RP 55632 FR THINON - infoterre.brgm.frinfoterre.brgm.fr/rapports/RP-55632-FR.pdf · Figure 5 - Localisation de l’ensemble des puits (cercle rouge : carottage sismique existant et

Projet PICOREFInterprétation sismique

Rapport intermédiaire

BRGM/RP-55632-FR mai 2007

Projet PICOREF Interprétation Sismique

Rapport intermédiaire

BRGM/RP-55632-FR mai 2007

Étude réalisée dans le cadre de la convention de recherche ANR-05-CO2-005-03

I. Thinon Avec la participation de

S. Grataloup

Vérificateur : Nom : D. BONIJOLY

Date :

Signature :

Approbateur : Nom : C. TRUFFERT

Date :

Signature :

Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

Mots clés : PICOREF, Interprétation sismique, Sismique pétrolière, Bassin de Paris, Dogger,

Calcaire, Oolithe Blanche, CO2 En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : Thinon I., avec la collaboration de Grataloup S. (2007) - Projet Picoref – Interprétation sismique. Rapport intermédiaire. BRGM/RP-55632-FR, 83 p., 45 fig., 1 tabl., 5 ann. © BRGM, 2007, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Picoref : Interprétation sismique

BRGM/RP-55632-FR – Rapport intermédiaire 3

Synthèse

e projet GéoCarbone-PICOREF, cofinancé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR, convention de recherche ANR-05-CO2-005-03), a pour objectif :

- de sélectionner et de décrire des sites géologiques capables d'accueillir le premier stockage de CO2 en France, dans une formation poreuse profonde ;

- de concevoir et de dimensionner les premières opérations pilote d’injection de CO2 sur ces sites ;

- de constituer les « dossiers de site » inhérents à l’obtention des autorisations de stockage auprès de l’Administration.

Elles ouvriront ainsi la route au déploiement des technologies de stockage à l’horizon 2010.

Les travaux ont débuté, en 2005, dans le cadre d’un financement du RTPG. Il s’agissait de sélectionner deux types de site : en aquifère salin profond et en gisement exploité d’hydrocarbures.

Le présent rapport est destiné à contribuer au choix d’un ou de deux sites d’étude en aquifère salé profond (Dogger et/ou Trias) qui seraient susceptibles de présenter toutes les caractéristiques favorables au stockage du CO2, en améliorant nos connaissances sur la géométrie du sous-sol du bassin de Paris grâce à l’interprétation de profils sismiques pétroliers.

L’interprétation sismique en temps double a été calée aux profondeurs des niveaux repères stratigraphiques de puits d’après les correspondances temps-profondeur déduites des carottages sismiques. Le nombre conséquent des logs fondamentaux, de cotes profondeurs et de carottages sismiques intégrés aux lignes sismiques a permis de bien contraindre cette étude.

Les résultats obtenus sont les suivants :

- temps, profondeurs et amplitude des horizons sismiques ;

- champs de vitesse moyenne et de tranche ;

- épaisseur des formations géologiques telles que le Dogger et l’Oolithe Blanche ;

- localisation des structures tectoniques majeures du sous-sol.

Ces données seront intégrées à d’autres données pour la construction d’un modèle géométrique 3D sur le secteur PICOREF.

L



Sommaire

1. Objectifs ....................................................................................................................9

2. Méthodes et données .............................................................................................11

2.1. LOGICIEL UTILISÉ............................................................................................11

2.2. LES DONNÉES DISPONIBLES ........................................................................13 2.2.1. Lignes sismiques régionales ....................................................................13 2.2.2. Données de puits......................................................................................15 2.2.3. Repères stratigraphiques .........................................................................17 2.2.4. Correspondances temps-profondeur........................................................18

2.3. REMARQUES....................................................................................................23 2.3.1. Les corrélations entre limite de formation et horizon sismique.................23 2.3.2. Les interpolations .....................................................................................24

3. Interprétations sismiques ......................................................................................27

3.1. DESCRIPTIONS DES HORIZONS ET UNITÉS SISMIQUES...........................27 3.1.1. Toit et mur du Dogger...............................................................................27 3.1.2. Faciès sismiques de l’Oolithe Blanche .....................................................28 3.1.3. Entre l’Oolithe Blanche et les marnes à Ostrea Acuminata......................34

3.2. SCHÉMA STRUCTURAL ..................................................................................34

4. Conclusion ..............................................................................................................39


6 BRGM/RP-55632-FR – Rapport intermédiaire

Liste des illustrations

Tableau 1 - Listing des lignes sismiques régionales retraitées et interprétées dans le cadre du projet PICOREF. ................................................................................................ 14

Figure 1 - Cotes profondeurs des niveaux repères stratigraphiques le long du puits GLB1

calées sur le profil sismique temps. La précision du calage est fonction de la précision des correspondances temps-profondeur................................................ 12

Figure 2 - Exemple de fichiers ascii d’export d’un ou plusieurs horizons sismiques. ............. 13 Figure 3 - Lignes sismiques régionales (en vert : Picoref1 ; en bleu : Picoref2). ................... 13 Figure 4 - Jonction de lignes sismiques composites le long d’une ligne sismique

