CHAPITRE1.1 GEOL
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15 Septembre 2012
Cours Géologie pétrolière
Chapitre 1 : ROCHES SEDIMENTAIRES ET SYSTEME PETROLIER
GENERALITES
RESERVES MONDIALES PROUVES
LES TEMPS GEOLOGIQUES
GEOLOGIE GENERALE:TERMINOLOGIE EVENEMENT TECTONIQUE
GAZHUILE
EAU EAUCouche imperméable (couverture)
Couche poreuse et perméable
Les fluides sont contenus dans les pores de la roche réservoir. La migration verticale des hydrocarbures est arrêtée par une roche imperméable : la couverture.
QU’EST – CE QU’UN GISEMENT
ROCHES SEDIMENTAIRES ET SYSTEME PETROLIER
CLASSIFICATION DES ROCHES
• DIFFERENTS GROUPES DE ROCHES,
• FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES,– Origine,
– Érosion,
– Transport,
– Dépôt,
– Transformation du sédiment en roche : la diagenèse.
• STRUCTURE DES ROCHES SEDIMENTAIRES,
• PRINCIPALES ROCHES SEDIMENTAIRES :– Les argiles,
– Les roches siliceuses,
– Les roches carbonatées,
– Les sels ou évaporites.
CLASSIFICATION DES ROCHES:
• TROIS GROUPES DE ROCHES– Les roches magmatiques,
– Les roches métamorphiques,
– Les roches sédimentaires qui représentent environ les ¾ des rochesqui affleurent
SEULES LES ROCHES SEDIMENTAIRES NOUS INTERESSENT.
CLASSIFICATION DES ROCHES: Roches magmatiques
Il y a deux familles:
-Roches plutoniques :Refroidissement lent à savoir le granite
-Roches effusives :Refroidissement rapide à savoir le basalte
CLASSIFICATION DES ROCHES: Roches métamorphiques
Les roches métamorphiques proviennent de la transformation par la températureet la pression de roches sédimentaires ou magmatiques, voire métamorphiques.Elles peuvent être variées dans leur aspect.
• grès à quartzite,
• calcaire à marbre,
CLASSIFICATION DES ROCHES: Roches Sédimentaires
• PRINCIPAUX TYPES DE ROCHES SEDIMENTAIRES– Les roches clastiques :Argile, Grès ,
– Les roches carbonatées :Calcaire,Dolomie,…
– Les roches evaporites:sel,gypse…
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• ORIGINE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
– Résultent de la destruction mécanique, chimique et biologique de rochespréexistantes,
– Les différents éléments sont transportés par l’eau et se déposent dans lesbassins sédimentaires,
– Elles se déposent en couches horizontales, elles sont stratifiées et contiennentde nombreux fossiles,
– Les sédiments meubles au cours de leur enfouissement se transformentprogressivement en roches indurées, certaines de leurs propriétés sontmodifiées (porosité, perméabilité),
– L’épaisseur de sédiments déposés dépend de la subsidence du bassin et duniveau de la mer,
– Grand intérêt pétrolier de par leur origine et leur milieu de dépôt (leshydrocarbures se forment et sont piégés dans ce type de roche).
• DESTRUCTION DES ROCHES : L’EROSION– Destruction chimique
• Attaque par les eaux météoriques souvent acides + gaz carboniquedissout,⇒ désagrégation des roches, formation de nouveaux minéraux
– Destruction mécanique• Variations de température ⇒ fissuration, éclatement des roches,• Forces de pesanteur ⇒ éboulements, glissements,• Effet de l’eau (solide et liquide) qui fragmente les roches.
– L’érosion produit• Des éléments de différentes tailles,
• De nouveaux minéraux (argiles),
• Amène de nouvelles roches à l’affleurement qui seront à leur tourattaquées,
• Permet la dissolution dans l’eau de certains éléments.
