Géologie Pétrolière

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  • PG

    FORMATION QUALIFIANTE SEREPT - ENIT

    Tunis, 6 Janvier 2014

    ENITSlide 1 - Formation qualifiante 2014

    Gologie Ptrolire(Chaieb Sofien)

  • Agenda1. INTRODUCTION

    2. STRUCTURE DE LA TERRE

    3. TECTONIQUE DES PLAQUES

    4. PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    5. LES GROUPES DES ROCHES

    ENITSlide 2 - Formation qualifiante 2014

    5. LES GROUPES DES ROCHES

    6. LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    7. TECTONIQUE: PLISSEMENT ET FAILLES

    8. SEDIMENTOLOGIE

    9. STRATIGRAPHIE

  • INTRODUCTION

    DIFFERENTES BRANCHES DE LA GEOLOGIE

    Minralogie : tude des minraux constituant les roches,

    Ptrographie : tude des roches,

    Sdimentologie : tude de tout ce qui concerne les sdiments

    (formation, transport, dpts)

    Stratigraphie : tudes des dpts de roches sdimentaires,

    Tectonique : tude des dformations des roches sous contraintes,

    ENITSlide 3 - Formation qualifiante 2014

    Palontologie : tude des fossiles.

    ROLE DE LA GEOLOGIE

    Reconstituer les vnements survenus au cours de lhistoire de la Terre(les causes anciennes sont supposes identiques aux causes actuelles)

    Comprhension de la formation des chanes de montagnes, du

    volcanisme, des sismes, des roches, etc..

    Oriente la recherche de matires premires (mtaux, hydrocarbures, ..)

  • INTRODUCTION

    GEOPHYSIQUE

    Sismologie ou sismique : tude des tremblements de terre naturels ouprovoqus,

    Magntomtrie : tude et mesure du champ magntique terrestre,

    Gravimtrie : tude et mesure du champ de gravit terrestre.

    ROLE DE LA GEOPHYSIQUE

    Connaissance de la structure du globe,

    ENITSlide 4 - Formation qualifiante 2014

    Recherche de matires premires (mtaux, hydrocarbures, ..).

    UNITE DE TEMPS EN GEOLOGIE :

    Le million dannes !!!

  • STRUCTURE DE LA TERRE

    ENITSlide 5 - Formation qualifiante 2014

  • STRUCTURE DE LA TERRE

    ENITSlide 6 - Formation qualifiante 2014

  • STRUCTURE DE LA TERRE

    STRUCTURE VERTICALE EN COUCHES CONCENTRIQUES

    LA CROUTE

    Ocanique

    - Sous les ocans, paisseur maximum de lordre de 7 km,

    - Forme de roches basaltiques de densit de lordre de 2.9,

    - Age maximum : environ 200 millions dannes.

    Continentale

    ENITSlide 7 - Formation qualifiante 2014

    - Sous les continents, paisseur comprise entre 30 et 70 km,

    - Forme de roches granitiques de densit de lordre de 2.7,

    - Age maximum : environ 3 700 millions dannes.

    La crote se comporte comme un solide, elle est rigide et cassante.

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    Crote terrestre dcoupe en plaques lithosphriques flottant et se

    dplaant sur lasthnosphre,

    Dplacements latraux des plaques dus aux mouvements de

    convection thermique dans lasthnosphre,

    galement dplacements verticaux dus au poids des plaques,

    Vitesse relative de dplacement de 5 15 cm / an

    ENITSlide 8 - Formation qualifiante 2014

    Vitesse relative de dplacement de 5 15 cm / an

    Limites entre plaques diffrentes des limites ocan continent,

    Activit sismique et volcanisme dans les zones de contact entre

    plaques,

    La tectonique des plaques explique facilement la formation des

    chanes de montagnes, le volcanisme et des bassins sdimentaires.

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    ENITSlide 9 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    TROIS TYPES DE CONTACT ENTRE PLAQUES

    Zone de divergence

    - Zone o il y a cration de crote ocanique,

    - Dorsales mdio - ocaniques et rifts continentaux,

    - Volcanisme basaltique (laves trs fluides),

    - Sismes de faible amplitude, picentres prs de la surface.

    Zone de convergence

    ENITSlide 10 - Formation qualifiante 2014

    - Zone o la lithosphre disparat

    Convergence de 2 plaques ocaniques : zone de subduction, lune des crotes

    senfonce sous lautre (grandes fosses ocaniques et arcs insulaires type Japon)

    Convergence dune crote ocanique et dune crote continentale : formation de

    chanes de montagne type Cordillres des Andes,

    Convergence de 2 crotes continentales : formation de chanes de collision type

    Himalaya

    - Sismes de forte amplitude, picentres gnralement profonds,

    - Volcanisme trs actif, acide (laves riches en silice) et explosif.

