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BUREAU DE RECHERCHESGÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
B.R.G.M.
AGENCE FRANÇAISEPOUR LA MAITRISE DE L'ÉNERGIE
A.F.M.E.
LE DOGGER DANS LES FORAGES GEOTHERMIQUESD'AULNAY-SQUS-BOIS ET LE BLANC-MESN1L NORD
2 3. MAI1SSABIBLIOTHÈQUE
INSTITUT MIXTE DE RECHERCHES GÉOTHERMIQUES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
Rapport du B . R . G . M .
84SGN 141 IRG
BUREAU DE RECHERCHES AGENCE FRANÇAISEGÉOLOGIQUES ET MINIÈRES POUR LA MAITRISE DE L'ÉNERGIE
B.R.G.M. A.F.M.E.
B.P. 6009 27, Rue Louis-Vicat45060 ORLÉANS 75737 PARIS
LE DOGGER DANS LES FORAGES GÉOTHERMIQUESD'AULNAY-SOUS-BOIS ET LE BLANC-MESNIL NORD
par
D. GIOT (1) et J. ROJAS
avec la collaboration de
P. AMIEUX (2) - D. BONIJOLY (1) - A . M . FOUILLAC (3)
C. MONCIARDINI (1) - C. ROBELIN (1) - J.F. SUREAU (4)
(1) SGN/GEO - (2) SNEA (P) - (3) SGN/MGA - (4) SGN/GMX
INSTITUT MIXTE DE RECHERCHES GÉOTHERMIQUES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 - 45060 Orléans Cedex - Tél.: (38) 63.80.01
Rapport du B . R . G . M .
84 SGN 141 IRG
Réalisation : Département Applications Graphiques
SOMMAIRE
pages
RESUME
INTRODUCTION 1
CHAPITRE I 2
I - CONTRIBUTION A LA RECONSTITUTION DES PALEOMILIEUX PAROBSERVATIONS, SUR LAMES MINCES, DE LA BIOPHASE DUDOGGER D'AULNAY 3
1.1 - MISE EN EVIDENCE DES DIFFERENTS PALEOMILIEUX ETLOCALISATION 3
CHAPITRE II 7
II - ANALYSE DE LA DOLOMITE ET DES INCLUSIONS FLUIDES DE
LA CELESTINE DANS LES CAROTTES D1AULNAY-SOUS-BOIS ... 8
11.1 - CALCIDOLOMIMETRIE 8
11.2 - ETUDE MINERALOGIQUE ET CRISTALLOCHIMIQUE DE LADOLOMITE 8
11.3 - ETUDE DES INCLUSIONS FLUIDES DE LA CELESTINE . 9
CHAPITRE III 18
III - CATHODOLUMINESCENCE - TESTS SUR DES ECHANTILLONS DU
PUITS D'AULNAY 19
111.1 - LES RESULTATS CL ET LEUR INTERPRETATION 19
111.1.1 - L'encaissant calcaire 19
111.1.2 - Les ciments 20
111.1.3 - Les minéraux accessoires ......... 22
111.2 - EVOLUTION DIAGENETIQUE DU RESERVOIR 22
CHAPITRE IV 27
IV - ETUDE ISOTOPIQUE (0,C) PRELIMINAIRE DES PHASES CARBO-NATEES D'ECHANTILLONS DU DOGGER - AULNAY 28
CHAPITRE V 32
V - ETUDE STRUCTURALE DU FORAGE D1AULNAY-SOUS-BOIS (GAY 1) 33
V.1 - LES DIFFERENTS ELEMENTS STRUCTURAUX 33
V.2 - LES PORES ET LES VACUOLES 35
V.3 - INFLUENCE DES STRUCTURES TECTONIQUES SUR LA POROSITEDE DISSOLUTION 35
V.4 - REPARTITION ET CORRELATIONS ENTRE LES STRUCTURESOBSERVEES 36
CHAPITRE VI 40
VI - ANALYSE SEDIMENTOLOGIQUE ET DIAGRAPHIQUE DU FORAGE DE
BLANC MESNIL NORD 1 41
VI.1 - ETUDE DES CUTTINGS 41
VI.2 - INTERPRETATION SEDIMENTOLOGIQUE 42
VI.3 - LOCALISATION DES NIVEAUX POREUX 44
VI.4 - DETERMINATION AUTOMATIQUE DES ELECTROFACIES 45
CONCLUSIONS 52
BIBLIOGRAPHIE 54
RESUME
Le but de cette étude est d'établir une meilleure caractérisa-tion sédimentologique et diagraphique du réservoir et particulièrement desniveaux productifs ; une meilleure compréhension des phénomènes de diagenèseet leurs conséquences sur l'évolution du réseau poreux, l'étude des relationsentre hauteur poreuse et hauteur productrice, les corrélations géologiquespuits à puits afin d'essayer d'élaborer un modèle hydrodynamique du réservoiren relation avec la sédimentation, la diagenèse et la fracturation.
