Pit wall and core expressions of intra-point bar erosional surfaces in McMurray Formation point bars, Fort Hills Mine, Alberta, Canada
Authors: Bzdziuch Dan , Hagstrom Cynthia 
Published: September 2024

At the Fort Hills open-pit mine in Northern Alberta, Canada, bitumen is extracted from sandstone of the Lower Cretaceous McMurray Formation. The main reservoir unit comprises 30 m thick point bars that are interpreted as the deposits of large, tidally influenced rivers. Intra-point bar erosion surfaces were interpreted in the deposits using detailed photographic evidence from the pit walls of the mine, and core and wireline well log data from nearby wells. In the mine walls, the surfaces are represented by a discontinuity that separates older, more shallow-dipping inclined heterolithic stratification (IHS) from younger, more steeply dipping IHS. Core and wireline logs show a predictable succession of strata across the discontinuity, which can be identified by: an abrupt change in facies that may coincide with a significant decrease in mudstone bioturbation intensity or complete lack of bioturbation; an abrupt increase in bed thickness; a change in bedding dip magnitude and azimuth; a change in grain size or grain size trend; a succession with uncharacteristically low or high angle of dip depending on where the well intersects the intra-point bar erosion surface; and/or the presence of sandstone beds interbedded with mudstone-clast breccia in the upper parts of the point bar succession. The presence of intra-point bar erosion surfaces in a reservoir exploited via steam-assisted gravity drainage (SAGD) could affect steam chamber development and/or fluid drainage, depending on the lithology of the units underlying and overlying the discontinuity. The results of this study will help geoscientists map point bar bodies in the subsurface, plan primary SAGD well pairs, predict SAGD reservoir performance, and understand steam conformance in wells.

Résumé

Au Canada, dans la mine à ciel ouvert de Fort Hills en Alberta septentrional, le bitume est extrait du grès du Crétacé inférieur de la Formation de McMurray. Le gisement principal se compose de bancs de rive convexes de 30 mètres d’épaisseur que l’on interprète comme des dépôts de grandes rivières dominées par l’action tidale. On a interprété les surfaces d’érosion d’intra-bancs de rives convexes de ces dépôts après avoir photographié en détail les parois de fosses de cette mine et examiné les carottes de sondage et les données de diagraphie au câble de puits avoisinants. Dans les parois de la mine, les surfaces sont représentées par une discontinuité séparant la stratification hétérolithique inclinée (SHI) plus ancienne, à faible pendage de celle (SHI) plus jeune, à fort pendage. Les carottes de sondage et les diagraphies de puits montent une succession prévisible de strates dans toute la discontinuité que l’on peut identifier par : un changement abrupt de faciès qui pourrait coïncider avec une diminution considérable de l’intensité de la bioturbation de mudstone ou un manque total de bioturbation; une augmentation abrupte de l’épaisseur des lits; un changement de l’ampleur et de l’azimut du pendage des lits; un changement du calibre du grain ou de l’évolution du calibre du grain; une succession avec un pendage à faible ou fort pendage exceptionnel selon l’endroit où le puits recoupe la surface d’érosion de l’intra-banc de rive convexe; et/ou la présence de lits de grès interstratifiés avec des brèches de mudstones-clastes dans les parties supérieures de la succession de bancs de rive convexe. La présence de surfaces d’érosion d’intra-bancs de rive convexe dans un gisement exploité à l’aide du drainage par gravité au moyen de la vapeur (DGMV) peut affecter le processus de la chambre à vapeur et/ou l’écoulement du bitume, selon la discontinuité sous-jacente ou sus-jacente de la lithologie des unités. Les résultats de la présente étude aideront les géoscientifiques à cartographier les corps de bancs de rives convexes dans la subsurface, planifier les paires de puits DGMV primaires, prévoir le rendement des gisements exploités par le DGMV et comprendre la conformité de la chambre à vapeur dans les puits.

Michel Ory