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• TRANSPORT– L’eau est le principal moyen de transport,
– Éléments transportés en solution dans l’eau ou sous forme d’élémentsfigurés,
– Transport sur des distances variables fonction de l’énergie du moyende transport et de la dimension des éléments ⇒ tri des éléments aucours du transport,
– Il y a aussi le vent et le glaciers pour l’environnement continental
et le courant et les vagues pour le milieu marin
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• DEPOTS ET SEDIMENTATION– Précipitations des produits en solution lorsque les conditions changent
(salinité, pH, température, concentration, …) ⇒ dépôts d’originechimique et / ou biochimique,
– Sédimentation lorsque l’énergie du moyen de transport devientinsuffisante ⇒ dépôts d’origine détritique,
– La Sédimentation se fait surtout en milieu aquatique (surtout marin),
– Les sédiments se déposent en couches horizontales, les plus récentsrecouvrent les plus anciens,
– Taux de sédimentation : quelques dizaines de millions d’années,
– Épaisseur de sédiments déposés fonction de la subsidence et duniveau de la mer par rapport au continent.
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• DEPOTS ET SEDIMENTATION
• TRANSFORMATION DU SEDIMENT EN ROCHE : LA DIAGENESE
– Compaction : processus mécanique, transformation sous l’effet de lapression, évacuation de l’eau et diminution de la porosité et de laperméabilité,
– Cimentation : dépôt de minéraux dans les pores de la roche,– Recristallisation : dissolution, échanges d’ions et précipitation.
• AGENTS DE LA DIAGENESE
– Pression géostatique et contraintes tectoniques,– Température : modifie la solubilité des ions et les équilibres chimiques,– Circulation d’eau dans les roches : altération des minéraux,
recristallisation, dépôts, …,– Facteurs biologiques.
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• STRUCTURE– Les grains :
• Généralement de forme arrondie dû au transport par l’eau,• Rudites si dimension supérieure à 2 mm,• Arénites et sables si dimension comprise entre 62.5 µm et 2 mm,• Lutites si dimension inférieure à 62.5 µm.
– La matrice qui lie les grains entre eux :• Liant contemporain de la sédimentation : fraction lutite du sédiment,• Ciment résultant de la précipitation ou de la transformation du sédiment.
Pas nécessairement de même nature minéralogique que les grains.• Possibilité d’avoir dans une roche en même temps un liant et un ciment.
– Les pores :• Contenant des fluides (eau, hydrocarbures, H2S, CO2, …),• Roche perméable lorsque les fluides peuvent circuler dans la roche.
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• PRINCIPAUX TYPES DE ROCHES SEDIMENTAIRES– Les roches clastiques: Les argiles,Les roches siliceuses
– Les roches carbonatées: Dolomie et calcaire
– Les sels ou évaporites: sels , gypse
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
CLASSIFICATION DES ROCHES:FORMATION DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• NOMENCLATURE D’UNE ROCHE EN FONCTION– De la nature minéralogique de l’élément dominant (en général le
grain),
– De la granulométrie des grains,
– De la nature de la matrice et de la taille des cristaux,
– De son origine,
– Existence de noms spécifiques (silex, marnes, ….),
– Pas toujours facile de nommer une roche lorsqu’elle est composée deplusieurs constituants.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• LES ARGILES– Roches constituées de silicates,
– Roches uniquement d’origine détritique,
– Représentent environ 80 % des roches sédimentaires,
– Sédiments déposés dans des milieux calmes, confinés et réducteurs,propices à la conservation de la matière organique ⇒ rochesgénéralement riches en matières organiques, à l’origine deshydrocarbures,
– Roche poreuses, non perméables, plastiques.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• LES ARGILES– La compaction est le phénomène dominant au cours de leur
diagenèse,
– Souvent sous – compactées : au cours de l’enfouissement, l’eaucontenue dans le sédiment n’a pas le temps de quitter la roche àcause de sa très faible perméabilité ⇒ anomalies de pression depores et nécessité d’augmenter la densité de la boue de forage pourtraverser ces niveaux,
– Roches qui posent des problèmes en cours de forage avec des bouesà base d’eau (hydratation, gonflement, fluage) ⇒ coincement, etc..
– Marnes : roches argileuses contenant entre 35 et 65 % de carbonatede calcium (roches qui ont des caractéristiques des argiles et descarbonates), elles posent moins de problèmes en forage que lesargiles.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• ROCHES SILICEUSES
– Grains constitués de silice,
– Roches surtout d’origine détritique (la quasi totalité de ces roches) :
• Les arénites (diamètre des grains compris entre 62.5 µm et 2 mm) : lesplus abondantes :
– Sables : roches meubles, non consolidées,– Grès : roches consolidées.
