Insights into the permeability of polygonal faults from their intersection geometries with Linear Chimneys: a case study from the Lower Congo Basin

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URI: http://hdl.handle.net/2042/58718  |   DOI : 10.4267/2042/58718
Title: Insights into the permeability of polygonal faults from their intersection geometries with Linear Chimneys: a case study from the Lower Congo Basin
Author: Ho, Sutieng; Carruthers, Daniel; Imbert, Patrice
Abstract: Layer-bound arrays of polygonal compaction faults have long been considered as important migration routes for hydrocarbon fluids leaking to the surface across thick shale sequences. A classic example is the deep offshore of the Lower Congo Basin where numerous fluid-venting structures are present above a Pliocene polygonal fault system. In this paper we present a detailed seismic analysis of a newly recognised system of Quaternary-aged Linear Chimneys and their intersection geometries with pre-existing Pliocene-aged polygonal faults (PF). Most (73%) of the 209 chimneys analysed intersect the lower portions of polygonal faults and almost half of these are rooted in strata below the PF interval. This indicates that fluid (in this case gas) migrated vertically, cross-cutting polygonal faults as it ascended through the tier. This is a strong indicator that PFs did not provide viable migration pathways otherwise chimneys would terminate at the upper tip of the fault, which would be the most likely migration exit point. Only twice in the whole system of Linear Venting Systems did this occur. A sub-set of chimneys stems from or above PF planes but these are restricted to either the lower footwall or from the apex area of hanging wall. At best they are evidence of fluids migrating up the lower part of polygonal faults and exiting deep within the tier, then migrating through most of the tier in their own vertical leakage vents. These results provide strong indicators that at least within this part of the Lower Congo Basin polygonal faults were the least effective/favoured migration pathway and that it was more energy-efficient for migrating gas to hydrofracture its fine-grained overburden than to re-open polygonal faultsLes réseaux de "failles polygonales" (failles de compaction restreintes à un intervalle stratigraphique) ont été longtemps considérés comme d'importants chemins pour la migration vers la surface des hydrocarbures à travers d'épaisses séries argileuses. Un exemple classique est fourni par l'offshore profond du bassin du Bas-Congo où de nombreuses structures d'échappement de fluides sont présentes au-dessus d'un système de failles polygonales affectant l'intervalle pliocène. Ce papier présente l'analyse sismique détaillée d'un système récemment reconnu de cheminées linéaires d'âge quaternaire, ainsi que de la géométrie de leurs intersections avec des failles polygonales pliocènes (donc préexistantes). La plupart (73 %) des 209 cheminées analysées recoupent le mur des failles polygonales, et près de la moitié d'entre elles s'enracinent dans l'intervalle sous-jacent à l'intervalle faillé. Cette disposition indique que le fluide (gaz en l'occurrence) a migré verticalement, recoupant les failles polygonales lors de sa remontée ; elle met également en lumière le fait que les failles polygonales ne constituent pas un chemin de migration efficace, sans quoi les cheminées se termineraient à l'extrémité supérieure de la faille, qui serait le point de fuite préférentiel. Cette configuration n'a été observée que dans deux cas sur l'ensemble du système. Un sous-ensemble de cheminées se développent depuis la partie inférieure des plans de failles polygonales ou directement à l'apex des grabens. Au mieux ces cheminées sont l'expression de fluides ayant migré seulement le long de la partie inférieure des failles polygonales avant de s'en échapper pour migrer verticalement le long d'un chemin créé par le gaz lui-même. Ces résultats indiquent de façon nette que, dans cette partie du bassin du Bas-Congo au moins, les failles polygonales ne constituent pas un chemin de migration et qu'il est énergétiquement plus efficace pour le gaz de migrer par fracturation hydraulique de la couverture argileuse que de rouvrir les failles préexistantes.
Subject: linear chimneys; hydrocarbon; polygonal faults (PFs); permeability; methane-related carbonates; Lower Congo Basin; Angola; cheminées linéaires; hydrocarbure; failles polygonales (PF); perméabilité; carbonates liés au méthane; bassin du Bas-Congo; Angola
Publisher: Carnets de Géologie [Notebooks on Geology]
Date: 2016-02-20

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