosty 1 

1790.0–1800.0 

U. Jurassic 

0.57 

0.66 

0.39 

0.71 

0.71 

1.1 

0.6 

429 

Voloshcha 

2659.0–2667.0 

U. 

Jurassic 

0.79 0.68 0.36 0.85  0.65  0.6  0.6 

426 

Voloshcha 

2870.5–2880.0 

U. 

Jurassic 

0.44 0.40 0.31 0.64  0.54  0.4  0.5 

425 

Voloshcha 

2903.7–2912.0 

U. 

Jurassic 

0.50 0.45 0.31 0.67  0.52  1.1  0.6 

428 

Voloshcha 

2952.0–2959.0 

U. 

Jurassic 

0.49 0.65 0.39 0.66  0.71  1.7  0.6 

431 

Voloshcha 

3126.0–3134.0 

U. 

Jurassic 

0.55 0.57 0.38 0.70  0.69  1.9  0.6 

433 

Verchany 1 

1811.0–1825.3 

U. Jurassic 

0.83 

0.89 

0.43 

0.87 

0.81 

1.0 

0.6 

428 

Yuriyiv 1 

2016.0–2025.0 

U. Jurassic 

0.56 

0.58 

0.38 

0.70 

0.69 

1.1 

0.6 

429 

Chornokuntsi 

1866.0–1871.0  U. 

Jurassic?  0.40 0.68 0.30 0.61  0.50  0.5  0.5 

426 

Didushychi 

1100.0–1108.0  U. 

Cretaceous  0.81 0.78 0.39 0.85  0.72  1.0  0.6 

428 

Didushychi 

1706.0–1712.0  U. 

Cretaceous  0.81 0.68 0.35 0.86  0.63  0.6  0.6 

426 

Pivn. Girs’ke 1 

1391.2–1405.2 

U. Cretaceous 

0.49 

0.47 

0.31 

0.66 

0.54 

0.7 

0.6 

426 

Pivn. Girs’ke 1 

1405.0–1414.0 

U. Cretaceous 

0.52 

0.55 

0.34 

0.68 

0.60 

0.3 

0.5 

424 

 

Table 7:  Maturity  indices  calculated  from  distribution  of  phenanthrene  and  dibenzothiophene,  and  their  methyl  derivatives  in  bitumens
from Jurassic and Cretaceous strata.

MPI1  =  1.5(2-MP + 3-MP)/(P + 1-MP + 9-MP);  P  –  phenanthrene;  MP  –  metylphenanthrene;  MPR  =  2-MP/1-MP;  MPR1  =  (2-MP + 3-MP)/(1-MP + 9-
MP + 2-MP + 3-MP); R

cal

  =  0.60MPI1 + 0.37  for  MPR < 2.65  (Radke  1988);  R

cal(MPR)

  =  —0.166 + 2.242MPR1  (Kvalheim  et  al.  1987); MDR  =  4-MDBT/1-

MDBT; MDBT – methyldibenzothiophene; R

cal(DBT)

 = 0.51 + 0.073MDR; Tmax(DBT) = 423 + 5.1MDR; (Radke & Willsch 1994); M. – Middle; U. – Upper.

In the Ukrainian part the depth of the sample is impossible to be accurately identified. daf – dry, ash – free basis. M. –Middle, U. – Upper.

background image

332

KOSAKOWSKI, WIĘCŁAW, KOWALSKI and KOLTUN

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

Both the Middle and Upper Jurassic strata reveal different

geochemical  characterizations.  The  Middle  Jurassic  strata
show relatively the best source rock parameters. This is par-
ticularly  evident  from  the  Polish  part  of  the  study  area,
where  nearly  all  analysed  samples  meet  the  quantitative
hydrocarbon sourcing criteria. In the Ukrainian part one can
observe equally high TOC content and genetic potential, al-
though in about 40 % of analysed samples TOC contents are
below  the  threshold.  Good  quantitative  sourcing  character-
ization is reduced by low HI values, generally below 100 mg
HC/g TOC. Organic matter in the Middle Jurassic strata is of
mixed  type,  dominated  by  gas-prone  Type III  kerogen.  The
Rock-Eval T

max

 temperature together with the biomarker ra-

tios and vitrinite reflectance indicate that the organic matter
is  immature.  Hence,  despite  positive  hydrocarbon  sourcing
properties, the Middle Jurassic sediments are mature enough
to  be  the  effective  hydrocarbon  source  rocks  only  in  the
Ukrainian part of the study area.