• Les lutites (grains de dimension inférieure à 62.5 µm) : silts et siltites
– Roches d’origine chimique (précipitation de silice) :
• Roches très dure finement litée : silexites, cherts,
• Concentrations locales de silice formant des silex,
• ROCHES SILICEUSES– Représentent 5 à 10 % des roches sédimentaires, renferment 60 %
des réserves connues d’hydrocarbures,
– La compaction est le facteur prépondérant dans la diagenèse,phénomènes chimiques peu marqués car la silice est très peuréactive,
– Roches relativement homogènes, dures et abrasives,
– Porosité et perméabilité relativement constante au sein d’un mêmeréservoir,
– Pas de réaction avec les boues de forage, mais attention aucolmatage d’un réservoir gréseux avec de la baryte.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• ROCHES CARBONATEESCO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3- = CO3- - + 2 H+CO3- - + Ca ++ = CaCO3 (i.e. calcite or aragonite)
– Composées de calcite et de dolomite :
• Calcaires lorsque la roche est constituée de plus de 50 % de calcite,
• Dolomies lorsque la roche est constituée de plus de 50 % de dolomite,
– Constituent de 5 à 10 % des roches sédimentaires,
– Stockage de la majorité du gaz carbonique existant sur terre,
– Roches principalement liées à l’activité d’organismes vivants :
Le carbonate de calcium est fixé par les organismes vivants et formeleur squelette (coquilles, etc..),
– Nombreux phénomènes chimiques intervenant au cours de ladiagenèse (dissolution, recristallisation, précipitation) ⇒ karst (grottes,stalactites, etc..) ⇒ porosité et perméabilité très variables au seind’une même formation.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• ROCHES CARBONATEES– Dolomies : surtout dolomies secondaires (calcaire transformé en
dolomie par remplacement d’un atome de calcium sur deux par unatome de magnésium),
– Les roches carbonatées contiennent souvent une grande quantité dematière organique mais généralement dépôt en milieu agité peupropice à sa conservation,
– Roches qui peuvent être poreuses et perméables ⇒ renfermentenviron 35 % des réserves connues d’hydrocarbures,
– Roches qui ne présentent pas de réaction avec les boues de forage,
– Mais problème de pertes si elles sont très perméables et fissurées.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
• ROCHES SALINES OU EVAPORITES
– Roches d’origine chimique, formées par évaporation de l’eau contenantdifférents sels ⇒ dépôt en milieu chaud et aride,
– D’abord précipitation des carbonates, des sulfates puis des chlorures,
– Roches ni poreuses ni perméables ⇒ très bonnes barrières de perméabilité,
– Avec le chlorure de sodium : risque de fluage de la couche à partir d’unecertaine profondeur et de formation de dômes de sel,
– Avec le chlorure de sodium :
• Problème de dissolution ⇒ nécessité de saturer les boues à base d’eau,
• Problème de fluage ⇒ nécessité de monter la densité de la boue pour tenir le sel en
place et risque de collapse des casings par la suite.
– Pas de problèmes particuliers en cours de forage avec le gypse et l’anhydrite.
CLASSIFICATION DES ROCHES:TYPE DES ROCHES SEDIMENTAIRES
STRATIGRAPHIE
Intérêt des fossiles
On peut retrouver - majoritairement dans les roches sédimentaires -
des fossiles, restes ou traces d’êtres vivants. Ces fossiles peuvent être intéressants
pour :
• reconnaître un climat ou un milieu (fossiles de facies),
• caractériser une époque géologique (fossile stratigraphique).
Un bon fossile stratigraphique doit avoir vécu peu de temps et avoir été présent sur la
plus vaste étendue géographique possible (sur toute la terre, si possible).
Par exemple, les Trilobites sont caractéristiques de l’ère primaire, les Amonites du secondaire...
Ainsi, à l’aide d’un nombre important de fossiles,on peut contribuer à établir les grandes lignes
d’une chronologie.
Les lois de la stratigraphie permettent de dater les strates les unes parrapport aux autres et de construire une échelle stratigraphique.
1.Le principe de superposition
Ce premier principe annonce que plus une couche est profonde, plus elle est ancienne. Autrement dit, une couche sédimentaire est plus récente que celle qu’ellerecouvre.
2.Le principe de continuitéCe principe dit qu’une même couche est de même âge en tout point.Il faut donc définir ce qu’est une même couche. Pour cela on utilise des critères lithologiques (nature des roches) et paléontologiques (nature des fossiles).
