ABSTRACT

The Peace River Arch area is defined as the area from 54 to 58°N and 114°W (5th Mer) to the eastern margin of the disturbed belt. It covers about 220,000 km² of northwestern Alberta and northeastern British Columbia. The hydrogeological database comprises stratigraphic information from more than 22,000 wells, 450,000 core analyses in Alberta, 42,000 bottomhole temperatures, 21,000 drillstem tests, and 30,000 formation water analyses. This information was variously interpreted, culled for erroneous values and interpolated into a regional framework comprising 60 porosity-modified lithostratigraphic units (32 aquifers, 23 aquitards and 5 aquicludes).

The hydrogeological information is presented as 1) a series of maps of porosity distribution, permeability populations, potentiometric surfaces (freshwater basis) and formation water salinity for selected hydrostratigraphic units, 2) cumulative frequency plots for K_Max, and 3) strike and dip cross-sections showing variations of hydraulic head and formation water salinity.

There are three hydrogeological groups separated by two regionally significant aquitards. The lower Paleozoic hydrogeological group lies below the Ireton aquitard and is characterized by regional flow. The flow has been modified where it is affected by drawdown from the Grosmont aquifer, which lies above the Ireton aquitard. Formation water salinity is enhanced near the Lower Devonian aquiclude as a result of salt solution.

The upper Paleozoic-lower Mesozoic hydrogeological group lies below the Clearwater-Wilrich aquitard and extends down to the Ireton aquitard, or where this is absent to the Precambrian aquiclude. This group is mainly characterized by regional flow except at shallower depths adjacent to the sub-Cretaceous unconformity where lowered salinity and an intermediate flow regime predominate.

The upper Mesozoic-Cenozoic hydrogeological group includes all hydrostratigraphic units above the Clearwater-Wilrich aquitard. Flow is intermediate in character below the Colorado aquitard, and local in character above it. Salinity of formation water is effectively always <50,000 mg/l.

It is important to bear in mind that the above divisions are artificial because fluid properties are continuous, yet it is the changes in continuity that are important for hydrocarbon occurrence.

The geothermal regime in the area is controlled by the heat flow from the crystalline basement, which shows a northward increasing trend from <25°C/km to >35°C/km. As a result of both the low permeability of the rocks and the low flow velocity of the formation waters, the temperature distribution in the sedimentary rocks depends on the terrestrial heat flow and basin thickness, and reaches >140°C at depths of 4100 m. Because of the low flow velocity of subsurface fluids, the salinity of formation waters is mainly controlled by temperature, and hence shows a direct relation with depth, except where influenced by contact with evaporites or downward moving meteoric water.

RESUME

La region de l'arche de Peace River est definie comme celle comprise entre 54 et 58° de latitude nord, et entre 114° de longitude ouest (5^ieme meridien) et la limite est de la zone de mouvement tectonique. Elle couvre approximativement 220 000 km² dans le nord-est de l'Alberta et le nord-est de la Colombie britannique. La base de donnees hydrogeologiques comprend de l'information stratigraphique sur plus de 22 000 puits, 450 000 analyses de carottes en Alberta, 42 000 donnees de temperature du fond de puits, 21 000 essais aux tiges, et 30 000 analyses d'eau de gisement. Cette information fut interpretee de diverses facons, debarassee des valeurs erronees et interpolee dans un cadre regional comprenant 60 unites lithostratigraphiques modifiees par la porosite (32 aquiferes, 23 aquitards et 5 aquicludes).

L'information hydrogeologique est presentee sous forme 1) d'une serie de cartes de la distribution de la porosite, des populations de permeabilite, des surfaces rheoelectriques (sur la base de l'eau douce) et de la salinite de l'eau de gisement pour des unites hydrostratigraphiques choisies, 2) de graphiques de la frequence cumulative pour K_Max, et 3) de coupes transversales orientee dans la direction des couches et celle de leur pendage, et montrant des variations dans la hauteur piezometrique et la salinite des eaux de gisement.

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Il y a trois groupes hydrogeologiques separes par deux aquitards importants a l'echelle regionale. Le groupe hydrogeologique du Paleozoique inferieur se trouve en-dessous de l'aquitard Ireton et est caracterise par un ecoulement a l'echelle regionale. Cet ecoulement a ete modifie ou il est influence par l'abaissement cause par l'aquifere Grosmont, qui est situe au-dessus de l'aquitard Ireton. La salinite de l'eau de gisement est rehaussee pres de l'aquiclude du Devonien inferieur a cause de la solution de sel.

Le groupe hydrogeologique Paleozoique-Mezoique inferieur se trouve au-dessous l'aquitard Clearwater-Wilrich et s'etend jusqu'a l'aquitard Ireton ou, ou celui-ci est absent, jusqu'a l'aquiclude precambrien. Ce groupe est surtout caracterise par un ecoulement regional excepte aux endroits moins profonds adjacents a la discordance sub-cretacee, ou la salinite diminuee et un regime d'ecoulement intermediaire predominent.

Le groupe hydrogeologique Mesozoique superieur-Cenozoique comprend toutes les unites hydrostratigraphiques situees au-dessus de l'aquitard Clearwater-Wilrich. L'ecoulement est de caractere intermediaire endessous de l'aquitard Colorado, et de caractere local au-dessus de celui-ci. La salinite des eaux de gisement est effectivement toujours inferieure a 50 000 mg/l.

Il est important de garder a l'esprit que les divisions ci-dessus sont artificielles parce que les proprietes des fluides sont continues, cependant ce sont les changements dans la continuite qui sont importants pour l'existence des hydrocarbures.

Le regime geothermique dans dans la region est controle par le flux thermique provenant du socle cristallin, qui a tendance a s'accroitre vers le nord de <25°C/km a >35°C/km. Par consequence de la basse permeabilite des roches et de la basse vitesse d'ecoulement des eaux de gisement, la distribution des temperatures dans les roches sedimentaires depend du flux thermique terrestre et de l'epaisseur du bassin, et atteint des valeurs >140°C a des profondeurs de 4100 m. A cause de la basse vitesse d'ecoulement des fluides dans la subsurface, la salinite des eaux de gisement est controlee surtout par la temperature, et donc est en relation directe avec la profondeur, excepte ou elle influencee par la presence d'evaporites ou d'eaux meteoriques descendantes.

Traduit par Marc Charest