« régionale » mettant en évidence des caractéristiques sismiques (paramètres d’acquisition initiaux) différentes de part et d’autre du CDP 5350 environ. ............ 15

Figure 5 - Localisation de l’ensemble des puits (cercle rouge : carottage sismique existant et pris en compte). Le listing est détaillé en Figure 6. ............................................ 16

Figure 6 - Puits pris en compte pour cette étude. Les cotes des niveaux repères stratigraphiques sont répertoriées en Annexes 1 et 2. En rouge, puits pour lesquels existent une correspondance temps-profondeur (carottages sismiques) prise en compte dans cette étude........................................................................... 17

Figure 7 - Liste des niveaux repères stratigraphiques pointés sur les lignes sismiques régionales (couleurs du pointé sismique). .............................................................. 18

Figure 8 - Puits pour lesquels des carottages sismiques existent et dont les correspondances temps-profondeurs ont été prises en compte dans le projet (zoom sur la zone PICOREF2). .............................................................................. 19

Figure 9 - Exemple de carte isochrone. La maille de la grille est conservée pour les phases suivantes. ................................................................................................... 20

Figure 10 - Exemple de carte de champ de vitesse d’intervalle................................................ 21 Figure 11 - Exemple de carte de champ de vitesse moyenne. ................................................. 22 Figure 12 - Exemple de carte isobathe...................................................................................... 23 Figure 13 - Ondulations des réflecteurs sur une section du profil sismique temps EW06.

Graphe des statiques résiduelles (géophones, point de tir) de la ligne 86ROY1 correspondant au segment ci-dessus de la ligne régionale EW06......................... 25

Figure 14 - Faciès sismique du Dogger calcaire. Les horizons sismiques sont calés par rapport aux principaux niveaux stratigraphiques du puits GLB1 (pour connaître la correspondance des couleurs, voir la légende de la Figure 7). .......................... 27

Figure 15 - a) Isopaque du Dogger (toit de la Dalle Nacrée au toit du Toarcien). b) Isopaque de la formation réservoir (toit de la Dalle Nacrée à la base des marnes à Ostrea Acuminata). Équidistance des isolignes = 5 m. ...................................................... 28



Figure 16 - Pointé de l’Oolithe Blanche sur le forage Val d’Orvin 1 (VOV1) à partir des diagraphies (bleu foncé = « corps poreux » ; bleu clair = « corps non-poreux ») (S. Grataloup). .........................................................................................................29

Figure 17 - Corrélation entre les réflecteurs du Dogger Calcaire de la section sismique de la ligne NS02 et du log d’impédance le long du forage Val d’Orvin 1 (VOV1, Figure 5), d’après les travaux CGG (2007). ............................................................30

Figure 18 - Corrélation entre le film synthétique et le log d’impédance du forage Val d’Orvin 1, d’après les travaux CGG (2007). ............................................................30

Figure 19 - Exemple de faciès sismique de l’Oolithe Blanche. Son toit est exprimé par un négatif continu. Le positif situé au-dessus peut être bien exprimé (a) ou pas (b)...31

Figure 20 - Répartition des différents faciès sismiques des limites de l’Oolithe Blanche, cartographiée seulement de manière qualitative et grossière.................................31

Figure 21 - Exemples de faciès sismiques dans l’Oolithe Blanche, de lité à transparent. On note la présence de variations latérales de faciès. .................................................32

Figure 22 - Exemple de faciès sismique chaotique dans l’Oolithe Blanche. .............................32 Figure 23 - Exemples de faciès sismiques dans l’Oolithe Blanche, qui présentent des

figures internes obliques..........................................................................................32 Figure 24 - Rapport entre la résolution verticale sismique et l’épaisseur de l’Oolithe

Blanche....................................................................................................................33 Figure 25 - Isopaques de l’unité Oolithe Blanche. .....................................................................33 Figure 26 - Juxtaposition des isopaques de l’Oolithe Blanche (contourage tous les 5 m) et

du Dogger (couleur).................................................................................................34 Figure 27 - Exemple de faciès sismique entre la base de l’Oolithe Blanche et les marnes à

Ostrea Acuminata. ...................................................................................................34 Figure 28 - Section sismique ~NS de la ligne régionale EW02 (Picoref1) interprétée. Les

failles en bleu appartiennent au réseau de Saint-Martin-de-Bossenay. Les failles en rouge n’ont pas été identifiées. ................................................................35

Figure 29 - Localisation et nomenclatures des failles majeures (K = intersection entre faille et horizon) au toit du Dogger. ..................................................................................36

Figure 30 - Failles majeures Picoref (K = intersection entre faille et horizon ; trait noir épais) sur fond de carte structural de l’IFP (2002) et C. Robelin (2006) au toit du Dogger. ....................................................................................................................37

Figure 31 - Failles majeures Picoref (K = intersection entre faille et horizon ; trait noir épais) sur fond de carte structural de l’IFP (2002) et C. Robelin (2006) au toit du Trias (en rouge). ...............................................................................................................38

Figure 32 - Graphes de vitesses (moyenne, intervalle) et courbe t = f(P). Exemple le plus courant.....................................................................................................................59

