Les r´eservoirs carbonat´es du Dogger (figure 2.3) sont situ´es dans les formations de la Dalle Nacr´ee, du Comblanchien et de l’Oolithe Blanche. Des puits d’observation et/ou d’exploitation ont fourni des donn´ees p´etrophysiques et quelques donn´ees min´eralogiques sur ces r´eservoirs.
2.2. PR ´ESENTATION DES R ´ESERVOIRS CARBONAT ´ES DU DOGGER
Figure 2.3 – Les aquif`eres carbonat´es du Dogger dans l’´etude Picoref. Avec la Dalle Nacr´e, le Comblanchien et l’Oolithe Blanche qui repr´esentent les 3 r´eservoirs carbonat´es du Dogger.
Ces r´eservoirs du Dogger sont essentiellement constitu´es de carbonates compos´es :
– de calcite faiblement magn´esienne (largement dominante), en grains de tailles diff´erentes ; cf. (Brosse et al., [2003]) pour leur repr´esentation dans les mod`eles,
– de dolomie qui est pr´esente d’une mani`ere sporadique en profondeur et est largement dissoute (d´edolomitis´ee) dans les affleurements des niveaux analogues,
– d’une fraction silicat´ee qui est faible dans la plupart des r´eservoirs du Dogger, mais dont l’abondance augmente du Bathonien (Oolithe Blanche, Comblanchien) jusqu’au bas du Cal- lovien (Dalle Nacr´ee) qui h´eberge les r´eservoirs productifs. Les donn´ees chimiques indiquent que cette fraction silicat´ee ressemble `a celle des roches nettement plus argileuses qui consti- tuent la couverture des gisements d’hydrocarbures (le Callovo-Oxfordien).
La Dalle Nacr´ee, qui se situe dans le Callovien inf´erieur, est constitu´ee de calcaires granulaires gris intercal´es de marnes. Avec une ´epaisseur de 10 `a 28 m, une porosit´e de 0 `a 19 % et une per- m´eabilit´e comprise entre 0.01 et 920 mD, on la retrouve sur tout l’ensemble du Bassin de Paris.
Le Comblanchien, qui se situe dans le Bathonien sup´erieur, est compos´e de calcaire beige de type mudstone, d´epos´e dans un milieu marin restreint. On note la pr´esence de stylolithes et de fissures. Ce faci`es est le plus souvent tr`es peu perm´eable, sauf lorsqu’il est (tr`es localement) dolomitis´e. Avec une ´epaisseur de 50 `a 60 m, il est pr´esent sur une large partie du Bassin Parisien : (du Nord de Paris jusqu’`a l’Est de Reims). Sa porosit´e varie entre 0 et 22 % et sa perm´eabilit´e de 0.01 `a 3800 mD.
CHAPITRE 2. PR ´ESENTATION DES R ´ESERVOIRS GR ´ESEUX ET CARBONAT ´ES
m. Compos´ee de calcaires granulaires blancs `a oolithes, et d´epos´ee dans un environnement marin de plateforme agit´ee, sa porosit´e varie entre 0 et 27 % avec une perm´eabilit´e comprise enre 0.01 et 63 mD. Elle est pr´esente sur tout le Bassin Parisien.
Nous avons eu acc`es via l’IFP aux donn´ees p´etrophysiques de 4 sondages de l’Oolithe Blanche et 3 sondages du Comblanchien, et eu la possibilit´e d’´echantillonner pour la g´eochimie en roche un sondage peu profond dans les mˆemes formations : le sondage LCV de Ravi`eres.
Dans l’Oolithe Blanche nous avons pour la p´etrophysique le puits : La Saulsotte 1/SAU1 com- pris entre 1798.10 m et 1811.90 m soit 29 ´echantillons ; le puits de St-Martin de Bossenay 1/SMB1 entre 1436.35 m et 1542 m soit 79 ´echantillons ; le puits de St-Martin de Bossenay 7 entre 1439.50 m et 1447.50 m soit 18 ´echantillons ; le puits de St-Martin de Bossenay 201 entre 1470.70 m et 1478.90 m soit 33 ´echantillons.
Dans le Comblanchien nous avons le puits de St-Martin de Bossenay 1/SMB1 entre 1390.10 m et 1435.75 m soit 128 ´echantillons ; le puits de St-Martin de Bossenay 201/SMB201 entre 1431.58 m et 1470.40 m soit 129 ´echantillons. Le puits de St-Martin de Bossenay 7/SMB7 entre 1395.60 m et 1438.50 m soit 108 ´echantillons.
Grˆace au traitement des donn´ees p´etrophysiques (porosit´e, perm´eabilit´e) recueillies, cette ´etude a permis de faire un bilan synth´etique des r´esultats d´ej`a disponibles sur les propri´et´es matricielles des trois aquif`eres du Dogger carbonat´e. Ceux-ci varient selon la nature des carbonates et selon leur degr´e de cimentation (Delmas J., [2007]) :
– les calcaires oolithiques lorsqu’ils sont peu ciment´es, sont tr`es perm´eables. Ils sont bien re- pr´esent´es dans la Dalle Nacr´ee. Lorsqu’ils sont ciment´es comme c’est le cas des calcaires de l’Oolithe Blanche, la perm´eabilit´e reste faible.