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    ENITSlide 11 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    ENITSlide 12 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    ENITSlide 13 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE DES PLAQUES

    ENITSlide 14 - Formation qualifiante 2014

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    ENITSlide 15 - Formation qualifiante 2014

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    SILICE ET SILICATES

    Silice (Si O2) :

    - Quartz : minral le plus abondant (grain de sable),

    - Peu soluble dans leau, minral trs peu ractif

    - Minral plus dur que lacier.

    Silicates

    - Composs principalement doxygne, de silicium et daluminium,

    ENITSlide 16 - Formation qualifiante 2014

    - Composs principalement doxygne, de silicium et daluminium,

    - Principaux constituants de la lithosphre,

    - Principaux groupes :

    Groupe des feldspaths,

    Groupe des amphiboles et pyroxnes,

    Groupe des phylites : micas et minraux argileux (approximativement les seuls

    minraux prsents dans les roches sdimentaires).

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    SILICE ET SILICATES

    Silicates

    - Les minraux argileux :

    Structures en feuillets, structure et composition chimique complexe (nombreuses

    substitutions datomes),

    Minraux provenant de laltration atmosphrique des autres silicates,

    La constitution de chaque feuillet, la priodicit de lempilement, la nature des ions

    interfoliaires caractrisent le minral,

    ENITSlide 17 - Formation qualifiante 2014

    interfoliaires caractrisent le minral,

    Assemblage de couches ttradriques T (centre occup par 1 atome de Silicium) et

    de couches octadriques O (centre occup par 1 atome daluminium)

    - Principaux minraux argileux :

    Kaolinite : feuillets de type T-O, minral inerte

    Illites : feuillets de types T-O-T

    Substitutions nombreuses datomes de silicium et daluminium face

    externe des feuillets ttradriques fortement ngative, le dsquilibre

    lectrique est combl par des ions K+,

    Argiles peu ractives, non gonflantes, mais qui peuvent se dliter,

    Se rencontrent rarement des profondeurs infrieures 3 000 m.

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    SILICE ET SILICATES

    Silicates

    - Principaux minraux argileux :

    Smectites : feuillets de type T-O-T

    Montmorillonite : minral le plus commun, bentonite : nom commercial de la

    montmorillonite utilise comme viscosifiant,

    Peu de substitutions datomes de silicium et daluminium , donc face externe

    des feuillets ttradriques faiblement charge faible liaison entre les

    ENITSlide 18 - Formation qualifiante 2014

    des feuillets ttradriques faiblement charge faible liaison entre les

    feuillets eau et cations (Na+, K+, CA ++) peuvent pntrer facilement

    entre les feuillets,

    Donc gonflement du minral et fluage, ce qui pose de srieux problmes en

    cours de forage avec une boue base deau.

    Minral argileux prsents dans les roches jusqu des profondeurs de lordre

    de 3 000 m (soit environ 100 C).

    Autres minraux : attapulgites, vermiculites, chlorites, interstratifis, R

    Structures en feuillets pour certains, fibreuses pour dautres (amiante),

    Certains sont composs dempilages de diffrents minraux (interstratifis).

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    ENITSlide 19 - Formation qualifiante 2014

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    SILICE ET SILICATES

    Silicates

    - Importance des minraux argileux :

    Ce sont les principaux constituants les roches sdimentaires (80 % de ces roches

    sont des argiles)

    Minraux riches en matire organique, ils se dposent dans des milieux peu agits

    propices la conservation de cette matire organique,

    ENITSlide 20 - Formation qualifiante 2014

    Lis la gense et au pigeage des hydrocarbures,

    Certains sont trs ractifs (montmorillonite) et posent des problmes de stabilit

    des parois du trou en cours de forage.

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    CARBONATES

    Calcite : Carbonate de calcium (Ca CO3)

    - Attaqu froid par les acides (fait effervescence et un dgagement de gaz

    carbonique : moyen utilis pour dtecter sa prsence),

    - Se dissous facilement dans des eaux charges en gaz carbonique, formation

    de karst, etc..,

    - Constituant principal des coquilles (tests) de nombreux mollusques (hutres,

    escargots, etc..).

    ENITSlide 21 - Formation qualifiante 2014

    escargots, etc..).

    Aragonite : Carbonate de calcium (Ca CO3)

    - Constituant des perles, se transforme progressivement en calcite (mort des

    perles).