Figure 33 - Log de correspondances temps/profondeur............................................................60 Figure 34 - Tableau de correspondances temps/profondeur.....................................................61 Figure 35 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Cénomanien..............................................73 Figure 36 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit de l’Aptien.......................................................74 Figure 37 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Portlandien. ...............................................75



Figure 38 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Kimméridgien............................................ 76 Figure 39 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Dogger calcaire......................................... 77 Figure 40 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit de l’Oolithe Blanche....................................... 78 Figure 41 - Carte isobathe (maille 80 m) de la base de l’Oolithe Blanche. ............................... 79 Figure 42 - Carte isobathe (maille 80 m) de la base des marnes à Ostrea Acuminata. ........... 80 Figure 43 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Toarcien.................................................... 81 Figure 44 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Domérien. ................................................. 82 Figure 45 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Trias. ......................................................... 83

Liste des annexes

Annexe 1 - Puits - coordonnées, niveaux de références et profondeur totale .......................... 41 Annexe 2 - Puits - cotes, profondeurs des principaux niveaux repères stratigraphiques ......... 49 Annexe 3 - Correspondances temps-profondeur – Exemples de documents dérivés des

carottages sismiques .............................................................................................. 57 Annexe 4 - Description des faciès sismiques – toit et mur du Dogger supérieur ; toit et mur

de l’Oolithe Blanche ................................................................................................ 63 Annexe 5 - Exemples de cartes – Isobathes des formations géologiques sur la région

Picoref ..................................................................................................................... 71



1. Objectifs

Les données de base nécessaires à la construction d’un modèle géométrique 3D sur le secteur PICOREF sont :

- la profondeur des principaux niveaux repères ;

- les structures tectoniques majeures du sous-sol. Elles proviennent de diverses sources d’informations :

- cartes et coupes géologiques du bassin de Paris (travaux antérieurs) ;

- connaissance de la géométrie et de l’épaisseur des formations géologiques du sous-sol par l’interprétation de profils sismiques pétroliers retraités (amélioration des corrections statiques) et l’analyse des logs de puits et de carottages sismiques ;

- analyse de diagraphies afin d’identifier les interfaces pertinentes au droit des forages. Les logs ont notamment été interprétés en termes de « corps poreux » (S. Grataloup, BRGM ; P. Houel, IFP), ce qui a contribué à placer la limite Oolithe Blanche-Comblanchien, particulièrement difficile à caractériser.

Ce rapport présente les méthodes et les apports de l’analyse des lignes sismiques régionales et des carottages sismiques de puits effectuée sur le secteur PICOREF.



2. Méthodes et données

2.1. LOGICIEL UTILISÉ

Le module d’interprétation sismique SEISVISION du logiciel GEOGRAPHIX de Landmark permet de pointer sous forme numérique les interprétations des lignes sismiques temps, de vérifier les pointés aux croisements entre profils et de caler les horizons sismiques en temps par rapport aux cotes profondeurs des niveaux repères stratigraphiques de puits pétroliers en fonction de correspondances temps/profondeur (carottages sismiques de puits).

Les données d’entrées sont :

- des fichiers SEGY de lignes sismiques géo-référencées ;

- des puits géo-référencés avec les cotes en profondeur des niveaux repères stratigraphiques choisis (Annexes 1 et 2) ;

- des correspondances temps-profondeur. Elles permettent de corréler et de visualiser les cotes profondeurs des niveaux repères stratigraphiques le long des puits sur les lignes sismiques qui sont représentées en temps (Figure 1). Elles serviront aussi pour calculer un champ de vitesse moyenne pour la couverture totale ou d’intervalle par formation afin de convertir les valeurs temps (seconde temps double) des horizons sismiques pointés en profondeur.

Les données de sortie sont :

- des fichiers ascii contenant, pour chaque CDP de chaque horizon sismique pointé et pour chaque ligne, les temps en seconde temps double, les amplitudes, les vitesses (moyenne ou intervalle) et les profondeurs en mètres (Figure 2) ;

- des MNT des surfaces des différents niveaux repères stratigraphiques (isochrones, isobathes) ;

- les épaisseurs des formations géologiques ;

- la localisation en X, Y et Z (temps) des intersections entre les principales failles et les horizons sismiques.



Figure 1 - Cotes profondeurs des niveaux repères stratigraphiques le long du puits GLB1 calées sur le profil sismique temps. La précision du calage est fonction de la précision

des correspondances temps-profondeur.



Figure 2 - Exemple de fichiers ascii d’export d’un ou plusieurs horizons sismiques.

2.2. LES DONNÉES DISPONIBLES

Les données disponibles sont des lignes sismiques qui se croisent, des cotes profondeur des formations géologiques provenant des logs fondamentaux de puits pétroliers et des correspondances temps-profondeur dérivées de carottages sismiques.

2.2.1. Lignes sismiques régionales

Quinze lignes sismiques dites régionales ont été retraitées et interprétées pour l’étude d’une zone d’environ 12 750 km2 du bassin de Paris (Figure 3, Tableau 1).