– les mudstones/wackestones qui forment l’essentiel du Comblanchien pr´esentent une micro po- rosit´e de type calcaire crayeux, g´en´eralement mal connect´ee, mais les ph´enom`enes de micro fissurations, tr`es fr´equents dans ces calcaires, augmentent fortement leur perm´eabilit´e effec- tive ; les zones dolomitis´ees sont ´egalement des zones de grande perm´eabilit´e et des drains horizontaux potentiels dans le Comblanchien.
Le sondage LCV de Ravi`eres a permis d’obtenir des donn´ees g´eochimiques et de reconstituer sur cette base la min´eralogie simplifi´ee des r´eservoirs. Une ´etude pr´eliminaire a montr´e que les r´eservoirs carbonat´es sont essentiellement constitu´es de calcite, de dolomie et d’´el´ements silicat´es : `
a savoir la kaolinite, la chlorite magn´esienne, l’illite et le quartz. Nous allons dans la suite de notre ´
etude et dans les chapitres suivants reconstituer la min´eralogie du r´eservoir en nous basant sur des analyses chimiques effectu´ees sur le sondage LCV de Ravi`eres. Nous partons d’un sondage carott´e dans lequel des analyses chimiques ont ´et´e effectu´ees de mani`ere syst´ematique tous les m`etres, ce qui permet de tracer un log g´eochimique (figure 6.1) sur 70 m`etres selon la verticale.
La roche est majoritairement constitu´ee de calcite l´eg`erement magn´esienne. Les composants sili- cat´es, minoritaires mais d’abondance variable, ont une composition chimique pratiquement constante ce qui se traduit sur les projections chimiques (figure 2.4) par une courbe de m´elange. Nous avons pu v´erifier que les caract´eristiques chimiques de la fraction silicat´ee ´etaient similaires `a celles du Callovo-Oxfordien, et que leur min´eralogie est donc probablement la mˆeme. Cette min´eralogie a ´et´e cal´ee sur les donn´ees DRX disponibles dans les ´echantillons les plus argileux, provenant du toit du
2.2. PR ´ESENTATION DES R ´ESERVOIRS CARBONAT ´ES DU DOGGER
r´eservoir, (Kohler, [2006]).
La pr´esence et la r´epartition de la dolomie dans ces r´eservoirs ob´eissent `a une logique assez diff´erente : la dolomie n’est pr´esente que de mani`ere sporadique, et forme des lentilles dans les r´eservoirs, bien visibles dans les carri`eres de la r´egion de Dijon. Lorsque la dolomie est absente, les compositions chimiques restent group´ees le long d’une droite de m´elange calcite-silicates, mˆeme pour le constituant Mg (figure 2.5) ; lorsque la dolomie est pr´esente, elle est assez abondante et les compositions s’´ecartent nettement de la courbe de m´elange calcite-silicates. Cette distribution tr`es contrast´ee justifie le fait que, par la suite, mous serons amen´es `a utiliser des mod`eles de r´epartition seuill´es pour la dolomie.
Les min´eraux qui ont ´et´e utilis´es pour repr´esenter toute la gamme des compositions des roches comprennent calcite, dolomie, clinochlore, kaolinite, illite et quartz. Les compositions des roches sont coh´erentes avec cet assemblage simplifi´e et peuvent ˆetre converties directement en proportions min´erales `a travers un calcul normatif, bas´e sur les proportions relatives de K (illite), Mg (clino- chlore), Al restant (kaolinite) et Si r´esiduel (quartz).
En appelant TMS le total des min´eraux silicat´es, on a : l’illite = 47.9% de TMS, la chlorite = 11% de TMS, le quartz = 32.9% de TMS et la kaolinite = 8.2% de TMS. En r´eintroduisant dans cette estimation les proportions de calcite et de dolomie d´eduites des teneurs moyennes en Ca et Mg, on obtient la min´eralogie moyenne suivante, exprim´ee en 6,51% d’illite, 1.49% de chlorite, 4.47% de quartz, 1.11% de kaolinite, 2.40% de dolomie et 64.01% de calcite en proportions volumiques.
CHAPITRE 2. PR ´ESENTATION DES R ´ESERVOIRS GR ´ESEUX ET CARBONAT ´ES
Figure 2.4 – Analyses g´eochimiques effectu´ees au laboratoire par Daniel Garcia
Figure 2.5 – Analyse g´eochimique effectu´ees au laboratoire par Daniel Garcia : pr´esence de dolomie. Les figures en couleurs repr´esentent les diff´erents faci`es ou les r´eservoirs dans lesquels ont ´
et´e effectu´es les analyses. Les figures transparentes (Massangis, Plombi`eres, Ravi`eres) repr´esentent les villes ou r´egions o`u ont ´et´e pr´elev´es les ´echantillons