Hydrothermal dolomitization of the Mississippian Upper Debolt Formation, Sikanni gas field, northeastern British Columbia, Canada Available to Purchase

The Mississippian carbonates of the Upper Debolt Formation, Sikanni Field, British Columbia, are gas-producing, fractured and brecciated, dolomitized rocks. These rocks have undergone complex diagenetic changes, represented mainly by various generations of calcite cementation and dolomitization. Reservoir porosity is represented by secondary, fracture, vuggy and intercrystalline porosity. Five types of dolomite have been identified: early dolomite, matrix dolomite, pseudomorphic dolomite, coarse crystalline dolomite, and saddle dolomite.

Early dolomite (50-200 μm) replaced both micrite and calcite cement of grainstones prior to appreciable compaction. Low δ¹⁸O values (-7.45 to -8.65 ‰ PDB) relative to the postulated Mississippian marine carbonate values suggest that early dolomite may have been recrystallized by later fluids. Matrix dolomite (10-200 μm) occurs along dissolution seams and replaces fossils of wackestone and packstone facies. Matrix dolomite formed during shallow to intermediate burial as suggested by its association with the dissolution seams and high Fe⁺² and Mn⁺² contents. However, its wide range of δ¹⁸O values (-3.8 to -10.03 ‰ PDB), and radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.7085 to 0.7091) indicate that it may have been recrystallized by a later fluid. Pseudomorphic dolomite mimetically and nonmimetically replaces crinoids and it postdates the matrix dolomite. Coarse crystalline dolomite (500-2000 μm) and saddle dolomite (500-1600 μm) are co-genetically related to fractures and breccia horizons. Coarse crystalline dolomite pervasively replaced packstone and grainstone facies producing secondary intercrystalline porosity that was later partly occluded by pyrobitumen. Saddle dolomite partially to completely occludes fractures, brecciated areas, and vugs. The similarity of δ¹⁸O values for coarse crystalline dolomite (-8.14 to -9.85 ‰ PDB), and for saddle dolomite (-7.82 to -10.8 ‰ PDB) suggests that they were precipitated from comparable fluids. Fluid inclusion data show homogenization temperatures ranging from 87 to 214 °C (average 135 °C) for both dolomite types and salinity of ca. 8 wt. per cent equivalent NaCl. These data imply hot, slightly saline fluids were responsible for their formation. The radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios for coarse crystalline dolomite (0.7086 to 0.7091) and for saddle dolomite (0.7087 to 0.7099) are atypical for Mississippian seawater suggesting an extraformational fluid. The geochemical and petrographic data, combined with the proximity of both dolomite types in relation to the thrust faults suggest that basinal fluids, somehow affected by meteoric waters, enriched in Mg⁺², radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and depleted δ¹⁸O values were funneled upwards along faults and fractures which developed during Late Cretaceous to Early Tertiary time due to the Laramide Orogeny.

Les carbonates du Mississipien de la Formation Debolt supérieur, Sikanni Field, Colombie-Britannique, sont des roches productrices de gaz, fracturées, bréchiques et dolomitisées. Ces roches ont subit des changements diagéné-tiques, représentés surtout par la production diverse de diagenèse et de dolomitisation calcite. La porosité du réservoir est représentée par la porosité secondaire, de fracture, vésiculaire et intercrystalline. Cinq types de dolomites ont été identifiés: dolomite précoce, dolomite liée, dolomite pseudomorphique, dolomite crystalline grossière et dolomite anticlinale.

Les dolomites précoces (50-200µm) ont remplacé les micrites et les calcites cimentés avant le tassement détectable. Des valeurs faibles δ¹⁸O (-7,45 à -8,65‰ PDB) par rapport aux valeurs des carbonates marins du Mississipien postulées suggèrent que les dolomites précoces ont peut être été recrystallisés par des fluides plus récents. Les dolomites liées (10-200 m) se produisent le long des couches de dissolution et remplacent les fossiles de faciès de “wackstone” et de “packstone”. Les dolomites liées formées pendant l’enfouissement de profondeur faible à intermédiaire comme suggéré par son association avec les couches de dissolution et les contenus élevés de Fe⁺² et Mn⁺². Toutefois, sa fourchette importante de valeurs δ¹⁸O (-3,8 à -10,03 5‰ PDB), et ses indices radiogéniques ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0,7085 à 0,7091) indiquent qu’elles peuvent avoir été recrystallisées par un fluide plus récent. Les dolomites pseudomorphes remplacent mimétiquement et non mimétiquement les crinoides et postdatent les dolomites liées. Les dolomites crystallines grossières (500-2000 m) et les dolomites anticlinales (500-1600 m) sont reliées co-génétiquement aux horizons de fractures et de brèches. Les dolomites crystallines grossières ont remplacées par pénétration les faciès de “packstone” et de calcaires à grains jointifs produisant une porosité intercrystalline secondaire remplie partiellement plus tard par du pyrobitume. Les dolomites baroques remplies partiellement à complètement les fractures, les régions bréchiques et les druses. La ressemblance des valeurs δ¹⁸O pour les dolomites crystallines grossières (-8,14 à -9,85 ‰ PDB) et les dolomites baroques (-7,82 à -10,8 ‰ PDB) suggèrent qu’elles ont été précépitées par des fluides comparables. Les données de l’inclusion fluide démontrent l’homogénisation des températures allant de 87 à 214°C (en moyenne 135°C) pour les deux types de dolomites et une salinité de 8 wt. pour cent ca. équivalent à NaCl. Ces données supposent que des fluides chauds, légèrement salins ont été responsables de leurs formations. Les ratios radiogéniques ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr pour les dolomites cristallines grossières (0,7086 à 0,7091) et pour les dolomites baroques (0,7087 à 0,7099) sont atypiques pour les eaux marines du Mississipien suggèrant un fluide extraformationelle. Les données géochimiques et petro-graphiques, combinées avec la proximité de deux types de dolomites par rapport aux failles de charriage suggèrent que les fluides de bassin sédimentaire, touchés d’une façon ou d’une autre par les eaux météoriques, enrichies de Mg²⁺, les valeurs radiogéniques ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr et épuisées δ¹⁸O ont été canalisées vers le haut le long des failles et des fractures développées pendant l’époque du Crétacé tardif au Tertiaire précoce à cause de l’orogenèse Laramide.

Traduit par Marie-Louise Tomas