Raman microprobe analysis of gaseous inclusion in diagenetically recrystallized calcites

Résumé En Fr

Raman microprobe studies have been made on two core samples from the Smackover formation (Jurassic) Perry county Mississippi, at about 6.5 kilometers depth. Inclusions were found in calcite cements. Among other interesting aspects, one can see following gaseous inclusion assemblages -H2S, CH4, CO2, carbon ; H2S, CH4, CO2, H2O, carbon ; and H2S, CH4, carbon where a characteristic low temperature behavior is noted for the CH4-H2S system. The solid phase appears to be a very poorly ordered form of graphite, similar to that found in the earliest stages of the kerogengraphite transition found in metagenesis. Other series of inclusions are calcic saline aqueous. Corrected homogenization temperatures for these inclusions are near those of the samples in situ. This indicates that the inclusions have readjusted to present conditions, those of present day bottom hole temperatures and pressures. Considering the importance of early decrepitations one can assume that a readjustment occurred between early entrapment conditions and those currently prevalent at depth. The observations suggest either an evolution of gaseous inclusions up to the conditions of the upper stability of methane and methane — CO2 mixtures in the presence of H2O or the evolution of trapped hydrocarbon liquids which evolved to produce a gas -kerogen assemblage exempt of any organic molecules more complex than CH4.

Les inclusions fluides ont été étudiées par microthermométrie et microsonde Raman dans des recristallisations calcitiques de sédiments carbonatés prélevés par forage à une profondeur de 6,5 km dans le Smackover (Jurassique) à Perry County (Mississippi). On a pu mettre en évidence en particulier les associations CH4-H2S -carbone, CH4-CO2-H2S -carbone et CH4-CO2-H2S-H2O -carbone, dont le comportement à basse température est caractéristique du système CH4-H2S. La comparaison des spectres Raman de la phase solide avec des travaux antérieurs sur une série de charbons montre qu'il s'agit d'un composé graphitique mal organisé, comparable au produit habituel de la maturation du kerogen lors de la métagenèse. Les fluides aqueux sont constitués par des saumures riches en ions Ca. Les températures d'homogénéisation des inclusions précoces et des inclusions tardives indiquent, après correction de pression, des valeurs de piégeage identiques et comparables à celles mesurées actuellement au fond du puits. Compte tenu de l'importance des décrépitations des inclusions précoces, on peut supposer qu'il y a eu modification de leur densité et réajustement selon les conditions actuelles de température et de pression. Ces résultats suggérent soit l'évolution in situ des hydrocarbures piégés sous forme liquide ou gazeuse vers une association composée d'un résidu graphitique et d'un gaz riche en H2S ne contenant pas d'hydrocarbures plus lourds que le méthane, soit le piégeage des gaz CH4-H2S-CO2 et leur évolution vers leurs conditions de stabilité thermique maximum.