Abstract
A 395 m continuous 7.5 cm (3”) full-diameter core of the entire Montney Formation and overlying “Anisian Wedge” (a.k.a. Sunset Prairie Fm) from the Progress Graham c-65-F/94-B-8, provides an outstanding opportunity to examine the complete sedimentologic and stratigraphic record of the entire Lower Triassic in its most basinward paleogeographic position in the subsurface of northeastern British Columbia. The well has been extensively sampled for rock properties, including routine core analysis, thin-section petrology, XRF, rock-eval geochemistry, and conodont biostratigraphy. Integration of a detailed sedimentologic description of the entire core with data from 30 samples analyzed for conodonts, supported by extensive previous sedimentologic and biostratigraphic studies of Montney core in offset wells, provides the basis for construction of a sequence biostratigraphic framework of the entire Montney Formation. Seven primary sedimentary lithofacies are identified: four siliciclastic facies with varying degrees of bituminous matrix, two bioclastic facies and a calcareous, calcispheric dolosiltstone facies. All facies were deposited on the distal through proximal portions of a clastic shoreface to inner shelf or mixed clastic/carbonate ramp. Three principal reservoir facies associations regionally targeted for horizontal drilling are observed in the core as follows:
1) Early Dienerian Claraia sp. biostrome. This facies association, which has informally been referred to for years as “the turbidite zone,” is an in situ, monospecific, life assemblage of Claraia sp. “flat clams,” interpreted as a biostrome.
2) Smithian mixed clastic/carbonate ramp facies association. Sharp-based, normally graded, 5–20 cm thick bioclastic event beds consisting of a low diversity mixture of bivalve fragments interpreted as tempestites and interbedded with variably cryptobioturbated suspension deposited siltstone.
3) Late Spathian siliciclastic shoreface-inner shelf facies association. Dominantly burrowed to bioturbated sandy coarse siltstone and silty very-fine grained sandstones were deposited in lower shoreface, offshore transition and offshore environments. This interval is bounded at the base by a maximum flooding surface and above by a coplanar sequence boundary/flooding surface demarcated by a Glossifungites trace fossil assemblage. The Spathian section is overlain by the “Anisian Wedge” (Sunset Prairie Fm.) stratigraphic unit.
Petrographic analysis in conjunction with core analysis data indicate that macro- and cryptobioturbation preserve intergranular porosity and permeability by inhibiting calcite cementation and developing dual pore throat size apertures, both of which play a key role in hydrocarbon deliverability. This has been demonstrated in MICP results from Late Spathian shoreface-inner shelf facies associations in nearby wells (Moslow and Haverslew, 2015).
The Montney is bounded by coplanar sequence boundary/flooding surfaces at the top of the underlying Paleozoic Belloy Formation and base of the overlying Middle Triassic Doig-Phosphate Formation. An informally named “Middle Montney” sequence boundary is regionally correlatable and coincident with the Smithian-Spathian contact. This surface is associated with significant erosion, brecciation and truncation of underlying strata. All three surfaces are likely the products of relative sea level fluctuations coincident with regional tectonism.
Conodont biostratigraphy of the c-65-F core provides the basis for subdividing the Montney into four sequences from oldest to youngest as follows: Sequence 1) Griesbachian-Dienerian (Lower Montney); Sequence 2) Smithian (Middle Montney); and Sequence 3) Spathian (Upper Montney). In addition, the overlying “Anisian Wedge” (Sunset Prairie Fm), sometimes included lithostratigraphically with the Montney Formation, is Sequence 4 and of Anisian (Middle Triassic) age.