Figure 3 - Lignes sismiques régionales (en vert : Picoref1 ; en bleu : Picoref2).



PICOREF 1

Nom des lignes Orientation Longueur (km)

PICOREF 2 Nom des lignes Orientation Longueur

(km) EW01 NW-SE (~120°) 183 ew03 EW à NE-SW 25 EW02 NW-SE (~120°) 147 ew04 EW à NE-SW 30 NS01 NE-SW (N35°) 125 ew05 EW à ENE-WSW 38 NS02 NE-SW (N35°) 53 ew06 ENE-WSW 55

NS03 NNE-SSW à NW-SE (~15° à 120°) 167 ew07 ENE-WSW 55

NS04 NE-SW (NS à N35°) 102 ns05 NS 24 ns06 NS 28 ns07 NNW-SSE 30 ns08 NNW-SSE 25

Tableau 1 - Listing des lignes sismiques régionales retraitées et interprétées dans le cadre du projet PICOREF.

Ces lignes sismiques régionales sont disponibles sous format SEGY en version migrée. Leurs coordonnées sont en Lambert II étendu (Paris). Leur domaine fréquentiel se situe entre 15 et 50 Hz.

Les lignes Picoref2 sont de meilleure qualité et de meilleure résolution (inter-CDP ~ 20 m) par rapport à celle de Picoref1 (inter-CDP ~ 80 m). Remarque : sur les bordures du secteur Picoref2, donc sur la plupart des lignes régionales de Picoref1 (Figure 3), l’épaisseur de l’Oolithe Blanche est égale voire inférieure à l’épaisseur du signal des lignes sismiques.

Une ligne sismique dite régionale est un composite de plusieurs lignes sismiques pétrolières existantes, de qualité et de résolutions différentes (Figure 4). La section sismique de la Figure 4 montre un changement brutal de résolution (un horizon passe à trois horizons sur la portion plus haute résolution) à la jonction de deux lignes sismiques d’origine et de caractéristiques différentes (paramètres d’acquisition différents), qui crée une marche dans l’interprétation. Pour éliminer cet artéfact, nous avons atténué manuellement cette marche par un pointé progressif.



Figure 4 - Jonction de lignes sismiques composites le long d’une ligne sismique « régionale » mettant en évidence des caractéristiques sismiques (paramètres d’acquisition initiaux)

différentes de part et d’autre du CDP 5350 environ.

2.2.2. Données de puits

186 puits, de 130 m à 3 580 m de profondeur totale, ont été utilisés sur la zone d’étude (Figure 5, Figure 6, Annexe 1). 14 atteignent le Permien, 57 traversent la formation réservoir choisie dans la partie supérieure du Dogger (Toit Dalle Nacrée, Base des marnes à Ostrea Acuminata) ; 37 sont renseignés en cotes profondeurs du toit et base de l’Oolithe Blanche (Annexe 2). Pour la plupart des puits déviés (reconnaissable par le D dans leur nomenclature), les cotes ont été corrigées de la déviation (Hermé1D). Pour les autres en fonction de l’importance de la déviation et des puits, ils ont été enlevés (Vulaines5D et 6D par exemple) ou les cotes les plus profondes ont été éliminées (Flacy1D par exemple). Nous n’avons pas utilisé les correspondances temps/profondeur des puits déviés lorsque celles-ci existaient.

Les coordonnées en Lambert II étendu (Paris) ont été vérifiées ainsi que les profondeurs totales, les Zsol et les Ztable (référence du zéro des logs) pour chacun des puits. Peu de ces puits sont sur le tracé des lignes sismiques régionales. Les puits alentours sont là pour contraindre un peu plus les profondeurs des niveaux repères stratigraphiques sur la zone d’étude et limiter les artéfacts ou les problèmes liés aux méthodes d’interpolation.



Figure 5 - Localisation de l’ensemble des puits (cercle rouge : carottage sismique existant et pris en compte). Le listing est détaillé en Figure 6.



Figure 6 - Puits pris en compte pour cette étude. Les cotes des niveaux repères stratigraphiques sont répertoriées en Annexes 1 et 2. En rouge, puits pour lesquels existent une

correspondance temps-profondeur (carottages sismiques) prise en compte dans cette étude.

2.2.3. Repères stratigraphiques

13 niveaux repères ont été choisis (Figure 7). Le toit du Kimméridgien correspond au toit des marnes supérieures. Le toit du Callovien Inférieur correspond au toit de la Dalle Nacrée. Toutes les cotes profondeur ont été transférées dans la base de données des puits du module d’interprétation sismique SEISVISION (Annexe 2).



Figure 7 - Liste des niveaux repères stratigraphiques pointés sur les lignes sismiques régionales (couleurs du pointé sismique).

Les cotes du toit et de la base de l’Oolithe Blanche proviennent du travail d’analyse et de vérification de diagraphies de S. Grataloup (BRGM). Les cotes des dix autres niveaux repères proviennent en grande partie des travaux de P. Houel (IFP) sur le Bloc Bourguignon et de logs fondamentaux et/ou validés des puits répertoriés dans la BSS (BRGM).