Similar  geochemical  characteristics  were  found  for  the

Upper Jurassic rocks in which highly variable TOC contents
and  genetic  potential,  very  low  medians  and  low  hydrocar-
bon  index  were  observed.  This  indicates  that  the  Upper  Ju-
rassic  strata  are  poor  source  rock  although  horizons  with
high  TOC  contents  and  high  genetic  potential  may  locally
exist. The Middle Jurassic strata reveal the low thermal ma-
turity,  which  makes  them  rather  poor  hydrocarbon  source
rocks except for some isolated horizons found in the vicinity
of  the  Korolyn 6  and  Chornokuntsi 1  wells  where  highly
generative, high-sulphur Type IIS kerogen was recorded.

The overall assessment of both the Jurassic and Cretaceous

rocks  reveals  that  these  are  poor,  ineffective  hydrocarbon
source  rocks.  Horizons  capable  of  generating  hydrocarbons
contain  Type  IIS  kerogen  and  occur  only  locally  within  the
Upper Jurassic strata. In the Polish part of the Upper Jurassic
basin this type of organic matter was not observed.

Acknowledgments:  The  research  was  undertaken  as  Project
No. UKRAINE/193/2006  of  the  Ministry  of  Science  and
Higher Education carried out at the AGH University of Sci-
ence and Technology in Kraków and at the Polish Geologi-
cal Institute – National Research Institute in Warsaw in the
years 2007—2010. Analytical work by Mr. Hieronim Zych and
Mr.  Tomasz  Kowalski  from  the  AGH  University  of  Science
and  Technology  in  Kraków  is  gratefully  acknowledged.  The
authors  are  indebted  to  Ms.  Izabella  Grotek  from  the  Polish
Geological Institute – National Research Institute in Warsaw
for  measurements  of  vitrinite  reflectance  and  maceral  com-
position. The authors want to express their sincere thanks to
Tadeusz  Peryt  (Polish  Geological  Institute  –  National
Research Institute), and to the anonymous reviewers for their
valuable comments, which helped to prepare the final text.

References

Buła Z. & Habryn R. (Eds.) 2008: Geological-structural atlas of the

Palaeozoic basement of the Outer Carpathians and Carpathian
Foredeep.  Wydaw.  Państw.  Inst.  Geol.,  Warszawa,  1—75  (in
Polish, English summary).

Buła Z. & Habryn R. 2011: Precambrian and Palaeozoic basement of

the Carpathian Foredeep and the adjacent Outer Carpathians (SE
Poland and western Ukraine). Ann. Soc. Geol. Pol. 81, 221—239.

Didyk  B.M.,  Simoneit  B.R.T.,  Brassell  S.C.  &  Eglinton  G.  1978:

Organic geochemical indicators of paleoenvironmental condi-
tions of sedimentation. Nature 272, 216—222.

Dulub W.G., Zhabina N.M., Ogorodnik M.E. & Smirnov S.E. 2003:

Explanations  for  the  stratigraphic  scheme  of  Jurassic  forma-
tions  in  the  Fore-Carpathian  region  (Stryi  Jurassic  basin).
Lvivske  Viddilennia  Ukrainskogo  Derzhavnogo  Geologoroz-
viduvalnogo Instytutu
, 1—30 (in Ukrainian).

Espitalié  J.  1993:  Rock  Eval  pyrolysis.  In:  Bordenave  M.L.  (Ed.):

Applied petroleum geochemistry. Technip, Paris, 237—261.

Espitalié J., Deroo G. & Marquis F. 1985: La pyrolyse Rock Eval et

ses applications. Rev. Inst. Francais du Petrole 40, 6, 755—784.

Gutowski J., Popadyuk I.V. & Olszewska B. 2005: Late Jurassic—

earliest Cretaceous evolution of the epicontinental sedimentary
basin of southeastern Poland and Western Ukraine. Geol. Quart.
49, 1, 31—44.

