Matrix permeability of the confined Floridan Aquifer, Florida, USA
Matrix permeability of the confined Floridan Aquifer, Florida, USA
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美国佛罗里达州佛罗里达州承压含水层的基质渗透率
DOI:
10.1007/s10040-004-0341-5
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发表时间:
2004
影响因子:
2.8
通讯作者:
H. Vacher
中科院分区:
文献类型:
--
作者:
D. Budd;H. Vacher
The Upper Floridan Aquifer of peninsular Florida retains most of its depositional porosity and, as a result, is a multi-porosity aquifer: double porosity (fractured porous aquifer) downdip where the aquifer is confined, and triple porosity (karstic, fractured porous aquifer) in the updip, unconfined region. Matrix permeability in the confined region varies in the range <10−14.4–10−11.1 m2, as determined by 12,000 minipermeameter measurements on 1,210 m of slabbed core. Limestones divide into 13 textural classes and dolomites into two. Depositional facies (textural class) strongly correlates with matrix permeability. As a result, the facies architecture of the Eocene and Oligocene carbonates that compose the confined portion of the aquifer controls the lateral and vertical distribution of its matrix transmissivity. The most-permeable facies are grainstones (median k, 10−12.4 m2) and sucrosic dolomites (median k, 10−12.0 m2). Together, they are responsible for ~73% of the matrix transmissivity of the logged cores, although they constitute only ~24% of the thickness. Examination of the flow equations of fractured porous aquifers suggests that the permeability of these two facies is large enough that matrix permeability cannot be discounted in modeling the hydraulics of the double-porosity system. This conclusion likely applies to most, if not all, Cenozoic double-porosity carbonate aquifers, as average matrix and fracture permeabilities in the Floridan Aquifer are similar to other Cenozoic carbonates from around the world.RésuméL’aquifère floridien supérieur de la péninsule de Floride contient plus que sa porosité de dépôt et, par conséquent, est un aquifère à porosité multiple: double porosité (aquifère fracturé poreux) en aval-pendage, là où l’aquifère est captif, et triple porosité (aquifère karstique et fracturé poreux) en amont-pendage, dans la région où il est libre. La perméabilité de matrice dans la région captive est comprise entre moins de 10−14,4 et 10−11,1 m2 d’après 12.000 mesures par miniperméamètre sur 1.200 m de carottes. Quinze classes texturales de calcaires (n=2.298) et deux classes de dolomies (n=983) ont été reconnues; il existe un fort contrôle du faciès sur la perméabilité. En effet, l’architecture des carbonates de l’Eocène et de l’Oligocène qui constituent la partie captive de l’aquifère contrôle la distribution latérale et verticale de la transmissivité de la matrice. Les faciès les plus perméables sont les grainstones (k médian, 10−12,4 m2) et les dolomies saccharoïdes (10−12,0 m2). Ces deux faciès rendent compte de 73% environ de la transmissivité dans les carottes étudiées, bien qu’ils ne contribuent qu’à 24% environ de l’épaisseur. L’examen des équations d’écoulement en aquifères fracturés poreux suggère que la perméabilité de ces faciès les plus perméables est assez importante pour que la perméabilité de matrice ne puisse pas être écartée dans la modélisation de l’hydraulique de ces systèmes à double porosité. Si l’on projette ces tendances de la stratigraphie régionale et des faciès à l’amont-pendage, la partie non captive et karstifiée de l’aquifère laisse prévoir de fortes perméabilités dues à des pourcentages croissants de grainstones et de dolomies saccharoïdes. Il est donc très probable qu’il sera nécessaire de prendre en compte la transmissivité de matrice dans un système à triple porosité dans cette région.ResumenEl Acuífero Superior de Florida conserva gran parte de su porosidad deposicional y, como resultado, se comporta como un acuífero multi-poroso: de doble porosidad (acuífero poroso fracturado) a favor del buzamiento, donde se halla confinado, y de triple porosidad (acuífero poroso fracturado y kárstico) en sentido opuesto, en la zona en que se comporta como libre. La permeabilidad de la matriz en la región confinada está comprendida entre menos de 10−14,4 y 10−11,1 m2, según determinaciones hechas a partir de 12.000 medidas de mini-permeámetro en 1.210 rodajas de testigos. Se ha distinguido quince clases texturales de calcita (n=2.298) y dos de dolomita (n=983), y las facies ejercen un gran control en la permeabilidad de la matriz. Como consecuencia, la arquitectura de las facies de los carbonatos Eocenos y Oligocenos que forman la zona confinada del acuífero controla la distribución lateral y vertical de la transmisividad de la matriz. Las facies más permeables son grainstones o grano-soportadas sin matriz (mediana de permeabilidad de 10−12,4 m2) y dolomitas sacaroideas (10−12,0 m2). Ambas son responsables de aproximadamente el 73% de la transmisividad de los testigos ensayados, aunque sólo constituyen el 24% de su espesor. El examen de las ecuaciones de flujo en acuíferos porosos fracturados sugiere que la permeabilidad de estas facies más permeables es lo suficientemente elevada como para no poder despreciar la permeabilidad de la matriz en la modelación hidráulica de dichos sistemas de doble porosidad. La proyección de la estratigrafía regional y de las tendencias de las facies en la parte del acuífero ubicado en sentido contrario al buzamiento, que tiene carácter de libre y está más karstificado, predice que las permeabilidades mayores son debidas al incremento de los porcentajes de grainstones y dolomitas sacaroideas. Por tanto, es probable que la transmisividad de la matriz deba ser tenida en cuenta en el sistema de triple porosidad de la región.