2.2.4. Correspondances temps-profondeur

Le travail principal a été de répertorier les puits ayant des correspondances temps-profondeur (Annexe 3), tels que les carottages sismiques, de les récupérer auprès des divers organismes industriels ou publics tels que la BSS (BRGM) et auprès de la DGEMP et de retranscrire les tableaux ou les graphes sous forme numérique.

L’objectif était d’obtenir un nombre suffisamment important de lois de vitesse de puits traversant l’ensemble des formations réparties de façon homogène sur le secteur PICOREF pour :

- caler le mieux possible les cotes profondeurs des niveaux repères stratigraphiques des puits sur les profils sismiques temps voisins afin de contraindre au mieux l’interprétation sismique sur les lignes sismiques régionales ;

- contraindre au mieux les conversions temps-profondeur des horizons pointés ;

- limiter le plus possible les effets d’ondulation liés aux méthodes d’interpolation sur le champ de vitesse par horizon et par conséquence sur le calcul des surfaces en profondeur via la conversion des valeurs temps selon le champ de vitesse.



Figure 8 - Puits pour lesquels des carottages sismiques existent et dont les correspondances temps-profondeurs ont été prises en compte dans le projet (zoom sur la zone PICOREF2).



La méthode de conversion temps-profondeur dans le logiciel Seisvision s’effectue en trois phases :

- construction d’une surface en temps (à la maille inter_CDP) prenant en compte le pointé sismique des lignes (Figure 9) :

Figure 9 - Exemple de carte isochrone. La maille de la grille est conservée pour les phases suivantes.

- construction d’un champ de vitesse (Figure 10, Figure 11) prenant en compte les correspondances temps/profondeur dérivées des carottages sismiques existants le long de puits (Figure 3) et celles déduites du rapport entre les pointés sismiques temps et les cotes profondeurs des niveaux correspondants sur les puits alentours. Pour effectuer les transformations temps-profondeur, les vitesses d’intervalle ou de tranche (Figure 10) ont été privilégiées par rapport aux vitesses moyennes (Figure 11). En choisissant les vitesses d’intervalle, s’il y a une erreur dans les niveaux



supérieurs, celle-ci se répercute sur toute la pile géologique, mais les croisements entre horizons différents sont évités ; les horizons sismiques sont indépendants les uns des autres. Au contraire, en choisissant les vitesses moyennes, si les petites anomalies sont atténuées, les différents horizons, alors dépendants les uns des autres, peuvent se croiser. Ce dernier choix n’est pas le plus approprié pour la construction d’un modèle 3D ;

Figure 10 - Exemple de carte de champ de vitesse d’intervalle.



Figure 11 - Exemple de carte de champ de vitesse moyenne.

- la surface en profondeur d’un horizon (Figure 12) provient de la surface isochrone (Figure 9) transformée en profondeur avec le champ de vitesse correspondant (Figure 10). L’interpolation conserve les cotes profondeur des niveaux repères des puits.



Figure 12 - Exemple de carte isobathe.

2.3. REMARQUES

2.3.1. Les corrélations entre limite de formation et horizon sismique

Pour l’ensemble du secteur Picoref, les interprétations ont été effectuées par corrélations avec les logs de puits basées sur les correspondances temps/profondeur et avec l’aide uniquement d’une portion de film synthétique effectuée sur la formation du Dogger Calcaire le long du puits Val d’Orvin 1 (Figure 5).

Sur la partie nord de Picoref, aucun forage et aucun film synthétique n’était disponible (Figure 5), ce qui n’a pas permis de valider le pointé sismique des lignes NS04 et des sections nord des lignes EW1 et EW2. D’après une autre étude en cours, effectuée sur



la base de plusieurs films synthétiques (com. pers.), le toit du Dogger Calcaire serait plus profond que ce qu’il a été pointé sur les lignes Picoref1 dans la partie septentrionale de la région Picoref.

2.3.2. Les interpolations

Les valeurs de profondeur sont fonctions du maillage choisi puisque elles dérivent d’un calcul entre deux MNT, la surface temps et le champ de vitesse. Pour toutes les interpolations, les cotes profondeur des niveaux repères des puits ainsi que le pointé sismique le long des lignes sont conservés.

Les mailles trop grandes par rapport à la distance inter-CDP induisent des artefacts tels que des paliers d’isovaleurs de vitesse et de profondeur le long de la ligne et des homogénéisations trop importantes.

Pour des raisons de capacité et de temps de calcul informatique, nous avons choisi de créer pour chacun des horizons sismiques deux MNT à maille différente :

- sur la zone régionale de Picoref, comprenant l’ensemble des lignes régionales Picoref1, la maille est de 80 m, distance moyenne inter-CDP des lignes régionales. Seules les valeurs des pointés des profils de Picoref1 ont été exportées à cette maille-là ;

- sur le secteur plus réduit et de plus haute résolution de Picoref2, même si la distance moyenne inter-CDP est de 20 m, le maillage choisi est de 40 m au lieu de 20 m, en raison d’une incapacité de calcul informatique et pour limiter le temps de calcul. Seules les valeurs des pointés des profils de Picoref2 ont été exportées à cette maille-là.