    Dolomite : Carbonate double de calcium et de magnsium

    - Attaqu lentement froid par lacide chlorhydrique,

    - Moins soluble dans leau que la calcite,

    - Gnralement minral secondaire : dpt de calcite puis substitution dun

    atome de calcium sur deux par un atome de magnsium.

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    LES SELS

    Sulfates :

    - De calcium : anhydrite (forme anhydre) et gypse (forme hydrate),

    Transformation du gypse en anhydrite lorsque les conditions de temprature

    et de pression quivalentes une profondeur de 1000 m (150 bar, 40C),

    - De baryum ou barytine (baryte) : minral inerte utilis comme alourdissant

    dans les boues de forage.

    Chlorures :

    ENITSlide 22 - Formation qualifiante 2014

    Chlorures :

    - Halite ou sel gemme (Na Cl : chlorure de sodium) frquemment rencontr en

    cours de forage,

    Fluage possible lorsque lpaisseur et la pression du sel sont importantes

    risque de collapse des casings, ncessit davoir une densit de boue

    leve,

    - Sylvite ou potasse (K Cl : chlorure de potassium) rarement rencontre en

    cours de forage.

  • PRICIPAUX MINERAUX DE LA LITHOSPHERE

    LES SELS

    Solubilit des sels dans leau et interaction avec la boue de forage :

    - Sulfates : peu solubles dans leau

    Donc pas de problmes particuliers la traverse de formations contenant ce

    type de minraux,

    - Chlorure : trs solubles dans leau ncessit de saturer la boue pour viter

    le cavage,

    ENITSlide 23 - Formation qualifiante 2014

    La solubilit augmente avec la temprature do la ncessit de sursaturer la

    boue.

    Corrosivit des sels :

    - Chlorures trs corrosifs problmes avec les casings,

    Problmes avec les eaux chlorures calciques (corrosion des casings et

    dtrioration de la gaine de ciment).

  • LES ROCHES

    ENITSlide 24 - Formation qualifiante 2014

  • LES ROCHES

    ROCHES DIVISEES EN 3 GROUPES

    Les roches magmatiques qui reprsentent environ 95 % des roches de

    la lithosphre,

    Les roches mtamorphiques,

    Les roches sdimentaires qui reprsentent environ les des roches quiaffleurent.

    LES ROCHES MAGMATIQUES

    ENITSlide 25 - Formation qualifiante 2014

    LES ROCHES MAGMATIQUES

    Proviennent de la cristallisation dun magma

    - Roches plutoniques lorsque le magma cristallise en profondeur,

    - Roches volcaniques lorsque le magma en fusion atteint la surface.

    Formes principalement de silicates,

    Classification en fonction de la composition minralogique et de la

    texture des cristaux.

  • LES ROCHES

    LES ROCHES MAGMATIQUES

    Les deux principales roches magmatiques :

    - Granite : roche riche compose de quartz, de feldspaths et de micas,

    Roche acide, cristallisation en profondeur, cristaux de lordre de 1 2 mm,

    - Basalte : roche pauvre en silice (roche basique) donne des laves trs fluides.

    Roches qui nont pas dintrt ptrolier bien que quelques rservoirs

    soient des roches magmatiques.

    ENITSlide 26 - Formation qualifiante 2014

    soient des roches magmatiques.

    LES ROCHES METAMORPHIQUES

    Roches intermdiaires entre les roches sdimentaires et le magma,

    Proviennent de la transformations de roches sdimentaires sous laction

    de la temprature et de la pression,

    Roches sans intrt ptrolier.

  • LES ROCHES

    ENITSlide 27 - Formation qualifiante 2014

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ORIGINE

    Rsultent de la destruction mcanique, chimique et biologique de

    roches prexistantes (magmatiques, mtamorphiques et

    sdimentaires),

    Les diffrents lments sont transports par leau et se dposent dans

    les bassins sdimentaires,

    Elles se dposent en couches horizontales, elles sont stratifies et

    ENITSlide 28 - Formation qualifiante 2014

    contiennent de nombreux fossiles,

    Les sdiments meubles au cours de leur enfouissement se transforment

    progressivement en roches indures, certaines de leurs proprits sont

    modifies (porosit, permabilit),

    Lpaisseur de sdiments dposs dpend de la subsidence du bassin

    et du niveau de la mer,

    Grand intrt ptrolier de par leur origine et leur milieu de dpt : les

    hydrocarbures se forment et sont pigs dans ce type de roche.

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    DESTRUCTION DES ROCHES : LEROSION

    Destruction chimique

    - Attaque par les eaux mtoriques souvent acides,

    dsagrgation des roches, formation de nouveaux minraux (argiles) et

    dissolution,

    - Action des organismes vivants.

