Origine sédimento-diagénétique de réservoirs carbonatés microporeux : exemple de la formation Mishrif (Cénomanien) du Moyen-Orient

Matthieu Deville de Periere soutiendra sa thèse le jeudi 30 juin 2011 à 14 heures, amphithéâtre d’Orbigny (aile sud du bâtiment Gabriel, rez de chaussée).

Résumé
La microporosité représente jusqu’à 95 % de la porosité totale des réservoirs à hydrocarbures et des aquifères dans les calcaires crétacés du Moyen-Orient. Dans ces sédiments microporeux, la porosité est modérée à excellente (jusqu’à 35 %), tandis que la perméabilité est faible à modérée (jusqu’à 190 mD). A l’inverse, les faciès mi croporeux peuvent former des niveaux denses, avec de très faibles porosité et perméabilité (respectivement 2–8 % et 0,01–2 mD). Dans ce travail, les échantillons proviennent essentiellement de la Formation Mishrif (Cénomanien), mais aussi de la Formation Habshan (Berriasien/Valanginien), afin d’examiner les grandes différences verticales et latérales des propriétés pétrophysiques. Le MEB a été utilisé pour étudier deux contrôles potentiels des qualités réservoir : (1) la morphologie des particules micritiques (forme et contacts intercristallins), et (2) la cristallométrie des micrites, définie comme la taille médiane des particules mesurées sur les clichés MEB. Les données morphométriques ont été comparées avec trois paramètres pétrophysiques (porosité, perméabilité, distribution des rayons de seuil de pore). Les résultats montrent que les matrices micritiques peuvent être subdivisées en trois classes pétrophysiques. La Classe C (micrites strictement microporeuses avec des cristaux grossiers ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents) est composée de particules grossières (> 2 µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (8-28 %), des perméabilités faibles à modérées (0,2-190 mD), et des rayons de seuils de pores (PTR) moyens supérieurs à 0,5 µm. Cette Classe C est généralement observée dans les shoals bioclastiques riches en rudistes, où de nombreux facteurs sédimentaires (hydrodynamisme…) peuvent défavoriser le dépôt des particules les plus fines. L’étude diagénétique montre que ces micrites grossières peuvent aussi être expliquées par une dissolution précoce des fines particules d’aragonite et de HMC dans des fluides météoriques oxydants, permettant la formation in-situ de surcroissances sur les particules de LMC au sommet de la nappe phréatique météorique. Ces processus induisent une augmentation de la taille des particules micritiques, une lithification précoce de la boue carbonatée, et donc une stabilisation minéralogique précoce des micrites grossières de la Classe C. La Classe F (micrites strictement microporeuses avec des cristaux fins ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents, est composée de particules fines (< 2 µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (3-35 %), mais des valeurs de perméabilité souvent inférieures à 10 mD, et des PTR inférieurs à 0,5 µm. Cette Classe F est souvent observée dans les sédiments déposés en domaine de plate-forme interne boueuse. La formation de ces micrites fines est aussi expliquée par une stabilisation minéralogique précoce des particules micritiques dans des eaux météoriques confinées, favorisant les processus de néomorphisme, pouvant continuer au cours de l’enfouissement. Plus tard, au cours de l’enfouissement de la série, les qualités réservoirs des Classes C et F sont localement améliorées par de la dissolution mésogénétique (probablement liée à des acides organiques) affectant la matrice micritique durant la mise en charge des réservoirs. La Classe D est formée par des matrices micritiques denses, composées de cristaux anhédraux ou subhédraux avec des contacts fusionnés. Elle présente de très faibles données de porosité et de perméabilité. Ces micrites sont uniquement observées dans les niveaux de plate-forme interne et forment des intervalles inter-réservoirs, généralement en association avec des stylolites et un contenu argileux important, pouvant dépasser 10 %. Quelque soit leur mode de formation, ces trois classes peuvent être incorporées dans les futures études de rocktyping portant sur les réservoirs carbonatés microporeux du Moyen-Orient.

Mot-clés

micrite, microporeux, cristallométrie, morphométrie, diagenèse

Jury

Emmanuelle Vennin (université de Bourgogne), directrice de thèse
Christophe Durlet (université de Bourgogne), coencadrant de thèse
Marc Floquet (université de Provence), rapporteur
Jean-Pierre Girard (Total), rapporteur
Bruno Caline (Total), examinateur
Jean-François Deconinck (université de Bourgogne), examinateur
James Richard (université de Franche-Comté), invité

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Origine sédimento-diagénétique de réservoirs carbonatés microporeux : exemple de la formation Mishrif (Cénomanien) du Moyen-Orient

Matthieu Deville de Periere soutiendra sa thèse le jeudi 30 juin 2011 à 14 heures, amphithéâtre d'Orbigny (aile sud du bâtiment Gabriel, rez de chaussée).