Le Département de la Seine St Denis a été sélectionné en raisonde la densité des ouvrages réalisés (20 forages géothermiques fin de 1983) dontun (Aulnay-sous-Bois) a fait l'objet d'un carottage partiel du Dogger.
Au cours de l'année 1983, les travaux de caractérisation facio-logique du sondage carotté référence d'Aulnay-sous-Bois (GAY 1) se sontpoursuivis par une étude complémentaire de biophases destinées à préciserles paléomilieux, une analyse calcidolomimétrique, un examen microstructuralorienté vers la recherche d'une relation fracturation-porogenèse, une analysepréliminaire des ciments par la technique de cathodo-luminescence dans lebut de différencier les phases successives de cimentation du réseau poreux,une analyse isotopique préliminaire (carbone-oxygène) destinée à préciserla nature des milieux de précipitation des diverses formes de carbonates.
Un essai de corrélation entre Aulnay-sous-Bois et les foragesavoisinants, a apporté des indications nouvelles sur la géométrie du réser-voir. Les corrélations sont établies en utilisant les données diagraphiquescalées sur carottes et les indications de faciès obtenues par l'examendes déblais de forage.
D'une façon générale, sur l'ensemble des sondages étudiés, leniveau producteur principal (entre 50 % et 70 % de la production du puits)se situe systématiquement dans l'ensemble oolithique.
INTRODUCTION
Le présent rapport comporte deux volets distincts, l'unconcerne la poursuite d'un programme analytique de caractérisations facio-logiques des carottes du sondage d'Aulnay-sous-Bois n° 1, l'autre consiste,partant de ce sondage référencé, à établir une corrélation diagraphique etsédimentologique détaillée avec le forage voisin de Blanc Mesnil Nord 1.
Les études précédemment réalisées (rapport 82 SGN 736 GTH) ontpermis d'établir que seule une corrélation partielle existait entre le milieude sédimentation et la porosité. Deux voies de recherches ont été dévelop-pées, l'une dans le sens d'une meilleure caractérisation des paléomilieuxet l'autre dans la recherche des facteurs affectant l'évolution du systèmeporeux du réservoir.
Dans la première voie, une étude des biophases contenues dansles carottes du forage d'Aulnay-sous-Bois a été réalisée.
Dans la seconde voie de recherche orientée sur les phénomènesdiagénétiques plusieurs opérations ont été réalisées.
Au cours des examens pétrographiques destinés à caractériserles milieux, la présence de dolomite avait été notée. Cette dernière jouantun rôle de colmatant partiel du réseau poreux, il importait donc de localiserson développement de façon précise. Le dosage du magnésium et calcium a étéréalisé sur 120 échantillons.
Des analyses géochimiques réalisées en nombre restreint ontpermis de mieux caractériser la nature minéralogique de la dolomite.
L'analyse pétrographique a été complétée partiellement pardes analyses capables de caractériser les ciments successifs. Cette démarchen'a été abordée cette année que par quelques analyses isotopiques et decathodo-luminescence.
La fréquence des phénomènes de dissolution observées au niveaudu réservoir principal nous a incité à réaliser un examen microstructuraldes carottes. Il apparaît que le développement des cavités de dissolutionest à mettre en relation avec celui d'une microfissuration importante,affectant sélectivement les calcaires oolithiques à forte porosité matricielle.