    Destruction mcanique

    ENITSlide 29 - Formation qualifiante 2014

    Destruction mcanique

    - Variations de temprature fissuration, clatement, dislocation des roches,

    - Forces de pesanteur boulements, glissements,

    - Effet de leau (solide et liquide) qui fragmente les roches.

    Lrosion produit

    - Des lments de diffrentes tailles (de gros blocs de trs fins lments),

    - De nouveaux minraux,

    - Amne de nouvelles roches laffleurement qui seront leur tour attaques,

    - Permet la dissolution dans leau de certains lments.

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    TRANSPORT

    Leau (sous forme solide et liquide) est le principal moyen de transport,

    une faible quantit transporte par le vent,

    lments transports en solution dans leau ou sous forme dlments

    figurs,

    Transport sur des distances trs variables en fonction de lnergie du

    moyen de transport et de la dimension des lments tri des lments

    ENITSlide 30 - Formation qualifiante 2014

    au cours du transport (les plus fins transports sur des distances plus

    importantes),

    Transport sous-marin dimportants volumes de sdiments : courants de

    turbidit (glissements de terrain sur la pente continentale).

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 31 - Formation qualifiante 2014

    ELF 1997

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 32 - Formation qualifiante 2014

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    DEPOTS ET SEDIMENTATION

    Prcipitations des produits en solution lorsque les conditions changent

    (salinit, pH, temprature, concentration, R) dpts dorigine

    chimique et / ou biochimique,

    Sdimentation lorsque lnergie du moyen de transport devient

    insuffisante dpts dorigine dtritique,

    Sdimentation en milieu aquatique (surtout marin, mais aussi lacustre),

    ENITSlide 33 - Formation qualifiante 2014

    Les sdiments gorgs deau se dposent en couches horizontales, les

    plus rcents recouvrent les plus anciens,

    Taux de sdimentation : quelques dizaines de m par millions dannes

    paisseur de sdiments dposs fonction de la subsidence et du niveau

    de la mer par rapport au continent.

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 34 - Formation qualifiante 2014

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 35 - Formation qualifiante 2014

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    TRANSFORMATION DU SEDIMENT EN ROCHE : LADIAGENESE

    Compaction : processus mcanique, transformation sous leffet de la

    pression, vacuation de leau et diminution de la porosit et de la

    permabilit,

    Cimentation : dpt de minraux dans les pores de la roche,

    Recristallisation : dissolution, changes ioniques et prcipitation,

    Sgrgation : concentrations de certains minraux dans la roche

    ENITSlide 36 - Formation qualifiante 2014

    Sgrgation : concentrations de certains minraux dans la roche

    (formation de silex, R)

    Dolomitisation : changes ioniques entre les eaux et la roche

    modifications minralogiques

    AGENTS DE LA DIAGENESE

    Pression gostatique et contraintes tectoniques,

    Temprature : modifie la solubilit des ions et les quilibres chimiques,

    Circulation deau dans les roches : altration des minraux,

    recristallisation, dpts, R,

    Facteurs biologiques.

  • LES ROCHES SEDIMENTAIRES

    STRUCTURE

    Les grains

    - Gnralement de forme arrondie d au transport par leau,

    - Rudites si dimension suprieure 2 mm,

    - Arnites et sables si dimension comprise entre 62.5 m et 2 mm,

    - Lutites si dimension infrieure 62.5 m.

    La matrice qui lie les grains entre eux

    ENITSlide 37 - Formation qualifiante 2014

    La matrice qui lie les grains entre eux

    - Liant contemporain de la sdimentation : fraction lutite du sdiment,

    - Ciment rsultant de la prcipitation ou de la transformation du sdiment. Pas

    ncessairement de mme nature minralogique que les grains.

    - Possibilit davoir dans une roche en mme temps un liant et un ciment.

    Les pores

    - Contenant des fluides (eau, hydrocarbures, H2S, CO2, R),

    - Roche permable lorsque les fluides peuvent circuler lintrieur de la roche,

    - (Nappe phratique : eau dans les pores de la roche, pas de lac souterrains).

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    POROSITE

    Indique le pourcentage de pores dans la roche,

    = Volume de pores / volume total de la roche

    Sexprime en pourcentage,

    Dpend de la dimension des grains, de leur arrangement et de la

    matrice

    Valeur maximum possible : 48 %,

    ENITSlide 38 - Formation qualifiante 2014

    - Valeur maximum possible : 48 %,

    - Porosit excellente lorsque suprieure 30 %, faible lorsque infrieure 5 %,

    Valeur facile mesurer avec les outils de logging

    - Le neutron donne la porosit de la roche,

    - Dtermination plus fine en le combinant avec le sonique et le densit.