Hunt J.M. 1979: Petroleum geochemistry and geology. W.H. Freeman

and Company, New York, 1—617.

Hunt J.M. 1996: Petroleum geochemistry and geology. W.H. Freeman

and Company, New York, 1—743.

Kisłow A. 1966: Configuration and tectonics of the Jurassic strata

in  the  Lubaczów  area  in  the  light  of  seismic  data.  Nafta  22,
289—292 (in Polish).

Kosakowski P., Wróbel M. & Koltun Y.V. 2011: 1-D modelling of

the hydrocarbon generation history of the Jurassic source rocks
in  the  in  the  Tarnogród-Stryi  area  (SE  Poland  –  western
Ukraine). Ann. Soc. Geol. Pol. 81, 3, 473—483.

Kosakowski P., Leśniak G. & Krawiec J. 2012a: Reservoir proper-

ties  of  the  Palaeozoic—Mesozoic  sedimentary  cover  in  the
Kraków—Lubaczów area (SE Poland). Ann. Soc. Geol. Pol. 82,
1, 51—64.

Kosakowski P., Więcław D., Kotarba M.J. & Kowalski A. 2012b:

Hydrocarbon potential of the Mesozoic strata between Kraków
and Rzeszów (SE Poland). Geol. Quart. 56, 1, 139—152.

Kotarba  M.J.  (Ed.)  2004:  Hydrocarbon  generation  potential  of  Car-

boniferous rocks in the southern part of the Upper Silesian and
Małopolska blocks. Towarzystwo Badania Przemian Środowiska
“Geosfera”
, Kraków, 1—141 (in Polish, English summary).

Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P., Zacharski J. & Kowalski

A. 2003: Middle Jurassic, source rock, petroleum geochemis-
try, hydrocarbon potential, modelling of generation and expul-
sion processes, basement of the Carpathian Foredeep.  Przegl.
Geol. 
51, 12, 1031—1040 (in Polish, English summary).

Kotarba M.J., Więcław D., Kosakowski P., Koltun Y.V. & Kowalski

A. 2011: Evaluation of hydrocarbon potential of the autochtho-
nous  Miocene  strata  in  the  NW  part  of  the  Ukrainian  Car-
pathian Foredeep. Ann. Soc. Geol. Pol. 81, 3, 395—407.

Kowalska S., Kranc A., Maksym A. & Świst P. 2000: Geology of

the  north-eastern  part  of  the  Carpathian  Foredeep  basement,
the  Lubaczów-Biszcza  Region. Nafta-Gaz  56,  3,  158—173  (in
Polish).

Krajewski M., Król K., Olszewska B., Felisiak I. & Skwarczek M.

2011:  Facies  of  the  Upper  Jurassic—Lower  Cretaceous  sedi-
ments  in  the  basement  of  the  Carpathian  Foredeep  (western
Ukraine). Ann. Soc. Geol. Pol. 81, 3, 297—301.

Kurovets I., Prytulka G., Shpot Y. & Peryt T.M. 2004: Middle Mi-

ocene  Dashava  Formation  sandstones,  Carpathian  Foredeep,
Ukraine. J. Petrol. Geol. 27, 4, 373—388.

Kurovets I., Prytulka G., Shyra A., Shuflyak Y. & Peryt T.M. 2011:

Petrophysical properties of the pre-Miocene rocks of the Outer
Zone  of  the  Ukrainian  Carpathian  Foredeep.  Ann.  Soc.  Geol.
Pol. 
81, 3, 363—373.

Leenheer  M.J.  1984:  Missisippian  Bakken  and  equivalent  forma-

background image

333

HYDROCARBON POTENTIAL OF JURASSIC AND CRETACEOUS SOURCE ROCKS (SE POLAND AND W UKRAINE)

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA

GEOLOGICA CARPATHICA, 2012, 63, 4, 319—333

tions  as  source  rocks  in  the  Western  Canadian  Basin.  Org.
Geochem. 
6, 521—532.

Marynowski L., Zatoń M., Simoneit B.R.T., Otto A., Jędrysek M.O.,

Grelowski C. & Kurkiewicz S. 2007: Compositions, sources and
depositional  environments  of  organic  matter  from  the  Middle
Jurassic clays of Poland. Appl. Geochem. 22, 11, 2456—2485.