Les horizons sismiques ondulent sur certaines lignes orientés EW. Ces ondulations n’existent pas sur les lignes sismiques de Picoref1 (inter-CDP et maille des grilles d’interpolation = 80 m).

Trois hypothèses ont été formulées pour tenter d’expliquer leurs origines :

- ce sont des artefacts induits par la méthode d’interpolation malgré le nombre de logs fondamentaux et de contraintes temps-profondeur sur et entre les lignes sismiques. Ces ondulations devraient alors être homogènes et présentes sur tous les horizons transformés en profondeur. Ceci n’est pas le cas, puisque les ondulations existent déjà sur les sections temps et seulement sur les lignes plutôt orientées EW (Figure 13) ;

- ces ondulations seraient induites par les statiques. Le retraitement de ces lignes a porté exclusivement sur l’amélioration des corrections statiques, ce qui a permis de bénéficier d’une sismique très bien corrigée des statiques ;

- ces ondulations correspondraient à une réalité géologique, des plissements orientés NS liés à la phase tertiaire, observés uniquement sur les lignes EW, lignes sub-parallèles aux isolignes des horizons sismiques comme le toit du Dogger.



Figure 13 - Ondulations des réflecteurs sur une section du profil sismique temps EW06. Graphe des statiques résiduelles (géophones, point de tir) de la ligne 86ROY1 correspondant

au segment ci-dessus de la ligne régionale EW06.



3. Interprétations sismiques

3.1. DESCRIPTIONS DES HORIZONS ET UNITÉS SISMIQUES

Les interprétations ont été effectuées, calées par rapport aux principales formations géologiques des puits. Les horizons sismiques correspondant aux toits du Kimméridgien et du Dogger (Dalle Nacrée) et à la base des marnes à Ostrea Acuminata sont très bien suivis et bien contraints. Ceux du Cénomanien, Aptien, Portlandien et Toarcien sont relativement bien contraints. Les pointés du toit du Domérien ainsi que celui du Trias sont beaucoup moins fiables en raison de la diminution de la qualité sismique en profondeur et du nombre limité de forages atteignant le Trias.

Dans ce rapport technique, seule la formation du Dogger et le schéma structural au toit du Dogger et Trias sont analysés.

3.1.1. Toit et mur du Dogger

a) Descriptif du faciès sismique

Figure 14 - Faciès sismique du Dogger calcaire. Les horizons sismiques sont calés par rapport aux principaux niveaux stratigraphiques du puits GLB1 (pour connaître la correspondance des

couleurs, voir la légende de la Figure 7).



Le toit du Dogger (ou Dalle Nacrée) et la base des marnes à Ostrea Acuminata sont généralement bien exprimés sur les lignes sismiques. Le toit de la Dalle Nacrée est un positif de forte amplitude. Son horizon sismique est généralement un réflecteur continu et lisse (Figure 14, Figure 24, Figure 21, Figure 23, Figure 19). Cependant, certaines portions de lignes peuvent présenter des discontinuités (Figure 22). La limite des marnes à Ostrea Acuminata correspond à un réflecteur de forte amplitude, le toit est un négatif et la base le positif associé (Figure 14).

Le toit du Toarcien (base du Dogger calcaire) correspond au deuxième négatif sous la base des marnes à Ostrea Acuminata (Figure 14). Généralement continu et de faible amplitude, il peut parfois être difficile à pointer sur les lignes de plus basse résolution ou de plus mauvaise qualité.

b) Épaisseur

Le pointé a permis d’obtenir les isopaques de l’ensemble du Dogger (Figure 15) et de l’intervalle toit Dalle Nacrée/Base des marnes à Ostrea Acuminata. Ces cartes d’isopaques montrent une structuration NNE-SSW, avec un dépôt-centre important le long de la faille de Saint-Martin-de-Bossenay.

a) b)

Figure 15 - a) Isopaque du Dogger (toit de la Dalle Nacrée au toit du Toarcien). b) Isopaque de la formation réservoir (toit de la Dalle Nacrée à la base des marnes à Ostrea Acuminata).

Équidistance des isolignes = 5 m.

3.1.2. Faciès sismiques de l’Oolithe Blanche

L’unité de l’Oolithe Blanche se situe entre les réflecteurs du toit de la Dalle Nacrée et de la base des marnes à Ostrea Acuminata (Figure 14).

Les cotes aux forages, toit et base de l’Oolithe Blanche, sont issues de l’interprétation en termes de « corps poreux » des diagraphies (Figure 16). Elles sont placées de manière à identifier la partie la plus poreuse et la plus massive de l’Oolithe Blanche (corps basal de la formation).



Figure 16 - Pointé de l’Oolithe Blanche sur le forage Val d’Orvin 1 (VOV1) à partir des diagraphies (bleu foncé = « corps poreux » ; bleu clair = « corps non-poreux ») (S. Grataloup).

En sismique, d’après un film synthétique du forage Val d’Orvin 1 (Figure 17, Figure 18), le toit de l’Oolithe Blanche a été positionné sur le second négatif après le toit du Dogger (Figure 17, Figure 18). Les diagraphies de ce forage VOV1 sont présentées Figure 16.