Dans le cadre des travaux de corrélations entre le forageétalon d'Aulnay-sous-Bois et les forages avoisinants, un essai de reconsti-tution de la géométrie du réservoir a été réalisé sur la base de l'examenconjugé des cuttings et des diagraphies dans le forage de Blanc Mesnil Nord 1.
CHAPITRE I
I - CONTRIBUTION A LA RECONSTITUTION DES PALEOMILIEUX PAR OBSER-VATION, SUR LAMES MINCES, DE LA BIOPHASE DU DOGGER D'AULNAY
A partir de l'inventaire semi-quantitatif des éléments figurésde la biophase (tableau 1, v/oir annexe ), les paramètres porteurs d'indicationspaléoécologiques ont été pris en compte pour contribuer à cerner les paléo-milieux.
L'approximation obtenue est issue de la confrontation entre orga-nismes significatifs coexistant dans chaque niveau observé et dont les plusimportants sont repris dans la figure synthétique n°l (biophase et biotopes).
Dans cette figure l'extension du milieu de vie relative à chaquecatégorie d'organismes est indiquée en regard des subdivisions possibles d'uneplate-forme marine assortie d'une barrière.
Cette subdivision en domaines élémentaires (ou "étages") repré-sente un éventail compris entre deux pôles :
- le plus externe (ou le plus distal) concerne les milieux à fortdegré de marinité, relevant du domaine marin profond, au-delàde la plate-forme ;
- le plus interne (ou le plus proximal) concerne les milieuxde plate-forme à faible degré de marinité, précédant la lignede rivage.
La présence d'une barrière scinde la plate-forme en deux grandsensembles : une plate-forme externe (ou domaine ouvert) en direction de lahaute mer et une plate-forme interne (ou domaine restreint) en direction dela ligne de rivage.
1.1 - MISE EN EVIDENCE DES DIFFERENTS PALEOMILIEUX ET LOCALISATION(cf. fig. 1)
- Le domaine de bassin :
Aucun niveau du sondage n'en présente les caractéristiques, marquéespar des associations planctoniques et nectoniques dominantes : radiolairesmollusques pélagiques ou microfilaments céphalopodes.
- Le domaine circalittoral :
Caractérisé par l'association de microfilaments, d'Ophiurides-Stellérides, de Silicisponges, assortis de Nodosariidés et de petits Ataxo-phragmiidés dans sa partie la plus distale, il s'enrichit en Crinoïdes,Echinides, Brachiopodes ponctués et surtout en Bryozoaires dans sa partieproximale. Cet environnement,minoritaire dans la série étudiée, est nettementrepéré à 1783,30-1782,50-1769,00 m. Il est pressenti avec une certaineambigüité à 1838,45-1801,50-1800,00-1767,30 m.
- Le domaine infralittoral distal et de barrière externe
La composante planctonique a disparu mais l'essentiel de labiophase est représentatif d'une mer ouverte : Echinodermes variés, Bryozoaires,Nodosariidés,associés à des "algal balls", Microgastéropodes, Annélides.
L'influence de la barrière peut être marquée par des polypierset madréporaires isolés, des petits Miliolidés, des Involutines-Trocholines(au demeurant ici toujours rares), la disparition des spicules, la raréfactiondes algal balls et des Ophiurides. Les arguments sédimentologiques paraissentmieux aptes à opérer la distinction entre ces deux environnements voisins.
L'étage infralittoral distal a été individualisé à 1836,45-1833,40-1813,10- de 1809,05 à 1806,05 et à 1763,52. De par la logique séquentielle,il est pressenti de 1830,17 à 1824,80, de 1816,50 à 1815,00, de 1796,60 à1794,60, de 1772,75 à 1769,35, de 1765,60 à 1763,52,de 1752,45 à 1746,65.
De la même façon la barrière externe se marque de 1823,35 à1832,00, de 1811,40 à 1810,36, de 1803,50 à 1802,45, de 1762,20 à 1754,75 ainsiqu'à 1746,58 et 1744,85.