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 39 - Formation qualifiante 2014

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    PERMEABILITE

    Caractrise la facilit avec laquelle les fluides circulent lintrieur dune

    roche

    Dfinie par la loi de Darcy

    Lunit est le Darcy : dimension dune surface,

    - unit habituellement utilise : le millidarcy

    Plusieurs "permabilits" suivant les fluides prsents dans la roche :

    ENITSlide 40 - Formation qualifiante 2014

    Plusieurs "permabilits" suivant les fluides prsents dans la roche :

    - Permabilit absolue : permabilit de la roche avec un seul fluide,

    - Permabilit effective : permabilit de la roche un fluide, la roche

    contenant dautres fluides,

    - Permabilit relative : rapport de la permabilit effective sur la permabilit

    absolue.

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    PERMEABILITE

    Les meilleurs rservoirs ont une permabilit de quelques Darcy,

    Quelques millidarcy ncessaires pour lcoulement du gaz, quelques

    dizaines pour lhuile

    Pour dterminer la permabilit :

    - Ncessit de mettre la couche en production : essais de puits (qui permettent

    en mme temps de dterminer la pression de pore et le comportement du

    ENITSlide 41 - Formation qualifiante 2014

    en mme temps de dterminer la pression de pore et le comportement du

    rservoir),

    - Mesure sur carottes en laboratoire,

    - Possible davoir une ide daprs la courbe de remonte de pression suite

    une venue,

    - Possibilit aussi davoir une ide avec les RFT (Repeat Formation Tester).

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    SATURATION

    Indique la proportion de chaque fluide contenu dans les pores de la

    roche (Sw = saturation en eau, So = saturation en huile, Sg = saturation

    en gaz)

    Exprime en %, la somme de toutes les saturations est gale 1,

    Toujours une certaine quantit deau dans les rservoirs

    dhydrocarbures, cest leau irrductible (entre 10 et 50 % suivant la

    ENITSlide 42 - Formation qualifiante 2014

    dhydrocarbures, cest leau irrductible (entre 10 et 50 % suivant la

    roche, en moyenne 20 %),

    Les hydrocarbures ont dplac leau du rservoir, mais en gnral les

    roches sont mouilles leau, do la prsence de cette eau.

    Dtermines partir des logs de rsistivit (ou induction pour les boues

    non conductrices).

  • PROPRIETES DES ROCHES SEDIMENTAIRES

    NECESSITE DE CONNATRE LA POROSITE ET LES

    SATURATIONS POUR DETERMINER LE VOLUME

    DHYDROCARBURES EN PLACE,

    NECESSITE DE CONNATRE LA PERMEABILITE POUR SAVOIR

    COMMENT LES FLUIDES VONT SECOULER.

    ENITSlide 43 - Formation qualifiante 2014

  • ENITSlide 44 - Formation qualifiante 2014

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    PRINCIPAUX TYPES DE ROCHES SEDIMENTAIRES

    Les argiles,

    Les roches siliceuses

    Les roches carbonates,

    Les sels ou vaporites.

    ENITSlide 45 - Formation qualifiante 2014

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    LES ARGILES

    Roches constitues de silicates,

    Roches uniquement dorigine dtritique,

    Reprsentent environ 80 % des roches sdimentaires,

    Sdiments dposs dans des milieux calmes, confins etrducteurs, propices la conservation de la matire organique roches gnralement riches en matires organiques,

    ENITSlide 46 - Formation qualifiante 2014

    roches gnralement riches en matires organiques, lorigine des hydrocarbures,

    Roche poreuses, non permables, plastiques.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    LES ARGILES

    La compaction est le phnomne dominant au cours de leur

    diagense,

    Souvent sous compactes : au cours de lenfouissement,

    leau contenue dans le sdiment na pas le temps de quitter la

    roche cause de sa trs faible permabilit anomalies de

    pression de pores et ncessit daugmenter la densit de la

    ENITSlide 47 - Formation qualifiante 2014

    pression de pores et ncessit daugmenter la densit de la

    boue de forage pour traverser ces niveaux,

    Roches qui posent des problmes en cours de forage avec des

    boues base deau (hydratation, gonflement, fluage)

    coincement, etc..

    Marnes : roches argileuses contenant entre 35 et 65 % de

    carbonate de calcium (roches qui ont des caractristiques des

    argiles et des carbonates), elles posent moins de problmes en

    forage que les argiles.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ROCHES SILICEUSES

    Grains constitus de silice,

    Roches surtout dorigine dtritique (quasi la totalit de ces

    roches) :

    - Les arnites (diamtre des grains compris entre 62.5 m et 2 mm) :

    les plus abondantes :

    Sables : roches meubles, non consolides,

    ENITSlide 48 - Formation qualifiante 2014

    Sables : roches meubles, non consolides, Grs : roches consolides.