Résumé
Une carotte continue de 395 m et de 7,5 cm (3 po) de diamètre tirée de la Formation de Montney au complet et du ‘’prisme Anisien’’ (ou Formation de Sunset Prairie) sus-jacent du puits c-65-F/94-B-8 de Progress Graham nous fournissent une occasion remarquable d’examiner l’histoire sédimentologique et stratigraphique complète de tout le Trias inférieur dans sa position paléogéographique vers le centre du bassin dans la subsurface du Nord-Est de la Colombie-Britannique. Pour déterminer la propriété des roches, le puits a été considérablement échantillonné, notamment par analyse des carottes, pétrologie des lames minces, fluorescence X, géochimie Rock-Eval et biostratigraphie des conodontes. Une sédimentologie intégrée et détaillée de la carotte entière avec les données de 30 analyses d’échantillons pour trouver des conodontes, le tout appuyé par des études sédimentologiques et biostratigraphiques précédentes élaborées sur la carotte de Montney issue de puits limites, nous permettent de construire le cadre d’une séquence biostratigraphique de toute la Formation de Montney. On a identifié sept lithofaciès sédimentaires primaires : quatre faciès silicoclastiques avec divers degrés de matrice bitumineuse, deux faciès bioclastiques et un faciès de dolosiltstone calcisphérique calcareux. Tous les faciès ont été déposés dans les parties distales à proximales d’une avant-plage clastique jusqu’à une plateforme interne ou rampe clastique et carbonatée mixte. Dans la carotte continue, on a observé l’association de trois principaux faciès de gisement qui avaient été ciblés à l’échelle régionale à des fins de forage horizontal :
1) Claria sp., un biostrome du Dienérien précoce. Depuis de nombreuses années, on désigne officieusement cette association de faciès comme une « zone turbiditique », laquelle est un assemblage de bioses in situ monospécifique de Claraia sp. ou « palourde », c’est-à-dire un biostrome, selon les interprétations que l’on en fait.
2) Association de faciès de rampe clastique et carbonatée mixte du sous-étage Smithien. Provenant d’un épisode bioclastique, il s’agit de litages à arêtes vives de 5 cm à 20 cm d’épaisseur granoclassés normalement, composés de fragments de bivalves de faible diversité, interprétés comme tempestites et interlités de siltstone soumis à la cryptobioturbation variable déposé par suspension.
3) Association de faciès d’avant-plage et de plateforme interne silicoclastiques du Spathien tardif. Du siltstone de sable grossier et du grès silteux à grains très fins où prédominent les tubulures et la bioturbation ont été déposés dans l’avant-plage inférieure et dans les environnements transitoires puis extracôtiers. Cet intervalle est limité à la base par une surface d’inondation maximale et au-dessus par une limite de séquence et surface d’inondation coplanaires qui se distinguent par un assemblage d’ichnofossiles Glossifungites. Le sous-étage Spathien est encaissé au mur par l’unité stratigraphique appelée « prisme Anisien » (Formation de Sunset Prairie).
Des analyses pétrographiques et de carottes indiquent que la macrobioturbation et la cryptobioturbation préservent la porosité et la perméabilité intergranulaires. En effet, ces phénomènes arrêtent la cimentation de la calcite et agrandissent les orifices de la porosité secondaire, lesquelles jouent un rôle clef dans l’extraction pétrolière. Ce qui précède a été démontré dans les résultats de pression capillaire par injection de mercure « MICP » dans les associations de faciès d’avant-plage et de plateforme interne du Spathien tardif dans les puits avoisinants (Moslow et Haverslew, 2015).
La Formation de Montney est limitée par les limites de séquence et surfaces d’inondation coplanaires au haut de la Formation de Belloy sous-jacente du Paléozoïque et à la base de la Formation de Doig-Phosphate sus-jacente du Trias moyen. À l’échelle régionale, nous pouvons établir une corrélation entre une limite de séquence officieusement appelée « Montney moyenne » et le contact Smithien-Spathien. D’importants phénomènes d’érosion, de bréchification et de troncature sont associés à la strate sous-jacente de cette surface. Les trois surfaces sont probablement le produit des fluctuations relatives du niveau marin coïncidant avec le tectonisme régional.
La biostratigraphie des conodontes de la carotte c-65-F nous permet de subdiviser Montney en quatre séquences des plus anciennes aux plus récentes comme suit : Séquence 1) Grisbachien au Dienérien (Montney inférieur); Séquence 2) Smithien (Montney moyen); et Séquence 3) Spathien (Montney supérieur). De plus, le « biseau Anisien » (Formation de Sunset Prairie) sus-jacent, parfois inclus avec la Formation de Montney sur le plan lithostratigraphique représente la Séquence 4 d’âge Anisien (Trias moyen).
Michel Ory