- La barrière franche :
De nature essentiellement oolithique et non récifale, elle estplutôt repérée par une raréfaction de la biophase où la part du transportn'est pas négligeable compte tenu de 1'hydrodynamisme élevé lié à cetenvironnement charnière entre domaines ouvert et restreint. Sur les seulscritères négatifs de la biophase, ce domaine est identifié à 1760,20-1731,90-1730,50 m. Dans certains autres cas, une ambiguïté peut demeurer avec l'avantbarrière.
- la barrière interne :
La biophase de mer ouverte et d'avant barrière y est absente ouexceptionnelle. Ce phénomène est très net pour les Bryozoaires, les Echinides,les Ophiurides, les Miliolidés, les Trocholines et Nodosariidés. Les Crinoïdeset les Brachiopodes ponctués sont relativement moins sensibles à l'effet debarrière, de même que les Gastéropodes (il s'agit sans doute de groupes dis-tincts de ceux repérés en plate-forme ouverte).
Se développent en revanche et suivant des fréquences trèsinégales : des algues solénoporées, des foraminifères agglutinants tels quedes Ataxophragmiidés de grande taille, des Lituolidés avec ou sans structureinterne et sporadiquement, des formes rattachées aux Acervulinidés.
Le domaine est globalement localisé entre 1729,85 et 1723,10et se distingue moins clairement de la plate-forme interne de 1722,90 à1721,20 m sinon par la texture des dépôts.
- La plate-forme interne :
Les caractères de la barrière interne sont maintenus ou accentués.Des Gastéropodes et Brachiopodes ponctués font défaut. La biophase, peudiversifiée, est surtout représentée par les Ataxophragmiidés. Ce domaineest globalement identifié sur deux carottes de 1711,60 à 1707,00 et de1691,40 à 1687,40.
En conclusion la reconstitution des paléoenvironnements nécessitela superposition des méthodes. Aux apports fournis par les constituants dela biophase (macro et micro), s'ajoutent les informations portant sur lestextures et la lithophase étudiées sur lames minces ainsi que celles déduitesdes faciès et figures sédimentaires observés à l'oeil nu sur carottes.
Enfin, ces données intégrées sont confrontées et éventuellementajustées aux diagraphies (ne serait-ce que pour rétablir les cotes réelles).
DOMAINE
ÎONTINENTALD O M A I N E M A R I N
P L A T E - F O R M E
FIGURE. 1
BIOPHASE ET BIOTOPES
Acervul initié (?)
Ataxophragmiidés et R I .
Trocho lines - lnvolutines
Pet itr. Mi linlidén
Nodosan idéfi
Algues solénoporées
Polypiers
"Algal balls"
Bryozoaires
Annelides
Microgastéropodes
Brachiopodes ponctués
Cnnoîden - Echinides
Spicules
Ophiundes - Stellérides
- B A S S I N
(1) HM : haute marée
BM : basse marée
LAV : limite d'ac-
tion des vaguee
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zone phot i que
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(GAY 1)
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Ophiurides-Stellérides
Brachiopodes ponctués
"Algal balls"
MicroqasteropodesAnnélides
Al ques solénoporées
Fi laments
Polypiers
Ophtalmidi idés
Ataxophraqmiidés + al.
Petits Miliolidés
Trocholines
Petits Lituolidés
Involutina
Naut iloculines
Spirillines + Conicosp
Haurania (?)Acervulinidé (?)Lituolidés à structure;
Plateforme interne
Barrière interne
Barrière
Barrière externe
Infralittoral distalCircalittoral proximal
Circalittoral distalBassin
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CHAPITRE II
II - ANALYSE DE LA DOLOMITE ET DES INCLUSIONS FLUIDES DE LACELESTINE DANS LES CAROTTES D'AULNAY-SOUS-BOIS
II.1 - CALCIDOLOMIMETRIE
Au cours des examens microscopiques , la présence de dolomitea été notée. Cette dolomite ne correspond pas à un développement par substi-tution comme c'est le cas dans les dolomitisations habituelles, c'est-à-direun remplacement partiel ou total d'une roche calcaire par une dolomiecristalline.
