https://doi.org/10.1007/s10040-018-1871-6

Woroniuk, B., Tipton, K. Grasby, S.E., McIntosh, J.C. and Ferguson, G. Salt dissolution and permeability in the Western Canada Sedimentary Basin. Hydrogeology Journal 27: 161-170.

Extensive dissolution of evaporites has occurred in the Williston Basin, Canada, but it is unclear what effect this has had on bulk permeability. The bulk of this dissolution has occurred from the Prairie Evaporite Formation, which is predominantly halite and potash. However, minor evaporite beds and porosity infilling have also been removed from the overlying Dawson Bay and Souris River formations, which are predominantly carbonates. This study examines whether permeability values in the Dawson Bay and Souris River formations have been affected by dissolution, by analyzing 142 drillstem tests from those formations. For both the Dawson Bay and Souris River formations, the highest permeabilities were found in areas where halite dissolution had occurred. However, the mean permeabilities were not statistically different in areas of halite dissolution compared to those containing connate water. Subsequent precipitation of anhydrite is known to have clogged pore spaces and fractures in some instances. Geochemical relationships found here support this idea but there is no statistically significant relationship between anhydrite saturation and permeability. Geomechanical effects, notably closure of fractures due to collapse, could be a mitigating factor. The results indicate that coupling dissolution and precipitation to changes in permeability in regional flow models remains a significant challenge.

Résumé
Une dissolution d’évaporites de grande envergure s’est produite dans le Bassin de Williston, au Canada, mais son incidence sur la perméabilité en général n’est pas évidente. La majeure partie de la dissolution a eu lieu à partir de la Formation Evaporitique Prairie qui est à dominante de halite et de sylvinite. Cependant, des petits lits d’évaporite et un remplissage de la porosité ont aussi été exportés depuis les formations surincombantes de Dawson Bay et de Souris River qui sont à dominante carbonatée. La présente étude examine si les valeurs de perméabilité dans les formations de Dawson Bay et de Souris River ont été affectées par la dissolution, grâce à l’analyse de 142 essais aux tiges pratiquées dans ces formations. Pour la formation de Dawson Bay comme pour celle de Souris River, les perméabilités les plus élevées ont été rencontrées dans les zones où a eu lieu la dissolution de halite. Cependant, les perméabilités moyennes n’ont pas été statistiquement différentes dans les zones de dissolution de la halite et dans celles contenant de l’eau connée. La précipitation ultérieure de l’anhydrite est reconnue pour avoir fermé des espaces poreux et dans quelques cas des fractures. Les relations géochimiques rencontrées ici confortent cette idée mais il n’y a pas de relation statistiquement significative entre la saturation de l’anhydrite et la perméabilité. Les effets géo-mécaniques, notamment la fermeture des fractures par affaissement, pourrait avoir été un facteur d’atténuation. Ces résultats montrent que le couplage de la dissolution et de la précipitation en vue de modifications de la perméabilité dans les modèles d’écoulement régionaux reste un défi de taille.

Old-Meets-New, Refereed Publications

https://doi.org/10.1007/s10040-018-1871-6