    - Les lutites (grains de dimension infrieure 62.5 m) : silts et

    siltites

    Roches dorigine chimique (prcipitation de silice) :

    - Roches trs dure finement lite : silexites, cherts,

    - Concentrations locales de silice formant des silex,

    Roches dorigine biologique :

    - Roches formes de microorganismes fixant la silice.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ROCHES SILICEUSES

    Reprsentent 5 10 % des roches sdimentaires, renferment

    60 % des rserves connues dhydrocarbures,

    La compaction est le facteur prpondrant dans la diagense,

    phnomnes chimiques peu marqus car la silice est trs peu

    ractive,

    Roches relativement homognes, dures et abrasives,

    ENITSlide 49 - Formation qualifiante 2014

    Roches relativement homognes, dures et abrasives,

    Porosit et permabilit relativement constante au sein dun

    mme rservoir,

    Pas de raction avec les boues de forage, mais attention au

    colmatage dun rservoir grseux avec de la baryte.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ROCHES CARBONATEES

    Composes de calcite et de dolomite :

    - Calcaires lorsque la roche est constitue de plus de 50 % de

    calcite,

    - Dolomies lorsque la roche est constitue de plus de 50 % dedolomite,

    Constituent de 5 10 % des roches sdimentaires,

    ENITSlide 50 - Formation qualifiante 2014

    Stockage de la majorit du gaz carbonique existant sur terre,

    Roches principalement lies lactivit dorganismes vivants :

    Le carbonate de calcium est fix par les organismes vivants et

    forme leur squelette (coquilles, etc..),

    Nombreux phnomnes chimiques intervenant au cours de la

    diagense (dissolution, recristallisation, prcipitation) karst

    (grottes, stalactites, etc..) porosit et permabilit trs

    variables au sein dune mme formation.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ROCHES CARBONATEES

    Dolomies : surtout dolomies secondaires (calcaire transformen dolomie par remplacement dun atome de calcium sur deuxpar un atome de magnsium),

    Roches qui peuvent tre poreuses et permables renfermentenviron 35 % des rserves connues dhydrocarbures,

    Roches qui ne prsentent pas de raction avec les boues de

    ENITSlide 51 - Formation qualifiante 2014

    forage,

    Mais problme de pertes si elles sont trs permables etfissures.

  • PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES

    ROCHES SALINES OU EVAPORITES

    Roches dorigine chimique, formes par vaporation de leau contenant

    diffrents sels dpt en milieu chaud et aride,

    Dabord prcipitation des carbonates, des sulfates puis des chlorures,

    Roches ni poreuses ni permables trs bonnes barrires de

    permabilit,

    Avec le chlorure de sodium : risque de fluage de la couche partir

    ENITSlide 52 - Formation qualifiante 2014

    Avec le chlorure de sodium : risque de fluage de la couche partir

    dune certaine profondeur et de formation de dmes de sel,

    Avec le chlorure de sodium :

    - Problme de dissolution ncessit de saturer les boues base deau,

    - Problme de fluage ncessit de monter la densit de la boue pour tenir le

    sel en place et risque de collapse des casings par la suite.

    Pas de problmes particuliers en cours de forage avec le gypse et

    lanhydrite.

  • TECTONIQUE - PLISSEMENTS

    ENITSlide 53 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE

    tude des dformations de lcorce terrestre, dformations dues

    aux mouvements (verticaux et horizontaux) des plaques,

    Comportement des roches diffrent suivant la valeur des contraintes

    et les matriaux, faible rsistance des roches la traction, mais

    bonne rsistance la compression,

    Dformations cassantes : les failles,

    ENITSlide 54 - Formation qualifiante 2014

    Dformations souples : les plis,

    Anticlinal, synclinal,

    Les couches ne sont plus horizontales pendage de la couche

    (inclinaison et direction de la pente de la couche).