Figure 17 - Corrélation entre les réflecteurs du Dogger Calcaire de la section sismique de la ligne NS02 et du log d’impédance le long du forage Val d’Orvin 1 (VOV1, Figure 5),

d’après les travaux CGG (2007).

Figure 18 - Corrélation entre le film synthétique et le log d’impédance du forage Val d’Orvin 1, d’après les travaux CGG (2007).



a) Descriptif du faciès sismique et répartition

Le toit et la base de l’Oolithe Blanche sont exprimés respectivement par un négatif et un positif de forte amplitude. La continuité de ces horizons est variable comme le montre la carte de répartition des faciès (Figure 20) et les quelques exemples sismiques présentés ci-dessous (Figure 21 à Figure 27).

a) b)

Figure 19 - Exemple de faciès sismique de l’Oolithe Blanche. Son toit est exprimé par un négatif continu. Le positif situé au-dessus peut être bien exprimé (a) ou pas (b).

Figure 20 - Répartition des différents faciès sismiques des limites de l’Oolithe Blanche, cartographiée seulement de manière qualitative et grossière.

Le faciès sismique de l’Oolithe Blanche varie le long des lignes régionales. Il peut être lité, composé de un (Figure 23, Figure 27) à deux réflecteurs de faible à forte



amplitude, continus (Figure 21) à discontinus (Figure 23, Figure 19, Figure 27), concordants (Figure 21), discordants (Figure 23) à chaotique (Figure 22). On note la présence de nombreuses variations latérales plus ou moins étendues (Figure 21) et de figure telles que des obliques (Figure 23).

a) b)

Figure 21 - Exemples de faciès sismiques dans l’Oolithe Blanche, de lité à transparent. On note la présence de variations latérales de faciès.

Figure 22 - Exemple de faciès sismique chaotique dans l’Oolithe Blanche.

a) b)

Figure 23 - Exemples de faciès sismiques dans l’Oolithe Blanche, qui présentent des figures internes obliques.

b) Limite d’observation

L’observation de cette unité dépend du rapport entre la résolution verticale des lignes sismiques et l’épaisseur de cette unité. Sur les extrémités du bassin (globalement, situés au niveau des lignes régionales Picoref1, NS01, NS04, EW01 par exemple), l’épaisseur de l’Oolithe Blanche semble diminuer (Figure 25). Étant égale ou inférieure



à l’épaisseur du signal sismique sur ces lignes (Figure 24), le pointé de son toit et de sa base n’y sont pas fiables, ainsi que les vitesses de tranche qui en résultent.

Figure 24 - Rapport entre la résolution verticale sismique et l’épaisseur de l’Oolithe Blanche.

c) Épaisseur de l’Oolithe Blanche

L’Oolithe Blanche a une épaisseur comprise entre moins d’une dizaine de mètres et 50 m (Figure 25). Les plus fortes épaisseurs se localisent au centre de la région Picoref, au pied de la faille de Saint-Martin-de-Bossenay.

Figure 25 - Isopaques de l’unité Oolithe Blanche.



Figure 26 - Juxtaposition des isopaques de l’Oolithe Blanche (contourage tous les 5 m) et du Dogger (couleur).

3.1.3. Entre l’Oolithe Blanche et les marnes à Ostrea Acuminata

Généralement entre la base de l’Oolithe Blanche et celle des marnes à Ostrea Acuminata, un seul réflecteur est observé, caractérisé par une forte amplitude. Il est relativement continu et concordant (Figure 21, Figure 23). On note la présence d’hétérogénéités sous la forme de variation d’amplitude (réflecteur faiblement marqué, Figure 22) et/ou d’un ensemble de réflecteurs (2 à 3) de forte amplitude (Figure 27).

Figure 27 - Exemple de faciès sismique entre la base de l’Oolithe Blanche et les marnes à Ostrea Acuminata.

3.2. SCHÉMA STRUCTURAL

Les failles majeures ont été observées sur les lignes sismiques (Figure 28). Leur intersections avec les horizons sont disponibles en X, Y et en profondeur seconde temps double. Seules les failles induisant des décalages d’horizon, donc des rejets



apparents majeurs (supérieurs à l’épaisseur du signal, ~ 20 m), peuvent être observées et pointées (Figure 28, Figure 29).

Les corrélations entre failles de profil à profil sont rendues difficiles par un maillage sismique trop lâche et une observation uniquement des failles aux rejets apparents importants.

Figure 28 - Section sismique ~NS de la ligne régionale EW02 (Picoref1) interprétée. Les failles en bleu appartiennent au réseau de Saint-Martin-de-Bossenay.

Les failles en rouge n’ont pas été identifiées.

La qualité de la sismique permet d’observer le réseau structural affectant les séries post-Domérien dont celui affectant le toit du Dogger (toit de la Dalle Nacrée). La carte des failles affectant le toit du Domérien et du Trias est peu fiable, en raison de la faible qualité de la sismique en profondeur.