3.Le principe de d’identité paléontologiqueDeux couches de même composition en fossiles sont de même âge,même si elles n’ont pas les mêmes critères lithologiques.La difficulté d’application de ce critère est de définir des compositions en fossilessuffisamment fiables.
STRATIGRAPHIE
Les lois de la stratigraphie
• ORIGINE DES HYDROCARBURES,• MIGRATIONS :
– Migration primaire,
– Migration secondaire.
• PIEGEAGE :– Pièges structuraux,
– Pièges stratigraphiques,
– Pièges mixte,
– Caractéristiques d’une roche réservoir et d’une roche couverture.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :ORIGINE des HC
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :ORIGINE des HC
• La matière organique morte se dépose au fond de la mer, d’où lanécessité d’avoir un milieu de dépôt calme, donc un milieu où vontse déposer des particules très fines comme les argiles,
• Provenance de la matière organique :
– Principalement du milieu marin : plancton, algues, bactéries,
– Et aussi du milieu terrestre : plantes terrestres.
• Quantité de matière présente dans les sédiments– Une très faible quantité atteint le fond de la mer et est conservée
(juste quelques %),
– Volume dépendant de la biomasse, des conditions physico-chimiquesrégnant dans le milieu de dépôt (conservation si milieu réducteur,destruction dans le cas contraire).
• Formation des hydrocarbures principalement dans des formationsargileuses et aussi carbonatées,
• Roche - mère : roche dans laquelle les hydrocarbures se forment.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :FORMATION DES HC
• Première étape de la formation : diagenèse biochimique (actiondes bactéries, formation du kérogène)– Température maximum des sédiments de 50 à 60 °C (ce qui
correspond à une profondeur de l’ordre de 1 500 à 2 000 m),
– Des bactéries anaérobies vivant au fond de la mer transforment lamatière organique en kérogène et produisent une certaine quantité deméthane, de gaz carbonique et d’hydrogène sulfuré (une cause desshallow gas si ces gaz ne sont pas évacués de la formation),
– Kérogène : mélange solide complexe de macromolécules organiqueset de matière minérale (substance non soluble dans les solvantsorganiques habituels).
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :FORMATION DES HC
• Deuxième étape de la transformation (catagenèse) :
– Température comprise entre 50 et 100 °C : les bactéries ne sont plusactives et les transformations sont dues à la température (rupture desliaisons C - C sous l’action de la température),
– Formation d’huiles de plus en plus légères à partir du kérogène, c’estla " fenêtre à huile",
• Dernière étape de la transformation (métagenèse) :
– Température comprise entre 100 et 150°C : la rupture des liaisons C -C continue jusqu’à l’étape finale qui est le méthane,
– A la fin de la transformation, il reste un résidus carboné solide dans laroche mère.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :FORMATION DES HC
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :FORMATION DES HC
Diagramme de formation des hydrocarbures
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :FORMATION DES HC
• Les produits obtenus dépendent des conditions de températureauxquelles la matière organique a été portée :
– Schistes bitumineux : la matière organique est restée au stade kérogène, il faut
la distiller pour la récupérer,
– Cette formation explique pourquoi on trouve dans la nature des hydrocarbures
de différentes compositions,
– Huiles généralement à des profondeurs plus faible que le gaz.
• Temps nécessaire pour la formation d’hydrocarbures :
– Durée variable : de quelques dizaines de millions d’années à quelques
centaines de millions d’années,
– Importance du taux de sédimentation et de la valeur du gradient géothermique.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• Déplacement des hydrocarbures de la roche mère vers la rocheréservoir,
• Migration primaire : sortie des hydrocarbures de la roche mère :
– Débute à partir d’un certain stade de la transformation du kérogène(pas avant d’avoir des produits liquides),
– Sortie de la roche mère par microfissuration de la roche :
• Ouverture de fractures lorsque la pression dans la roche mère supérieureà sa pression de fracturation,
• Migration de l’huile en phase continue, du gaz dissous dans l’huile ou dansl’eau.
– Migration surtout verticale, sur une faible distance.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• Migration secondaire : déplacement des hydrocarbures au sein deroches poreuses perméables :– Mécanismes de la migration secondaire :
• Par différence de densité : les fluides ont tendance à remonter vers lasurface,
• Les fluides ne migrent pas tous à la même vitesse à cause de leur mobilitédans la roche (gaz et eau migre plus mobiles que l’huile) ⇒ ségrégationdes produits et variation dans la composition chimique des hydrocarbures.
