Beitrag
Diagenetic evolution of continental to shallow marine Mesozoic–Cenozoic deposits, Eastern Dahomey Basin, Nigeria: Implications for reservoir quality
Adamolekun, Olajide J.; Busch, Benjamin; Oluwajana, Oladotun A.; Suess, Michael P.; Hilgers, Christoph
Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Band 174 Heft 1 (2023), p. 119 - 142
84 Literaturangaben
veröffentlicht: May 31, 2023
Online veröffentlicht: Mar 23, 2023
Manuskript akzeptiert: Feb 8, 2023
Manuskript-Revision erhalten: Jan 19, 2023
Manuskript-Revision angefordert: Dec 6, 2022
Manuskript erhalten: Nov 3, 2022
ArtNo. ESP171017401005, Preis: 29.00 €
Abstract
The Eastern Dahomey Basin is a continental to shallow marine hydrocarbon-bearing basin formed as a marginal pull-apart basin during the Late Mesozoic and Cenozoic. The heterogeneity of the sedimentary deposits filling the basin makes accurate location and prediction of reservoir rocks and their properties difficult. This difficulty is further complicated by the poor understanding of diagenetic processes and timing, and their influence on porosity. A proper understanding of the heterogeneity of diagenetic events promises a better assessment of the reservoir quality evolution. Sampling of outcrop analogues and petrographic analyses allows the identification of detrital and authigenic components, as well as pore types, and allows delineating reservoir quality controls. Outcrop and shallow well samples from the Cretaceous (Ise, Afowo, Cretaceous Benin Flank, Araromi formations) and Palaeogene (Ewekoro, Akinbo-Oshosun, Ilaro formations) were retrieved from the surface or a maximum depth of 35.4 m and generally exhibit poor to excellent optical porosity (2.7 to 39.7%; avg.: 19.4%; n = 66) for the siliciclastic rocks of the basin. Porosity distribution is largely controlled by the clay mineral matrix content and Fe-mineral cementation. The main pore types are intergranular and intragranular. The sampled near-surface siliciclastic sediments are within the early diagenetic realm where only iron oxide (FeOx) and iron oxyhydroxide (FeO(OH)) cementation, minor kaolinite and pyrite precipitation, and feldspar and possible carbonate dissolution constitute the major diagenetic modifications. Furthermore, the occurrence of oil sands indicates that these shallow reservoir rocks have locally been charged. In comparison to shallow subsurface samples from the region, intense FeOx and FeO(OH) cementation is only observed in outcrops, while subsurface samples contain Fe-rich carbonate cements. Porosity reduction other than that associated with compaction (at greater depth) is predicted to be low unless carbonate cements are still preserved. Poor to fair optical porosity is present in the limestones, with values ranging from 0 to 6.3% (avg.: 2.6%, n = 11). The wackestone and packstone samples have the highest optical porosity ranging from 0.3 to 6.3% (avg.: 4.2%, n = 6). Sparry carbonate cements and lime mud in bioclastic wackestones and packstones reduced the available interparticle porosity (to 0%). The cementstones only contain negligible optical porosity while sparstones retain some porosity in intercrystalline pores between dolomite rhombs (0 to 0.7%).
Kurzfassung
Das östliche Dahomey-Becken ist ein kontinentales bis flachmarines kohlenwasserstoffhaltiges Becken, das sich im späten Mesozoikum und Känozoikum als marginales Pull-apart-Becken gebildet hat. Die Heterogenität der Sedimentfazies in diesem Becken erschwert die genaue Lokalisierung und Vorhersage von Lagerstättengestein und dessen Eigenschaften. Erschwerend kommt hinzu, dass die Einflüsse der diagenetischen Prozesse auf die Porosität kaum bekannt sind. Ein angemessenes Verständnis der diagenetischen Vorgänge ermöglicht eine bessere Beurteilung der Entwicklung der Lagerstättenqualität in diesem Becken. Die Beprobung von Aufschlüssen und petrographische Analysen ermöglichen die Identifizierung detritischer und authigener Komponenten sowie von Porentypen und ermöglicht die Analyse von Kontrollfaktoren auf die Lagerstättenqualität. Das Point-counting der siliziklastischen Gesteine des Beckens ergab im Allgemeinen eine geringe bis ausgezeichnete optische Porosität (2,7 bis 39,7 %; Durchschnitt 19,4 %; n = 66). Die Porositätsverteilung wird weitgehend durch den Gehalt an detritischer Tonmineral-Matrix und die Ausfällung von Fe-Mineralen bestimmt. Die wichtigsten Porentypen sind intergranulare und intragranulare Poren. Die beprobten oberflächennahen siliziklastischen Sedimente befinden sich im frühen diagenetischen Bereich, in dem nur Eisenoxid- (FeOx) und Eisenoxidhydroxid- (FeO(OH)) Zementation, geringfügige Kaolinit- und Pyritausfällung, und Feldspat- sowie möglicherweise Karbonatauflösung die wichtigsten diagenetischen Modifikationen darstellen. Darüber hinaus deuten Öl-/Teersande darauf hin, dass diese oberflächennahen Reservoirgesteine lokal mit Kohlenwasserstoffen gefüllt wurden. Im Vergleich zu oberflächennahen Proben aus Bohrungen in der Region wird eine intensive FeOx- und FeO(OH)-Zementierung nur in Aufschlüssen beobachtet, während die Untergrundproben Fe-reiche Karbonatzemente enthalten. Die Verringerung der Porosität, die nicht mit der Kompaktion (in größerer Tiefe) zusammenhängt, dürfte gering sein, es sei denn, es bleiben noch Karbonatzemente erhalten. Die untersuchten Kalksteinproben weisen eine geringe bis mittlere optische Porosität auf, wobei die Werte zwischen 0 und 6,3 % (durchschnittlich 2,6 %, n = 11) liegen. Die Wacke- und Packstones haben die höchste optische Porosität mit Werten von 0,3 bis 6,3 % (durchschnittlich 4,2 %, n = 6). Sparitische Karbonatzemente und mikritischer Kalkschlamm in bioklastischen Wacke- und Packstones verringerten die verfügbare Interpartikelporosität (auf 0 %). Die Cementstones enthalten nur eine vernachlässigbare optische Porosität, während die Sparstones eine geringe Porosität in den interkristallinen Poren zwischen Dolomit-Rhomben aufweisen (0 bis 0,7 %).
Schlagworte
optical porosity • detrital matrix • iron cementation • diagenesis • outcrop analogues • Optische Porosität • detritische Matrix • Eisenoxidzementation • Diagenese • Aufschlussanaloga