La corrélation des failles majeures, dont la faille de Saint-Martin-de-Bossenay, au toit du Dogger (Figure 29), est basée sur la continuité logique, le sens de pendage et l’importance du rejet apparent des failles observées sur les profils sismiques (Figure 28), ainsi que sur les travaux antérieurs effectués tels que le schéma structural du Trias et Dogger, d’après l’IFP (2002) et C. Robelin (2006) (Figure 31).

Figure 29 - Localisation et nomenclatures des failles majeures (K = intersection entre faille et horizon) au toit du Dogger.

Globalement, on retrouve les failles principales du schéma structural de l’IFP (2002) et C. Robelin (2006), au toit du Dogger (Figure 30) et au toit du Trias (Figure 31). On note cependant un nombre de failles affectant le Trias bien inférieur à celui issu de la carte IFP (2002). Cela peut résulter du fait que :

- seules les failles induisant des décalages d’horizons (> 1/2 phase) ont été pointées. Les décrochements purs n’ont pas pu être observés ;

- beaucoup d’artéfacts (décalages nombreux en l’absence de corrections statiques de qualité) qui avaient été interprétés comme failles ont été éliminés par le re-traitement ;

- la qualité de la sismique pour le Trias est médiocre.



Figure 30 - Failles majeures Picoref (K = intersection entre faille et horizon ; trait noir épais) sur fond de carte structural de l’IFP (2002) et C. Robelin (2006) au toit du Dogger.



Figure 31 - Failles majeures Picoref (K = intersection entre faille et horizon ; trait noir épais) sur fond de carte structural de l’IFP (2002) et C. Robelin (2006) au toit du Trias (en rouge).



4. Conclusion

ans le cadre du projet ANR PICOREF, l’interprétation de profils sismiques pétroliers, calés aux niveaux repères stratigraphiques d’après l’analyse des

carottages sismiques de puits, a permis d’améliorer nos connaissances sur la géométrie du sous-sol du bassin de Paris.

Les résultats qui ont été obtenus suite à cette étude sont les suivants :

- temps et profondeurs des principaux niveaux repères ;

- champs de vitesse moyenne et de tranches ;

- épaisseur des formations géologiques ;

- localisation des structures tectoniques majeures du sous-sol.

Ces données serviront de base à la construction d’un modèle géométrique 3D sur le secteur PICOREF.

Les lignes sismiques régionales non interprétées (« nom de la ligne ».pdf) et interprétées (« nom de la ligne »_interp.pdf) sont disponibles sous forme d’image au format PDF. L’échelle (1 cm axe X = 500 m ; 20 cm sur axe Z = 1 std) a été choisie de manière à conserver le plus de résolution possible.

Les MNT de chacun des horizons sismiques (Figure 7) en temps et en profondeur ainsi que les champs de vitesse d’intervalle correspondants sont disponibles sous forme d’images au format PDF, mais aussi sous forme de fichiers ascii.

D



Annexe 1

Puits - coordonnées, niveaux de références et profondeur totale



Les coordonnées des puits sont en Lambert II étendu (Paris).

Caractères gras rouge : loi de vitesse existante (BRGM) et prise en compte.

Caractères gras noir : loi de vitesse existante (DGEMP ; scan acheté par BRGM projet PICOREF).

TR : table de rotation.

Zsol : altitude du sol.

Ztable : altitude de la table de rotation.











Annexe 2

Puits - cotes, profondeurs des principaux niveaux repères stratigraphiques













Annexe 3

Correspondances temps-profondeur – Exemples de documents dérivés

des carottages sismiques



Figure 32 - Graphes de vitesses (moyenne, intervalle) et courbe t = f(P). Exemple le plus courant.



Figure 33 - Log de correspondances temps/profondeur.



Figure 34 - Tableau de correspondances temps/profondeur.



Annexe 4

Description des faciès sismiques – toit et mur du Dogger supérieur ;

toit et mur de l’Oolithe Blanche



PN = patte noire (positif du réflecteur)

T-Ool = Toit de l’Oolithe Blanche

B-Ool = Base de l’Oolithe Blanche











Annexe 5

Exemples de cartes – Isobathes des formations géologiques sur la région Picoref

Les coordonnées sont en Lambert II étendu (Paris) et le pas de la grille est de 80 m.



Figure 35 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Cénomanien.



Figure 36 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit de l’Aptien.



Figure 37 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Portlandien.



Figure 38 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Kimméridgien.



Figure 39 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Dogger calcaire.



Figure 40 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit de l’Oolithe Blanche.



Figure 41 - Carte isobathe (maille 80 m) de la base de l’Oolithe Blanche.



Figure 42 - Carte isobathe (maille 80 m) de la base des marnes à Ostrea Acuminata.



Figure 43 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Toarcien.



Figure 44 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Domérien.



Figure 45 - Carte isobathe (maille 80 m) du toit du Trias.

Centre scientifique et technique

Service connaissance et diffusion de l’information 3, avenue Claude-Guillemin

BP 36009 – 45060 Orléans Cedex 2 – France – Tél. : 02 38 64 34 34

Documents

RP 55632 FR THINON - infoterre.brgm.frinfoterre.brgm.fr/rapports/RP-55632-FR.pdf · Figure 5 - Localisation de l’ensemble des puits (cercle rouge : carottage sismique existant et