– Facteurs influençant ou contrariant la migration :• Hydrodynamisme (circulations d’eau de formation),
• La tectonique : les failles peuvent favoriser ou au contraire arrêter lamigration, de même pour le pendage des couches,
• Porosité et perméabilité des roches traversées.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• Migration secondaire :
– Distance parcourue par les hydrocarbures : peut être de quelquescentaines de km,
– Plusieurs possibilités au cours de la migration secondaire :
• Juste une migration verticale, les hydrocarbures se trouvent piégés à la
verticale de la roche mère : on parle de piégeage primaire,
• Au cours de la migration secondaire : les hydrocarbures rencontrent unpiège ⇒ accumulation dans le piège,
• Au cours de la migration secondaire, les hydrocarbures ne rencontrent pasde piège ⇒ les hydrocarbures arrivent jusqu’en surface, (les produitslégers s’évaporent, il ne reste que les produits lourds).
– Les hydrocarbures sont toujours piégés dans des formations plusjeunes que la roche mère.
Dismigration des hydrocarbures
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
Affleurement d’hydrocarbures à proximité de Montpellier
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
Piégeage sans migration secondaire
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
Migration secondaire et piégeage
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• Piégeage des hydrocarbures lorsque la migration secondaire eststoppée par un mécanisme s’opposant à la migration,
• Causes de l’arrêt de la migration :– Surface plissée (anticlinal) recouverte d’une roche imperméable,
– Dépôts non perméables en discordance sur une roche perméable,
– Variations dans la sédimentation (variation latérale de faciès, …),
– Failles faisant étanchéité entre les compartiments,
– Hydrodynamisme (circulation d’eau s’opposant à la migration des
hydrocarbures),
– Combinaison de ces plusieurs causes.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• Les hydrocarbures ont remplacé l’eau dans la roche réservoir,mais en général les roches sont mouillables à l’eau ⇒ toujours uncertain % d’eau dans un réservoir d’hydrocarbures : c’est l’eauirréductible (en moyenne environ 20 %),
• L’eau irréductible n’est pas produite, elle est "liée" à la roche, elleva restreindre la surface de passage disponible pour les autresfluides (voir perméabilité relative et saturation).
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :MIGRATION DES HC
• LES PIEGES STRUCTURAUX
– Les hydrocarbures sont piégés dans une structure due à la tectonique,
Cette structure doit être en place avant le passage des hydrocarbures pour
avoir une accumulation,
– Ce sont les pièges les plus faciles à mettre en évidence (sismique), donc ce
sont les plus anciens pièges connus,
– Les anticlinaux liés surtout à des phénomènes tectoniques mais aussi en
relation avec la sédimentation,
– Les failles mettant en contact une roche réservoir et une couverture,
– Généralement combinaison des deux types de pièges (anticlinaux et failles),
– Représentent environ 75 % des réservoirs connus.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
Différents pièges stratigraphiques
• LES PIEGES STRATIGRAPHIQUES :
– Pièges dus à la sédimentation, il n’y a pas de déformation structurale,
Comme pour les pièges structuraux, la structure doit être en place avant lepassage des hydrocarbures pour avoir une accumulation,
– Pièges dus à :
• Des variations latérales de faciès (la perméabilité au sein d’une mêmestrate varie),
• Apparition d’une zone poreuse perméable dans un ensemble pluscompact (dolomitisation, dissolution, …),
• Discordance, biseau stratigraphique.
– On distingue :
• Les pièges primaires : le piège se forme au moment du dépôt dessédiments,
• Les pièges secondaires : le piège est crée par des phénomènespostérieurs à la sédimentation.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
a) Lentilles,
b) Récifs,
c) Variation latérale de faciès
d) Biseau stratigraphique,
e) Discordance angulaire,
f) Dolomitisation, etc.
g) Karst (dissolution).
Différents types de pièges stratigraphiques
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
• Les pièges mixtes (liés aux dômes de sel) :
– A partir d’une certaine profondeur une couche de sel peut remontervers la surface formant des dômes de sel ⇒ déformations (plis etfailles),
– Le sel est une très bonne couverture (porosité, perméabilité nulles, iln’est pas dissous par les hydrocarbures) ⇒ hydrocarbures piégés àproximité du dôme,
– Mais pièges complexes, très nombreux compartiments.
