ABSTRACT

In the Western Canadian Basin, overcoring measurements, hydraulic fractures, bed-slip movements and wellbore breakouts suggest a contemporary stress regime where from surface to about 350 m depth S_Hmax>S_Hmin>S_v, from about 350 m to about 2500 m depth S_Hmax>S_v>S_Hmin, and below about 2500 m S_v>S_Hmax>S_Hmin. S_Hmax appears to be oriented NE-SW, approximately perpendicular to the strike of Rocky Mountain thrust faults, except over the Peace River Arch and other basement uplifts that appear to refract the stress trajectories.

Hydraulic fractures will propagate along planes normal to the least principal stress. Thus, above about 350 m such fractures will be horizontal, and below that depth they will be vertical and oriented parallel to S_Hmax. Knowledge of the stress configuration will assist directional drilling and planning of waterflood well configurations. This knowledge is also essential for planning multifractured inclined wells, such as might economically drain Deep Basin tight gas sands. Anisotropic horizontal principal stresses may have affected the Western Canadian Basin since the onset of the Laramide orogeny and induced non-uniform horizontal permeability fabrics in Mesozoic sandstones.

The Western Canadian Basin is part of a widespread North American midcontinent stress province that exhibits a common orientation of compressive stresses. It is speculated that this stress regime is largely caused by NE-directed drag exerted on the base of the lithosphere by a mantle convection cell which upwells beneath western North America.

REGIME DE TENSION DU BASSIN SEDIMENTAIRE DE L'OUEST CANADIEN, APPLICATION A LA PRODUCTION D'HYDROCARBURES

RESUME

Dans le bassin sedimentaire de l'ouest canadien, des mesures de surcarottages de forages, des fractures hydrauliques, des plans de glissement et des fracturations/ecroulements de puits suggerent un regime de tension ou S_Hmax>S_Hmin>S_v de la surface a 350 m de profondeur, S_Hmax>S_v>S_Hmin de 350 m a 2500 m de profondeur et S_v>S_Hmax>S_Hmin en-dessous de 2500 m de profondeur. S_Hmax aurait une orientation nord-est/sud-ouest, a peu pres perpendiculaire a la trace des chevauchements des Montagnes Rocheuses, sauf au-dessus du Peace River Arch et d'autres soulevements de socle qui semblent refracter les trajectoires de tension.

Les fractures hydrauliques se propagent le long des plans perpendiculaires a la composante minimale de tension. De telles fractures seront ainsi horizontales au-dessus de 350 m de profondeur, et verticales paralleles a S_Hmax en-dessous. La connaissance des configurations de regimes de tension faciliterait les forages orientes ainsi que la planification des forages d'injection. Ces donnees sont aussi essentielles pour planifier les puits inclines avec fractures a orientations multiples tels qu'ils puissent drainer economiquement les gres peu permeables du Deep Basin. Le bassin sedimentaire de l'ouest canadien aurait ete soumis a des tensions a composante principale horizontale et anisotropique depuis le debut de l'orogenese laramienne; ceci aurait produit un regime a permeabilite horizontale tres peu uniforme au sein des gres mesozoiques.

Le bassin sedimentaire de l'ouest canadien fait partie d'une province au centre du continent nord-americain ayant une composante de compression commune. Le regime de tension serait cause, en majeure partie, par une cellule de convection du manteau remontant endessous de l'Amerique du Nord et trainant la base de la lithosphere vers le nord-est.

Traduction: Andre Zolnai et Jean Pelletier