Résumé
La microporosité représente jusqu'à 95 % de la porosité totale des réservoirs à hydrocarbures et des aquifères dans les calcaires crétacés du Moyen-Orient. Dans ces sédiments microporeux, la porosité est modérée à excellente (jusqu'à 35 %), tandis que la perméabilité est faible à modérée (jusqu'à 190 mD). A l'inverse, les faciès mi croporeux peuvent former des niveaux denses, avec de très faibles porosité et perméabilité (respectivement 2–8 % et 0,01–2 mD). Dans ce travail, les échantillons proviennent essentiellement de la Formation Mishrif (Cénomanien), mais aussi de la Formation Habshan (Berriasien/Valanginien), afin d'examiner les grandes différences verticales et latérales des propriétés pétrophysiques. Le MEB a été utilisé pour étudier deux contrôles potentiels des qualités réservoir : (1) la morphologie des particules micritiques (forme et contacts intercristallins), et (2) la cristallométrie des micrites, définie comme la taille médiane des particules mesurées sur les clichés MEB. Les données morphométriques ont été comparées avec trois paramètres pétrophysiques (porosité, perméabilité, distribution des rayons de seuil de pore). Les résultats montrent que les matrices micritiques peuvent être subdivisées en trois classes pétrophysiques. La Classe C (micrites strictement microporeuses avec des cristaux grossiers ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents) est composée de particules grossières (> 2 µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (8-28 %), des perméabilités faibles à modérées (0,2-190 mD), et des rayons de seuils de pores (PTR) moyens supérieurs à 0,5 µm. Cette Classe C est généralement observée dans les shoals bioclastiques riches en rudistes, où de nombreux facteurs sédimentaires (hydrodynamisme...) peuvent défavoriser le dépôt des particules les plus fines. L'étude diagénétique montre que ces micrites grossières peuvent aussi être expliquées par une dissolution précoce des fines particules d'aragonite et de HMC dans des fluides météoriques oxydants, permettant la formation in-situ de surcroissances sur les particules de LMC au sommet de la nappe phréatique météorique. Ces processus induisent une augmentation de la taille des particules micritiques, une lithification précoce de la boue carbonatée, et donc une stabilisation minéralogique précoce des micrites grossières de la Classe C. La Classe F (micrites strictement microporeuses avec des cristaux fins ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents, est composée de particules fines (< 2 µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (3-35 %), mais des valeurs de perméabilité souvent inférieures à 10 mD, et des PTR inférieurs à 0,5 µm. Cette Classe F est souvent observée dans les sédiments déposés en domaine de plate-forme interne boueuse. La formation de ces micrites fines est aussi expliquée par une stabilisation minéralogique précoce des particules micritiques dans des eaux météoriques confinées, favorisant les processus de néomorphisme, pouvant continuer au cours de l'enfouissement. Plus tard, au cours de l'enfouissement de la série, les qualités réservoirs des Classes C et F sont localement améliorées par de la dissolution mésogénétique (probablement liée à des acides organiques) affectant la matrice micritique durant la mise en charge des réservoirs. La Classe D est formée par des matrices micritiques denses, composées de cristaux anhédraux ou subhédraux avec des contacts fusionnés. Elle présente de très faibles données de porosité et de perméabilité. Ces micrites sont uniquement observées dans les niveaux de plate-forme interne et forment des intervalles inter-réservoirs, généralement en association avec des stylolites et un contenu argileux important, pouvant dépasser 10 %. Quelque soit leur mode de formation, ces trois classes peuvent être incorporées dans les futures études de rocktyping portant sur les réservoirs carbonatés microporeux du Moyen-Orient.

Mot-clés

micrite, microporeux, cristallométrie, morphométrie, diagenèse

Jury

Emmanuelle Vennin (université de Bourgogne), directrice de thèse
Christophe Durlet (université de Bourgogne), coencadrant de thèse
Marc Floquet (université de Provence), rapporteur
Jean-Pierre Girard (Total), rapporteur
Bruno Caline (Total), examinateur
Jean-François Deconinck (université de Bourgogne), examinateur
James Richard (université de Franche-Comté), invité