Moldowan  J.M.,  Seifert  W.K.  &  Gallegos  E.J.  1985:  Relationship

between petroleum composition and depositional environment
of petroleum source rocks. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 69,
1255—1268.

Moryc  W.  2004:  Middle  and  ?Lower  Jurassic  deposits  in  the

Księżpol-Lubaczów area (SE Poland). Biul. Państw. Inst. Geol.
408, 5—72 (in Polish, English summary).

Noble R.A. & Henk F.H. Jr. 1998: Hydrocarbon charge of a bacteri-

al gas field by prolonged methanogenesis: an example from the
East Java Sea, Indonesia. Org. Geochem. 29, 301—314.

Obermajer  M.,  Flower  M.G.  &  Snowdon  L.R.  1999:  Depositional

environment  and  oil  generation  in  Ordovican  source  rocks
from southwestern Ontario, Canada. Organic geochemical and
petrological approach. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 83, 9,
1426—1453.

Obuchowicz Z. 1963: Oil and gas fields in the Carpathian Foredeep.

Rocznik Pol. Tow. Geol. 33, 397—411 (in Polish).

Peters K.E. & Cassa M.R. 2002: Applied source rock geochemistry. In:

Magoon L.B. & Dow W.G. (Eds.): The petroleum system – from
source to trap. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Mem. 60, 93—120.

Peters  K.E.  &  Moldowan  J.M.  1993:  The  biomarker  guide:  inter-

preting molecular fossils in petroleum and ancient sediments.
Englewood Cliffs, Prentice Hall, 1—363.

Peters K.E., Walters C.C. & Moldowan J.M. 2005: The biomarker

guide: interpreting molecular fossils in petroleum and ancient
sediments. Volume 1: Biomarkers and isotopes in the environ-

ment and human history. Volume 2: Biomarkers and isotopes
in petroleum exploration and earth history. Cambridge University
Press
, 1—1132.

Radke M. & Willsch H. 1994: Extractable alkyldibenzothiophenes

in  Posidonia  Shale  (Toarcian)  source  rocks:  Relationship  of
yields  to  petroleum  formation  and  expulsion.  Geochim.  Cos-
mochim. Acta
 58, 5223—5244.

Seifert W.K. & Moldowan J.M. 1978: Applications of steranes, ter-

panes  and  monoaromatics  to  the  maturation,  migration  and
source of crude oils. Geochim. Cosmochim. Acta 42, 77—95.

Sofer Z. 1984: Stable carbon isotope composition of crude oils: ap-

plication  to  source  depositional  environments  and  petroleum
alteration. Amer. Assoc. Petrol. Geol. Bull. 68, 31—49.

Taylor G.H., Teichmüller M., Davis A., Diessel C.F.K., Littke R. &

Robert  P.  1998:  Organic  petrology.  Gebrü  der  Borntraeger,
Berlin, Stuttgart, 1—704.

Volkman  J.K.,  Barrett  S.M.  &  Dunstan  G.A.  1994:  C

25

  and  C

30

highly  branched  isoprenoid  alkenes  in  laboratory  cultures  of
two marine diatoms. Org. Geochem. 21, 407—414.

Volkman  J.K.,  Barrett  S.M.,  Blackburn  S.I.,  Mansour  M.P.,  Sikes

E.L. & Gelin F. 1998: Microalgal biomarkers: A review of re-
cent research developments. Org. Geochem. 29, 1163—1179.

Więcław D. 2011: Origin of liquid hydrocarbons accumulated in the

Miocene strata of the Polish Carpathian Foredeep and its Palaeo-
zoic-Mesozoic basement. Ann. Soc. Geol. Pol. 81, 3, 443—458.

Więcław D., Kotarba M.J., Kosakowski P., Kowalski A. & Grotek

I. 2010: Habitat and hydrocarbon potential of the Lower Palae-
ozoic source rocks of the Polish part of the Baltic region. Geol.
Quart.
 54, 2, 159—182.

Więcław D., Kotarba M.J., Kowalski A. & Koltun Y.V. 2012: Ori-

gin and maturity of oils in the Ukrainian Carpathians and their
Mesozoic basement. Geol. Quart. 56, 1, 153—168.