  • TECTONIQUE - PLISSEMENTS

    ENITSlide 55 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE - PLISSEMENTS

    Slide 56Serept / TCM 140 27 Mai 2010

    SEREPT

  • TECTONIQUE - FAILLES

    ENITSlide 57 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE - FAILLES

    ENITSlide 58 - Formation qualifiante 2014

  • TECTONIQUE FAILLES NORMALES

    Slide 59Serept / TCM 140 27 Mai 2010

    SEREPT2003 - IPGP

  • TECTONIQUE FAILLES INVERSES

    Slide 60Serept / TCM 140 27 Mai 2010

    SEREPT

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  • TECTONIQUE FAILLES INVERSES

    Slide 61Serept / TCM 140 27 Mai 2010

    SEREPT

  • TECTONIQUE CISAILLEMENTS

    Slide 62Serept / TCM 140 27 Mai 2010

    SEREPT

  • TECTONIQUE

    ENITSlide 63 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE

    ENITSlide 64 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE

    tude des milieux de dpt des sdiments, partie importante pour la

    recherche dhydrocarbures,

    Diffrents types de sdimentation

    Dtritique : prdominance des facteurs mcaniques et topographiques,

    Chimique : prdominance des facteurs climatiques et chimiques,

    Biochimique : prdominance des facteurs biologiques et climatiques.

    ENITSlide 65 - Formation qualifiante 2014

    Milieux de sdimentation

    Milieu continental : faible volume de sdiments, surtout sdimentation

    dtritique, la matire organique est oxyde et dtruite peu dintrt

    pour la recherche ptrolire,

    Milieu lacustre : tous les types de sdimentation peuvent y tre

    rencontrs mais concerne de faibles volumes,

    Milieu marin : lieu o se font la quasi-totalit des dpts, tous les types

    de sdimentation sont prsents.

  • SEDIMENTOLOGIE VARIATION DU NIVEAU DES MERS

    Trs importantes variations du niveaux des mers au cours des

    temps gologiques,

    Eustatisme = modification du niveau moyen des mers,

    Position du rivage variable suivant le niveau de la mer.

    Variations dues :

    Rpartition et dimension des continents modifiant les circulations deau

    ocanique et des masses atmosphriques,

    ENITSlide 66 - Formation qualifiante 2014

    ocanique et des masses atmosphriques,

    Variation du taux dexpansion des dorsales ocaniques,

    Changements intervenant dans latmosphre terrestre (teneur en CO2,

    effet de serre, ..),

  • SEDIMENTOLOGIE VARIATION DU NIVEAU DES MERS

    ENITSlide 67 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE VARIATION DU NIVEAU DES MERS

    Transgression :

    Augmentation du niveau de la mer ou diminution du niveau du continent

    invasion du continent par la mer,

    Diminution de lnergie des moyens de transports des sdiments

    taux de sdimentation faible, diminution des dpts en zones

    profondes.

    ENITSlide 68 - Formation qualifiante 2014

    Rgression :

    Diminution du niveau de la mer ou augmentation du niveau du

    continent,

    Augmentation de lnergie des moyens de transports des sdiments

    taux de sdimentation lev, augmentation des dpts en zones

    profondes.

    Histoire de la Terre: alternance de transgressions et de rgressions.

  • SEDIMENTOLOGIE VARIATION DU NIVEAU DES MERS

    ENITSlide 69 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE VARIATION DU NIVEAU DES MERS

    ENITSlide 70 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE LE MILIEU MARIN

    ENITSlide 71 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE LE MILIEU MARIN

    ENITSlide 72 - Formation qualifiante 2014

    ELF 1997

  • SEDIMENTOLOGIE LE MILIEU MARIN

    LES MARGES CONTINENTALES

    Le plateau continental ou plateforme continentale

    - En pente douce (en moyenne 1 m / 1 000 m) jusqu une profondeur

    denviron 200 m actuellement,

    - Recouvre environ 10 % de la surface du globe, lieu principal de dpt des

    sdiments, do son intrt ptrolier.

    Le talus ou pente continentale

    ENITSlide 73 - Formation qualifiante 2014

    Le talus ou pente continentale

    - Zone de transition entre le continent et locan,

    - Largeur du talus comprise entre 20 et 100 km, la pente est denviron 5 %

    mais peut atteindre 40 voir 50 % certains endroits,

    - De 200 m 3 000 4 000 m sur les marges stables,

    - De 200 m 8 000 10 000 m sur les marges actives,

    - Zone o les courants de turbidit prennent naissance (glissements

    dimportants volumes de sdiments sur la pente gnralement dclenchs

    par des sismes).

  • SEDIMENTOLOGIE LE MILIEU MARIN

    LES BASSINS OCEANIQUES OU PLAINES ABYSSALES

    Zone situe entre les marges continentales et les dorsales ocaniques,

    tendues planes dune profondeur de lordre de 5 000 m,

    Zones de dpts de sdiments trs fins dpaisseur faible (quelques

    centaines de m).

