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Relationship between fissility, composition, rock fabric and reservoir properties in Vaca Muerta Formation (Neuquén Basin, Argentina): from outcrop to subsurface core data

Relación entre fisilidad, composición, fábrica de la roca y propiedades de reservorio en la Formación Vaca Muerta (Cuenca Neuquina, Argentina): del afloramiento al subsuelo

dc.contributoren-US
dc.contributores-ES
dc.creatorMartín, Lucía Inés
dc.creatorMarchal, Denis
dc.creatorBarredo, Silvia
dc.creatorNaides, Claudio
dc.creatorBlanco, Silvia
dc.date2022-09-30
dc.date.accessioned2022-10-03T19:22:18Z
dc.date.available2022-10-03T19:22:18Z
dc.identifierhttp://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V49n3-3389
dc.identifier10.5027/andgeoV49n3-3389
dc.identifier.urihttps://revistaschilenas.uchile.cl/handle/2250/213314
dc.descriptionThe fissility is the ability of some rocks to split along relatively smooth surfaces parallel to the bedding. This property observed mostly in fine-grained rocks is particularly expressed in outcrops, where rocks are subjected to weathering processes. Most authors associate the fissility to the abundance of clay minerals and their orientation parallel to the bedding. The horizontal fabric can be promoted by depositional conditions such as sediment composition, quantity of total organic carbon content (TOC) and depositional mechanisms, giving rise to a primary fissility. Alternatively, the alignment of platy minerals can be linked to the burial history of the rock, by processes such as mechanical compaction or secondary mineral growth, resulting in a secondary fissility. The present study aims to identify the main controls of fissility development at the micro- and macroscopic scale in rocks of the Vaca Muerta Formation exposed in the Cerro Mulichinco area and in a 121-meter-long core extracted from a well within the Neuquén Basin. In outcrops, fissility is related to fine-grained laminated facies with low carbonate content, revealing the strong control exerted by lithology. The TOC measurements allow establishing a positive correlation between organic matter content and fissility intensity. Moreover, the analysis of the transgressive-regressive cycles shows that fissility is higher around the maximum flooding surfaces. Regarding their mechanical characteristics, the different interfaces observed in core are classified into first and second-order, the last one including fissility planes. Some of these interfaces evolve from potential (partially open) to effective (totally open) discontinuities in response to changes of stress conditions during the core extraction and due to the stress relaxation through time: weeks (T1), months (T2) and years (T3) after extraction. The time evolution of the effective core discontinuities points out rock intervals that are variably broken and core segments that remain intact. The Drying Alcohol Discontinuities (DAD) methodology reveals potential discontinuities within apparently intact core segments. By using this technique, a 4-class index is established as a proxy for fissility degree. When integrated with geological, petrophysical and geomechanical data, this index enables characterizing the main mechanisms controlling rock fissility that express through discontinuities promoting the loss of competence of a rock. Consequently, this mechanical property is considered to influence the efficiency of hydraulic fracture in shale reservoir completion.en-US
dc.descriptionLa fisilidad es la capacidad de algunas rocas de partirse a lo largo de superficies suaves paralelas a la estratificación. Es una propiedad observada principalmente en rocas de grano fino, particularmente en afloramiento, donde las mismas se encuentran sujetas al intemperismo. La mayoría de los autores asocian la fisilidad con la abundancia de minerales arcillosos y su orientación paralela a la estratificación. La fábrica horizontal puede ser generada por condiciones depositacionales tales como la composición del sedimento, el contenido de carbono orgánico total (COT) y mecanismo de depositación, dando lugar a una fisilidad primaria. Alternativamente, el alineamiento de minerales laminares puede relacionarse a la historia de soterramiento, por procesos tales como la compactación mecánica o el crecimiento de minerales secundarios, resultando en una fisilidad secundaria. El presente estudio tiene por objeto identificar los principales controles en el desarrollo de la fisilidad a una escala micro- y macroscópica en la Formación Vaca Muerta, expuesta en el área del Cerro Mulichinco y en una corona de 121 m de longitud extraída de un pozo ubicado en la Cuenca Neuquina. En superficie la fisilidad se asocia a facies de grano fino con bajo contenido de carbonato de calcio, revelando un fuerte control litológico. Los valores de COT muestran una correlación positiva entre la riqueza de materia orgánica y la intensidad de la fisilidad. Analizando los ciclos transgresivo-regresivos, se observa que la fisilidad es máxima cerca de las superficies de máxima inundación. Basadas en sus características mecánicas, las interfaces naturales encontradas en la corona se clasifican en interfaces de primer y segundo orden, siendo la fisilidad integrante de esta última clase. Parte de estas interfaces naturales evolucionan de discontinuidades potenciales (parcialmente abiertas) a efectivas (totalmente abiertas), en respuesta a cambios en las condiciones de estrés durante la extracción de la corona y por descompresión a lo largo del tiempo: semanas (T1), meses (T2) y años (T3) luego de su extracción. La evolución de la integridad física de la corona a lo largo del tiempo permite reconocer intervalos de roca que tienden a romperse de manera variable y otros segmentos que permanecen intactos y analizar la evolución de las discontinuidades efectivas. La metodología de Discontinuidades al Secado del Alcohol (DAD, por sus iniciales en inglés) permite revelar las discontinuidades potenciales dentro de los segmentos aparentemente intactos de roca, dando origen a un índice de 4 clases que funciona como un proxy del grado de fisilidad de la roca. Estos resultados se integran con datos geológicos, petrofísicos y geomecánicos a fin de caracterizar los mecanismos que controlan la fisilidad. La fisilidad se expresa como discontinuidades promoviendo la pérdida de integridad de la roca. En consecuencia, esta propiedad mecánica debe influir en la eficiencia del fracturamiento hidráulico de un reservorio no convencional de tipo shale.es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.formattext/html
dc.languageeng
dc.publisherServicio Nacional de Geología y Mineríaen-US
dc.relationhttp://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V49n3-3389/pdf
dc.relationhttp://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V49n3-3389/html
dc.relationhttp://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/downloadSuppFile/V49n3-3389/3693
dc.rightsCopyright (c) 2022 Andean Geologyen-US
dc.sourceAndean Geology; Vol 49, No 3 (2022); 345-381es-ES
dc.sourceAndean Geology; Vol 49, No 3 (2022); 345-381en-US
dc.source0718-7106
dc.source0718-7092
dc.subjectFissility; Vaca Muerta Formation; Discontinuity; Heterogeneity; Neuquén Basin; Argentinaen-US
dc.subjectFisilidad; Formación Vaca Muerta; Discontinuidad; Heterogeneidad; Cuenca Neuquina; Argentinaes-ES
dc.titleRelationship between fissility, composition, rock fabric and reservoir properties in Vaca Muerta Formation (Neuquén Basin, Argentina): from outcrop to subsurface core dataen-US
dc.titleRelación entre fisilidad, composición, fábrica de la roca y propiedades de reservorio en la Formación Vaca Muerta (Cuenca Neuquina, Argentina): del afloramiento al subsueloes-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.typees-ES
dc.typeen-US


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