ABSTRACT
Hydrocarbon-bearing sandstone reservoirs of the Lower Cretaceous Viking Formation occur over a range of burial depths in the subsurface of the Alberta plains. This fact is exemplified by the Provost, Joffre and Caroline producing fields, where the reservoir sandstones are situated at depths of 925, 1500 and 2500 metres, respectively. The authigenic mineral and porosity trends exhibited by the sandstones from these three fields reflect a depth-gradient control on diagenetic processes, with the burial depth-dependent processes being of two types: 1) internal diagenetic alterations resulting from compaction-related effects and, 2) external mineralogical reactions in adjacent shales which are imprinted in the authigenic minerals of the sandstones via mass transfer of chemical components.
Internal diagenetic features resulting from compactional stress are the most prominent trends, and are manifested by a progressive reduction in porosity and an increase in quartz-overgrowth cementation with increase in depth of burial from Provost to Caroline. Diagenetic mineral features resulting from external shale diagenesis are less prominent, but the sandstones from each reservoir contain distinct authigenic clay-mineral and carbonate-mineral assemblages that reflect the different stages of burial diagenesis of the adjacent shales. The depth-dependent trends of mixed-layer illite-expandables → chlorite, and calcite → ankerite → siderite-dolomite with increasing depths of burial, are consistent with established models regarding the mass transfer of mineral by-products during burial diagenesis of thick interbedded shale-sandstone sequences.
Depositional controls on diagenesis of the Provost, Joffre and Caroline sandstones are limited compared with the burial-depth controls of compaction and shale diagenesis. Where minor detrital mineralogical variations do occur in the sandstones, they are reflected in the diagenetic features, particularly at shallow depths. But because of the relatively narrow range of detrital composition of the sandstones, minor mineralogically controlled diagenetic features are easily obscured with increasing depth of burial. In the deeper chert-rich reservoir sandstones (Caroline), depositional texture has locally provided a dampening effect on the process of intergranular pore-space reduction by chemical compaction and attendant quartz-overgrowth cementation.
RÉSUMÉ
Des gisements à grès riches en hydrocarbures de la formation de Viking Field du Crétacé inférieur s’étendent sur une variété de profondeurs d’enfouissement dans la subsurface des plaines albertaines, ce qui est bien notable dans les cas des champs producteurs de Provost, de Joffre et de Caroline, où les grès de gisement se situent aux profondeurs de 925, de 1500 et de 2500 m respectivement. Les caractéristiques des minéraux authigènes et de la porosité relatives aux grès provenant de ces trois champs démontrent une contrôle du profondeur de gradient sur le procédé diagénétique. Deux genres de procédés diagénétiques deviennent évidents:
1) Des altérations internes diagénétiques qui résultent des effects de compaction et, 2) des réactions externes minéralogiques aux schistes argileux adjacents qui sont imprimées dans les minéraux authigènes des grès par moyen d’un transfert de masse des composantes chimiques.
Des caractéristiques internes diagénétiques qui résultent de la contrainte de compaction sont des tendances saillantes et celles-ci de manifestent d’une dimunition progressive de porosité et une accroissement de cimentation quartzeuse avec l’augmentation du profondeur d’enfouissement en allant de Provost vers Caroline. Des caractéristiques de minéraux diagénétiques qui résultent de la diagenèse externe des schistes argileux sont moins prononcés; néanmoins, les grès de chaque gisement contiennent des minéraux argileux distincts et authigènes et des assemblages de minéraux carbonatés qui démontrent les étapes distinctes de la diagenèse d’enfouissement des schistes argileux adjacents. Les caractéristiques de la couche mixte des illites extensibles → chlorite, et du calcite ankerite → sidérite-dolomite, varient selon l’augmentation du profondeur d’enfouissement et correspondent aux modèles déjà établis relatifs au transfert de masse des sous-produits minéraux durant la diagenèse d’enfouissement de séquences épaisses de schistes et de grès interstratifiés.
Des contrôles sur la diagenèse de grès de Provost, de Joffre et de Caroline sont mineures comparés aux contrôles du profondeur d’enfouissement de la compaction et de la diagenèse des schistes argileux. Au cas où des variations mineures minéralogiques sont présentes aux grès, elles sont évidents des caractéristiques diagénétiques, particulièrement aux niveaux peu profonds. A cause de l’étendue relativement étroite de la composition détritique des grès, des caractéristiques diagénétiques qui correspondent au contrôle minéralogique sont mineures et demeurent obscurcies avec l’augmentation progressive du profondeur. Dans les grès de gisement plus enfouis et riches en chert (Caroline), la texture a donné localement un effet d’amortissement sur le procédé de la réduction du volume des pores intergranulaires par moyen de la compaction chimique et la cimentation d’un accroissement excessif de quartz qui en résulte.
Traduit par L. Machan-Gorham