Dans notre cas, il s'agit de cristallisations de dolomitesqui colmatent de façon irrégulière et partielle, le réseau poreux. Ces dépôtssont liés à la circulation d'eaux sursaturées en magnésium. La présence dedolomie est notée de façon systématique dans les niveaux les plus perméables(niveaux R6 - R7 - R8 et 1722 à 1733 m) correspondant au faciès barrièreoolithique. Cette corrélation entre niveaux productifs et présence de dolo-mite peut être au plan pratique utilisée pour localiser les horizons pro-ducteurs.
Les analyses ont été réalisées sur 120 échantillons parla technique du calcimètre Bernard. Les résultats sont consignés dans letableau 2.
II.2 - ETUDE MINERALOGIQUE ET CRISTALLOCHIMIQUE DE LA DOLOMITE
La dolomite se présente en macrocristaux automorphes à sub-auto-morphes qui cimentent les éléments de calcite micritique du calcaire oolithi-que. Les cristaux présentent des faces courbes et une extinction ondulante.La dolomite comme la calcite est remplacée par la célestine tardive.
La dolomite forme une phase de cimentation du calcaire ooli-thique ; sa précipitation dans l'espace poreux se fait pratiquement en "équi-libre" avec la calcite qui ne présente pas trace de dissolution (photos 1,2, et 3, planche 1). La dolomite apparaît après les phases de croissancesyntaxiale et drusique de la calcite. C'est une phase tardive.
Le dosage à la microsonde des éléments susceptibles d'êtremajeurs dans la dolomite (Ca-Mg-Fe-Mn) montre que sur 20 analyses la dolomitese révèle calcique et légèrement ferrifère (figure 2).
Ces variations par rapport à la stoechiométrie sont fréquentesdans la dolomite (figure 3) et appellent quelques remarques :
- A Aulnay malgré une bonne cristallinité, la dolomite présenteun fort écart à la stoechiométrie ce qui peut être inter-préter comme le résultat d'une croissance en milieu peuconcentré à des températures relativement peu élevées (<120°),
- La dolomite apparaît après des phases de cimentation par dela calcite de l'oolithe.
Ces observations nous conduisent à penser que ces dolomiessont le résultat d'une diagenèse tardive due à l'enfouissement.
Il faudrait néanmoins, pour conforter cette idée, d'autreséchantillons dans d'autres sondages afin d'élargir notre vision du phénomène.
II.3 - ETUDE DES INCLUSIONS FLUIDES DE LA CELESTINE
La célestine se présente microscopiquement en cristaux milli-métriques aciculaires qui se développent soit en géodes dans des cavités dedissolutions (fracture ?) soit en remplacement de la roche carbonatée ooli-thique dont de nombreux éléments subsistent en inclusions.
Par ailleurs, les cristaux de célestine renferment de nombreusesinclusions automorphes à sub-automorphes d'anhydrite (photo 1, planche 2).
La célestine précipite après une phase de début de cimentationdes oolithes par de la calcite syntaxiale suivit par la précipitation de cal-cite drusique (photo 2, planche 2).
Les inclusions fluides observées peuvent être classées en deuxprincipaux types :
- les inclusions biphasées : liquide-gaz- les inclusions monophasées : liquide
Les inclusions biphasées liquide-gaz (vapeur d'eau) ont destailles qui varient de 25 à 75 microns (photos 3 à 8, planche 2). Ellesprésentent la trace de fréquent "Necking down" (photo A, 5, planche 2).ces inclusions aqueuses secondaires possèdent une faible salinité avec destempératures de fusion de la glace (Tf) voisine de 0°C (photo 5) (compriseentre 0°C et -2°C) qui correspond en équivalent NaCl à 2 à 3 %, NaCl (poids)figure A.
Ces inclusions possèdent des températures d'homogénéisationliquide gaz (Th) qui s'étalent sur une large gamme de 67° à plus de 230°C.Les températures mesurées les plus fiables sont comprises entre 67° et 150°C.Ces températures d'homogénéisation doivent être considérées avec prudencesi l'on veut les assimiler à des températures de formation de la célestine.En effet, des mesures répétées montrent la présence de "fuites" (leakage)qui rendent très aléatoires toutes interprétations.
Les inclusions monophasées liquides présentent des variationsimportantes de taille (de quelques microns à 200M ) et sont fréquemment ali-gnées (clivage). Les fluides piégés ont une plus forte salinité avec destempératures de fusion de la glace comprises entre -9 et -10°C ce qui corres-pond à des équivalents en NaCl de 12 à 13 %, en poids.
