ABSTRACT

The Mannville Group in northeastern Alberta was deposited during the Early Cretaceous in a south- to north-trending valley system on the pre-Cretaceous unconformity surface. The Mannville Group overlies eroded Devonian carbonates and is overlain by the shale-dominated Colorado Group equivalent. Mannville Group strata are composed of fluvio-estuarine and marine siliciclastic sediments. Hydrostratigraphically, the Mannville succession can be subdivided into four aquifers separated by three intervening aquitards. The four aquifers are, from the base up, the basal McMurray, upper McMurray Wabiskaw, Clearwater and Grand Rapids sandstones. The intervening aquitards are the bitumen-saturated middle McMurray and the Wabiskaw and Clearwater shales. The flow of Mannville Formation water is driven by local topography from recharge at highlands in the southeast and at the Stony Mountain upland in the centre of the study area, to discharge along the valleys of the Athabasca, Clearwater and Christina rivers. In the southwest, the flow in the basal McMurray and upper McMurray-Wabiskaw aquifers is drawn toward the basin-scale drain formed by the underlying Devonian Grosmont aquifer. Vertical flow in the study area is downward, from the ground surface toward the pre-Cretaceous unconformity. Application of the Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) process for in situ bitumen extraction from the McMurray Formation raises several hydrogeological issues: sustaining the large volumes of water needed for steam production; safely disposing of any produced residual water; protecting energy and groundwater resources; and avoiding large-scale cross-formational flow.

RESUME

Le Groupe de Mannville du Nord-est de l'Alberta s'est sedimente durant le Cretace inferieur dans un systeme de vallees d'orientation nord-sud sur une surface de discordance pre-Cretace. Le Groupe de Mannville recouvre des carbonates du Devonien et est a son tour recouvert par l'equivalent du Groupe de Colorado a dominance de shale. Les strates du Groupe de Mannville sont composees de sediments siliciclastiques fluvio-estuariens et marins. Du point de vue hydrostratigraphique, les strates du Groupe de Mannville peuvent etre subdivisees en quatre aquiferes separes par trois aquitards intermediaires. Les quatre aquiferes sont, de la base vers le haut, les gres de McMurray de Base, de McMurray-Wabiskaw superieur, de Clearwater et de Grand Rapids. Les aquitards intermediaires sont les shales satures en bitume de McMurray moyen et les shales de Wabiskaw et de Clearwater. L'ecoulement des eaux de formation du Mannville est entraine par la topographie locale a partir d'une zone de recharge dans les hautes terres du sud-est et des hauteurs de Stony Mountain dans le centre de la region d'etude, pour se deverser le long des vallees des rivieres Athabasca, Clearwater et Christina. Au sud-ouest, l'ecoulement des aquiferes de McMurray de base et du McMurray-Wabiskaw superieur est entraine vers le drain d'echelle de bassin forme par l'aquifere sous-jacent de Grosmont du Devonien. L'ecoulement vertical dans la region d'etude se fait vers la base a partir d'une discordance du pre-Cretace. L'application d'un processus de drainage assiste par la vapeur ('SAGD') pour l'extraction in-situ de bitume a partir de la Formation de McMurray souleve plusieurs questions: maintenir les grands volumes d'eaux necessaires pour la production de vapeur, disposer de facon securitaire des eaux residuelles produites, proteger les ressources en energie et en eaux souterraines, et eviter des ecoulements de grande echelle entre les formations.

Traduit par Lynn Gagnon

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