    ENITSlide 74 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE

    TEMPS NECESSAIRE POUR LE DEPOT DUNE COUCHE

    Pas de relation directe entre lpaisseur dune couche et la dure du

    dpt,

    Pour avoir un dpt important, il faut un taux de subsidence suffisant

    sur une longue priode (quelques dizaines de millions dannes au

    minimum),

    Si taux de subsidence trop faible, remplissage de la zone de dpt et

    ENITSlide 75 - Formation qualifiante 2014

    Si taux de subsidence trop faible, remplissage de la zone de dpt et

    ensuite arrt de la sdimentation en ce lieu,

    Taux de sdimentation variant de quelques m quelques centaines de

    m par millions dannes (jusqu 300 m / millions dannes au

    Palocne dans le delta du Mississipi),

    Valeur moyenne de lordre de 10 m / millions dannes (1 mm / sicle

    !!),

  • SEDIMENTOLOGIE LES BASSINS SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 76 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE LES BASSINS SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 77 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE LES BASSINS SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 78 - Formation qualifiante 2014

  • SEDIMENTOLOGIE LES BASSINS SEDIMENTAIRES

    ENITSlide 79 - Formation qualifiante 2014

  • STRATIGRAPHIE

    ENITSlide 80 - Formation qualifiante 2014

  • STRATIGRAPHIE

    tude de lagencement dans lespace et le temps des formations

    gologiques,

    Partie importante de la gologie pour dterminer la position, lage

    des formations et la recherche dhydrocarbures,

    Dpts des sdiments :

    En couches horizontales parallles ou dpts entrecroiss,

    ENITSlide 81 - Formation qualifiante 2014

    Strate : dpt continu et homogne dpaisseur variable,

    Joint de stratification : surface de sparation entre deux strates,

    correspondant une interruption dans la sdimentation.

    Discontinuits stratigraphiques :

    Dure trs variable, possibilit de dterminer la dure en datant les

    couches de part et dautre,

    Discordance angulaire (les couches ne sont plus parallles) indique

    une phase dmersion et de plissement.

  • STRATIGRAPHIE - DISCONTINUITE

    ENITSlide 82 - Formation qualifiante 2014

  • STRATIGRAPHIE

    LA FORMATION : unit de base de la stratigraphie

    Ensemble de strates ou de couches sdimentaires prsentant des

    caractristiques lithologiques et palontologiques suffisantes pour

    constituer un repre gologique.

    LA SEQUENCE

    Succession de couches qui se superposent sans interruption majeure

    ENITSlide 83 - Formation qualifiante 2014

    dans la sdimentation.

  • LECHELLE STRATIGRAPHIE

    Indique lage dune formation par lintermdiaire de ltage, nindique

    pas sa nature lithologique ni son mode de formation,

    Unit fondamentale de lchelle stratigraphique : ltage

    Cest une formation reconnue par habitude ou cause de

    caractristiques remarquables : cest le stratotype,

    Le nom de ltage est le nom de la localit o le stratotype a t

    ENITSlide 84 - Formation qualifiante 2014

    reconnu suivi du suffixe ien (luttien, maastrichtien, R),

    Dure dun tage : environ 10 millions dannes (environ la dure

    de vie dune espce vivante),

    Naissance de lchelle stratigraphique en Europe en gnrale

    noms de localits europennes,

    Dbut et fin dun tage souvent caractriss par des changements

    importants (rgression, transgression, apparition, disparition de

    faunes et de flores, R.)

  • LECHELLE STRATIGRAPHIQUE

    chelle stratigraphique troitement lie lvolution de la

    faune et de la flore :

    Antcambrien : priode o la vie se met en place (mise en place des

    diffrents plans dorganisation des organismes vivants),

    re primaire : dbute avec lapparition dune grande quantit

    dorganismes vivants et conqute de tous les milieux, se termine par

    une extinction massive de la faune et de la flore,

    ENITSlide 85 - Formation qualifiante 2014

    une extinction massive de la faune et de la flore,

    re secondaire : dominance des grands reptiles (dinosaures) et des

    plantes sans fleurs (gymnospermes), se termine entre autre par la

    disparitions des dinosaures,

    re tertiaire : dominance des mammifres et des plantes fleurs

    (angiospermes),

  • LECHELLE STRATIGRAPHIQUE

    re quaternaire : dominance de lespce humaine, mais pas transition

    bien marque entre tertiaire et quaternaire.

    chelle stratigraphique ponctue par de nombreuses catastrophes

    (disparition de dinosaures la fin du secondaire, R.)

    Catastrophes probablement lies principalement des phnomnes

    dorigine externe (chute de mtorites, activit solaire, R).

    ENITSlide 86 - Formation qualifiante 2014

  • LECHELLE STRATIGRAPHIE

    ENITSlide 87 - Formation qualifiante 2014