En conclusion, la célestine apparaît relativement tardivementdans l'évolution diagénétique du calcaire oolithique, elle s'accompagne dela précipitation de sulfate de calcium (anhydrite) dans des cavités dedissolution du calcaire. La célestine piège deux types de fluides qui dif-fèrent par leur salinité. Le fluide le plus dilué pour être considéré commele plus précoce si l'on assimile le fluide le plus concentré à celui de lanappe actuelle. Ce piégeage tardif étant lié à la recristallisation aiséede la célestine.
10
Les températures de formation sont difficilement appréhendables.Des mesures répétées sur quelques inclusions laissent penser à des tempéra-tures maximales de piégeage des fluides comprises entre 100 et 150°C.
11
Tableau no 2
Ca L c i-do Iomi met rie Calci-dolomimétrie (suite)
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1725,5B
1725,70
1726,05
1726,30
1726,55
1726,60
1727,65
1727,70
1727,80
1728,10
1728,40
1728,70A
1728,70B
1729,00
1729,36
1729,85
1730,10
1730,50
1730,70
1730,80
1731,10
1731,22
1731,30
1731,35
1731,90
1742,95
1749,10
1749,80
1751,70
1752,45
1754,75
1755,30
1756,55
1757,40
1758,65
CaLcite Dolomite
97
93
97
95
97
84
98
95
57
86
83
95
81
88
31
76
84
93
81
84
83
93
91
84
93
83
86
89
86
88
97
88
97
88
86
80
86
89
89
93
86
98
95
95
98
98
98
98
98
95
0
0
0
0
0
14
0
0
14
9
17
0
19
9
0
13
16
0
17
14
16
0
0
13
0
17
13
11
11
11
0
11
0
11
11
19
11
11
11
5
8
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Observationsniveaux productifs
1699 - 1700,43,3 m'/h
1701,4 - 1705.4|9 m'/h '
1706,8 - 1712,9 m'/h1714
83 - 1717,31 m'/h8 - 1720,515 m'/h
1722 - 1723,48,15 m'/h
R, :1724,3 - 1728,949 m'/h
1730,3 - 173345,6 m'/h
R. : 1744,5 - 1746,6' 14,6 m'/h
R|( : 1754,7 - 1759,28,1 m'/h
Profondeurs deséchantilions
en m
1759,30
1760,20
1761,05
1762,20
1763,10
1763,50
1763,95
1765,80
1767,30
1769,35
1769,80
1771,00
1772,10
1772,30
1772,75
1779,70
1780,65
1781,50
1782,50
1785,30
1787,60
1787,70
1788,15
1788,80
1788,95
1789,55
1789,70
1790,50
1790,60
1790,95
1791,25
1791,85
1793,40
1793,50
1793,90
1794,20
1794,60
1795,40
1795,90
1796,40
1796,50
1797,05
1797,50
1798,15
1798,95
1800,00
1801,05
1801,35
1802,45
1803,50
alciteX
97
95
98
95
97
98
97
84
95
93
93
93
93
93
97
88
97
78
93
93
98
95
93
98
93
93
95
98
93
95
95
95
92
95
93
95
95
93
95
93
93
91
93
93
86
86
93
95
98
97
Dolomite%
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
°)022)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
0
9
3
0
0
0
0
Observationsniveaux productif!
R n : 1779,7 - 1781,98,5 m ' / h
12
Tableau no 2 suite
Calci-colomimétrie (suite)
Profondeurs deséchantillons
Calcite
97
95
83
97
97
95
93
97
98
95
84
98
98
98
93
88
76
88
46
75
73
Dolomite
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
0
0
0
0
5
6
0
15
0
8
Observationsniveaux productifs
1804,00
1805,85
1806,55
1806,60
1807,80
1809,05
1810,35
1811,40
1813,10
1815,00
1816,50
1819,80
1821,00
1822,00
1824,80
1826,85
1828,60
1830,17
1833,40
1836,65
1838,45
13
LN v63
L N x 2 5
LN X 63
Dolomite cimentant Les éléments calcitiques du calcaireoolithique.
