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CSPG Bulletin


Bulletin of Canadian Petroleum Geology
Vol. 42 (1994), No. 4. (December), Pages 449-464

Regional Water and Gas Geochemistry of the Mannville Group and Associated Horizons, Southern Alberta

J.D. Cody, I.E. Hutcheon


The reservoirs of the Mannville Group and associated horizons in southern Alberta contain anomalously high concentrations of carbon dioxide. To determine the distribution and causes of this CO2 anomaly, the hydrogeology and geochemistry of formation fluids in the Mannville Group and associated horizons in southern Alberta (49° to 51° N and 111° to 115°W) were examined using a comprehensive set of published water and gas chemical and stable isotope data.

The formation waters of the Mannville Group have been modified by gravity driven fluid flow with a decrease in the hydrodynamic head, an increase in salinity and a progressive isotopic enrichment from south to north across the study area. Low salinity waters relatively depleted in 18O, consistent with meteoric recharge of the aquifer, are found in the southern part of the study area with higher salinity and waters relatively enriched in 18O to the north. The gases in Mannville and stratigraphically lower reservoirs show an abrupt increase in mole fraction of carbon dioxide and a decrease in the ratio of methane to other hydrocarbon gases at 1000-m depth and 35°C, concomitant with the top of the oil window as determined from vitrinite reflectance data. This CO2 anomaly does not extend into reservoirs above the Joli Fou shale, which overlies the Mannville Group. The juxtaposition of low salinity and sulphate-rich waters in a temperature setting optimal for microbe growth is favorable to the development of anomalous concentrations of carbon dioxide through bacterial sulphate reduction (BSR).


Les reservoirs du Groupe Mannville et les horizons connexes du sud de l'Alberta contiennent des concentrations anomales tres elevees de gaz carbonique. Pour determiner la distribution et les causes de cette anomalie de CO2, l'hydrogeologie et la geochimie des fluides de la formation du Groupe Mannville et des horizons connexes du sud de l'Alberta (49° au 59° N et 111° au 115° O) ont ete etudies a l'aide d'un jeu complet de donnees, detaillees et publiees, chimiques et isotopiques stables de l'eau et du gaz.

Les eaux de gisement du Groupe Mannville ont ete modifiees par l'ecoulement des fluides diriges par la gravite pour donner une baisse de la pression hydrodynamique, une augmentation de la salinite et un enrichissement isotopique progressif du sud vers le nord de la region etudiee. Des eaux de faible salinite relativement epuisees dans 18O, concordant avec l'apport meteorique de l'aquifere, se retrouvent dans la partie australe de la region etudiee avec une salinite plus elevee et des eaux relativement enrichies dans 18O vers le nord. Les gaz du Mannville et les reservoirs stratigraphiquements plus anciens indiquent une croissance abrupte de la fraction de mole de gaz carbonique et une baisse de la proportion de methane par rapport aux autres gaz d'hydrocarbure a 1000 m de profondeur et a 35°C, concomitant avec la partie superieure de la fenetre tectonique de petrole comme determine par les donnees de la reflectance vitrinite. L'anomalie de CO2 ne va pas jusqu'aux reservoirs au-dessus du shale Joli Fou qui repose sur le Groupe Mannville. La juxtaposition de la faible salinite et des eaux riches en sulfate a une temperature optimale pour la croissance des microbes favorise de le developpement de concentrations anomales de gaz carbonique par la reduction de sulfate bacteriel (BSR).

Traduit par Marie Louise Tomas

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