Arifin; Shamsudduha, Mohammad; Ramdhan, Agus M; Reksalegora, Sena W; Taylor, Richard G; (2024) Characterizing deep groundwater using evidence from oil and gas exploration wells in the Lower Kutai Basin of Indonesia // Caractérisation des eaux souterraines profondes à l’aide de données provenant de puits d’exploration pétrolière et gazière dans le bassin inférieur de Kutai, en Indonésie. Hydrogeology Journal 10.1007/s10040-024-02776-0. (In press).

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Abstract

Groundwater at depths exceeding 500 m can be an important source of freshwater. However, the characteristics of deep groundwater in many regions of the world, including Indonesia’s sedimentary basins, remain vaguely defined. This study investigates the pressure regimes, hydraulic head distributions, salinity, and hydrochemical facies of deep groundwater using available evidence from oil and gas exploration wells in the Lower Kutai Basin of Indonesia. Pressure measurements and wireline log data reveal three pressure regimes within the basin: hydrostatic, overpressure, and underpressure. The top of the overpressure varies, from close to the surface onshore to depths of ~4.5 and ~3.8 km in the Mahakam Delta and offshore, respectively. Computed hydraulic heads at the top of the overpressure range from ~191 m above sea level onshore to ~71 m below sea level offshore, and are indicative of regional groundwater flow. The observed salinity of deep groundwater within the basin indicates predominantly brackish or saline conditions. Fresh (total dissolved solids < 1 g/L) groundwater to a depth of ~2 km is found at a small minority of wells onshore and in the delta; no fresh groundwater is found offshore. Four hydrochemical facies are observed: Na+/Cl–, Ca2+/Cl–, Na+/HCO3–, and Na+–Ca2+/HCO3–. This study indicates that deep fresh groundwater in the Lower Kutai Basin is of localized occurrence. Recharge from meteoric water may replenish deep fresh groundwater within the hydrostatic zone and sustain water supplies, whether brackish or fresh. Water produced from clay diagenesis is also cited as a possible process of freshening deep groundwater. // Les eaux souterraines situées à plus de 500 m de profondeur peuvent constituer une source importante d’eau douce. Cependant, les caractéristiques des eaux souterraines profondes dans de nombreuses régions du monde, y compris les bassins sédimentaires d’Indonésie, restent vaguement définies. Cette étude examine les régimes de pression, les distributions de charge hydraulique, la salinité et les faciès hydrochimiques des eaux souterraines profondes à l’aide des données disponibles sur les puits d’exploration pétrolière et gazière dans le bassin inférieur de Kutai en Indonésie. Les mesures de pression et les données des diagraphies révèlent trois régimes de pression dans le bassin: hydrostatique, surpression et dépression. La partie sommitale de la surpression varie, de la proximité de la surface à terre à des profondeurs de ~4.5 et ~3.8 km dans le delta de la Mahakam et au large, respectivement. Les charges hydrauliques calculées au niveau de la partie sommitale de la surpression vont de ~191 m au-dessus du niveau de la mer à terre à ~71 m au-dessous du niveau de la mer au large, et sont représentatives de l’écoulement régional des eaux souterraines. La salinité observée des eaux souterraines profondes dans le bassin indique des conditions principalement saumâtres ou salines. Des eaux souterraines douces (matières dissoutes totales < 1 g/L) jusqu’à une profondeur de ~2 km sont présentes dans une petite minorité de puits sur le littoral et dans le delta; aucune eau souterraine douce n’est présente au large. Quatre faciès hydrochimiques sont observés: Na+/Cl–, Ca2+/Cl–, Na+/HCO3–,et Na+–Ca2+/HCO3. Cette étude indique que les eaux souterraines douces profondes du bassin inférieur de Kutai ont une occurrence ponctuelle. La recharge par les eaux météoriques peut réalimenter les eaux souterraines douces profondes dans la zone hydrostatique et assurer l’approvisionnement en eau, qu’elle soit saumâtre ou douce. L’eau produite par la diagenèse de l’argile est également citée comme un processus possible d’adoucissement des eaux souterraines profondes.

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