PLANCHEi AULNAY 1725,5 m
/ \CaCO 3/ \ - A
50¿E"•A .
Mg CO3 I FeCO
CaCO
Dolomite caldque
MgCO3
COMPOSITION MOYENNE : CaCO3
MgCO3
FeCO3
= 57. moles0/.
= 1.6
F I G U R E 2 : Analyse à La microsonde de la dolomite (Aulnay, 1725,5 m)
15
57A ULNAY I «—
MtanM.«, 1 V
t
r
-m-I
J
-h-9-f
e
48 49 50 51 52 53 5 4 5 5 56 57 5B S9 60
MOLE % Ca C0 3
—Major element chemistry of dolomites of various ages from a wide variety of different geologicalsettings, a, Supratidal dolomite, Andros Island (Shinn and others, 1965); 6, Middle Pleistocene meteoric—marinedolomite, Jamaica (Land, 1973a); c, Holocene supratidal dolomite. South Florida (Atwood and -Bubo , 1970);d, Holocene subtidal dolomite, Texas (Behrens and Land, 1972); e, Sabkha dolomite, Qatar (Ming and others,1965);/, Holocene subtidal dolomite, South Australia (Alderman and Skinner, 1957); g, Holocene sabkha dolomite,
. Abu Dhabi (Patterson, 1972); h. Tertiary subsurface dolomite, Florida (Hanshaw and others, 1971); i. UpperPleistocene meteoric—marine dolomite, Jamaica (Land, 1973b); j, Ordovician burrow-mottled dolomite, ArcticIslands (Morrow, 1978); k/I, Ordovician "dorag" dolomite, Wisconsin (Badiozamani, 1973); m , diagenetic ferroanand non-ferroan dolomite, Miocene, California (Murata and others, 1972); n, Eocene stoichiometric dolomite,Florida (Randazzo and Hickey, 197S); o. Eocene non-stoichiometric dolomite, Florida (Randazzo and Hickey,1978); p-s, supratidal, early diagenetic, late diagenetic, and hydrothermal dolomites respectively; all from theMiddle Devonian Pine Point (Fritz and Jackson, 1972); I, general range, Palaeozoic dolomite (Goldsmith andGraf, 1958); u, range for all late diagenetic, U . Devonian dolomite, this study; v, micron-sized "early-diagenetic"dolomite, this study.
FIGURE 3 : Comparaison entre La dolomite d'Aulnay et d'autres types
de dolomite (d'après Mattes et Mount joy, 1980)
(1) Inclusions d'anhydrite (a) dans labarytine (Ba)
(2) Croissance de barytine (Ba) surLa calcite drusique (Ca)
Th 67°Tf=O°
8
(3 à 8) Inclusions fluides biphasées dans La célestine
Planche AULNAY 1725.5m
17
f Température *C
fc^JBiphasée
GLACE + SOLUTION
GLACE + NaCl . 2 H 2 O \ '
io 12 13 2523. 3 26. 3
% NaCl (poids)
FIGURE 4 : Position des incLusions fluides dans Le système NaCl -HpO à basse température.
18
CHAPITRE III
19
III - CATHODOLUMINESCENCE - TESTS SUR DES ECHANTILLONS DU PUITSD'AULNAY
Le but est, dans un premier temps, d'apprécier les donnéescomplémentaires que peut apporter la CL par rapport aux autres techniquesd'investigations pétrographique et géochimique.
Huit lames minces ont été examinées avec le "Luminoscope" deNuclide Corporation sous les conditions suivantes :
- tension : 13 kV,- intensité du courant de faisceau : 0.6 mA,- pression : 130 mT,- gaz résiduel : Hélium,- photographie : pellicule Ektachrome 400 ASA.
Avant la présentation des résultats il faut faire trois remar-ques d'ordre technique.
• Les lames minces examinées sont fines par rapport à celles utiliséesde façon standard (1.5 mm au lieu de 2 mm) ; il en résulte deuxinconvénients :
- la difficulté de la mise au point,- une surchauffe à l'impact du faisceau électronique qui peutprovoquer la fissuration des lames (B41 146).
Donc l'utilisation de lame porte objet de 2 mm est conseillée.