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :PIEGES
Piège mixte : Dôme de sel
• LES ROCHES RESERVOIR :
– Sables et grès (80 % des réservoirs) contenant environ 60 % desréserves d’hydrocarbures connues :
• La porosité et la perméabilité ont généralement des valeurs assezconstantes dans le réservoir, elles varient suivant la taille des grains, leurcimentation et l’état de compaction de la roche,
– Roches carbonatées (calcaires et dolomies) contenant environ 35 %des réserves d’hydrocarbures connues :
• Grande hétérogénéité de porosité et de perméabilité car ce type de rochepeut subir de nombreuses transformations au cours de la diagenèse.
– Quelques accumulations dans des roches non sédimentaires :
• Perméabilité due uniquement à la présence de fissures,
• Difficulté de drainage si peu ou pas de communication entre les fissures etle puits,
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :
• LES ROCHES COUVERTURES :– Couches qui arrêtent la migration des fluides,
– Ce sont des roches imperméables,
– Pores de faibles dimensions ⇒ forces capillaires très élevéesempêchant la circulation des fluides,
– Les principales roches couvertures sont :
• Les argiles (les plus répandues) et les roches salines (ces dernières sontcristallisées donc totalement imperméables aux fluides sauf si les eaux nesont pas salées saturées).
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :
• RELATION ROCHE RESERVOIR – ROCHE COUVERTURE :
– Conditions de sédimentation très différentes lors du dépôt de la roche réservoir
et de la couverture,
– Épaisseur de la couverture pour avoir l’étanchéité fonction de sa composition
minéralogique et de son état de compaction,
– La perméabilité dépend des fluides : étanchéité différente à l’eau, au gaz et à
l’huile (fonction de la taille des molécules, de la mouillabilité, etc..),
⇒ une couverture peut laisser passer certains fluides et arrêter d’autres ⇒
ségrégation des fluides, variations de compositions chimiques,
MIGRATION DES HYDROCARBURES ET SYSTEME PETROLIER :
Un bassin sédimentaire est une dépression de la croûte terrestre dont la structure du sous-sol est composée de couches de roches superposées et parallèles. Les bassins sédimentaires se sont constitués dans des cuvettes du socle terrestre généralement recouvert par de l'eau. Les cours d'eau provenant des continents y déversent des débris que l'érosion a arraché aux reliefs émergés. Ces débris deviennent des sédiments d'origine diverses (minérales, animales, végétales) qui se déposent dans des mers peu profondes, des lacs…..
CLASSIFICATION DES ROCHES :Definition d’un bassin sédimentaire
Depositional Environment
-Continental
-Transitional
- Marine deposits
Depositional Environment
-Continental1. Terrestrial deposits:
Deserts
Glaciers
Depositional Environment
-Continental
2. Fluvial deposits:
Alluvial fan River fan (Meandring)
Depositional Environment
-Continental
3. Lake deposit:
Depositional EnvironmentTransitional deposits1.Lagoon (high salinity)
Depositional EnvironmentTransitional deposits2.DELTA
Depositional Environment
Marine
Marine Shoreline Environments
Shallow Marine (Neritic Zone)
Intermediate Seas (Bathyal deposits)
Deep Marine (Abyssal Deposits)
Structural Geology
Folds:
Types of folds:
AnticlineSyncline
Structural Geology
FaultsFault is a planar fracture in rock in which the rock on one side of the fracture hasmoved with respect to the rock on the other side. Large faults within the Earth'scrust are the result of differential or shear motion and active fault zones are thecausal locations of most earthquakes. Earthquakes are caused by energy releaseduring rapid slippage along a fault. A fault that runs along the boundary betweentwo tectonic plates is called a transform fault.
• Normal fault
• Reverse fault
Faults are charcterised by the vertical throw
Structural Geology
Seismic view
Summary
Summary
Summary
Field from Prospection to Development
Field Development
Seismic
To define area,formations and structure
Field Development
Exploration
Drilling appraisal well
Match and update seismic
Field Development
Discovery
The first succesfull well: testing+taking fluid and rock samples
Field Development
Delineation
Drilling many wells in order to find the limits of the reservoir
Field Development
Development
Drill the producer and injector wells