. Les couleurs observées sur les photos ne sont pas exactement cellesvues sous le microscope d'où, une décalage par rapport au textede la couleur des photos.
. Le travail présenté ne constitue qu'une approche de l'étude parcathodoluminescence qui pourrait être faite. Ainsi, les donnéesrecueillies sont partielles et les résultats ne peuvent être considéréscomme définitifs.
III.1 - LES RESULTATS CL ET LEUR INTERPRETATION
III.1.1 - L'encaissant calcaire (cf. planche 3)
A travers les 8 lames examinées on distingue deux groupes CLpour l'encaissant (voir le tableau 3) :
- le type A,- le type B.
Le type A regroupe 7 lames. Il est caractérisé par une couleurCL orange/rouge d'intensité (i) faible ; celle-ci est plus forte au niveaudes concentrations argileuses. Ce type se retrouve aussi bien dans les facièsbiomicritiques qu'oolithiques.
20
Le type B, représenté par la seule lame AULNAY 6257 (biomicritebioturbée), est caractérisé par une couleur CL orange (i = moyen à fort).
En fait, il n'existe qu'une différence d'intensité entre cesst-à-dire qu'il y a pli
type A. Il en résulte deux hypothèsesdeux types. C'est-à-dire qu'il y a plus de Mn2 + dans le type B que dans le
- soit ces deux types traduisant une différence des concen-trations originelles dues à la paléogéographie (A étant pluséloigné de la côte que B) ;
- soit ces deux types traduisent un lessivage plus importantde Mn2 dans le type A au cours de la diagenèse.
La deuxième hypothèse est la plus vraisemblable et une multi-plication des observations permettrait de trancher.
III.1.2 - Les ciments (cf. planche 4)
. La microsparite : elle tapisse irrégulièrement les poresdes fossiles dans I'eñcaissañt~it les pores des interclastiques. Elle estresponsable d'un début de lithification du sédiment (diagenèse précoce).Deux types sont discernés en CL :
- (1 a) microsparite de couleur CL noir qui possède parfoisune structure palissadique (B41 146) qui évoque lesciments aragonitiques précoces ;
- (1 b) microsparite à couleur CL orange i = faible/moyen.
La succession semble continue entre la et lb. Elle peut êtreinterprétée comme une séquence CL négative ; elle traduit une baisse deperméabilité du milieu (la solution de précipitation devient de plus en plusréductrice).
. La sparite : elle envahit de façon variable les pores selonles niveaux, il reste en général une porosité résiduelle. La CL permet dedifférencier trois ciments de ce type de cristaux.
- (2) C'est un ciment syntaxial qui croit autour descrinoïdes ou un ciment contemporain de cette crois-sance. Il remplit en partie des pores interclas-tiques. Cette sparite est divisée en trois systèmesde zone CL :
(a) couleur CL marron/jaune, i = faible/moyen,(b) couleur CL jaune, i = fort,(c) couleur CL marron, i = faible.
Les systèmes de zones (a), (b), (c) sont représentés de façonirrégulière dans les échantillons mais croissent sans étape de dissolutionintermédiaire. Cette évolution de la couleur CL du ciment syntaxial (activépar Mn2 et inhibé par Fe3 ) traduit d'abord, une diminution de la perméabilitéentre (a) et (b) (polarité négative) puis, un retour progressif à une plusgrande perméabilité (polarité positive).
21
- (3) C'est un ciment sparitique qui remplit dans certainsniveaux presque complètement les pores interclastiques.Il est caractérisé par un système de zones CL decouleur marron à noir, i = très faible.
Des analyses complémentaires (coloration chimique à 1'alizarineet au ferricyanure de potassium) permettraient de dire si la baisse de lumi-nescence de Mn2+ est liée à une augmentation en Fe3+ (inhibiteur de lacalcite) ou bien à un enrichissement du milieu de précipitation en Mg.
La première hypothèse traduit des circulations de fluideimportantes dans le réservoir.
La deuxième hypothèse traduit une continuité entre ce ciment(3)et le ciment(4) qui lui est dolomitique. En fait, il manque encore desobservations de remplissages fissuraux pour bien comprendre le passage de(3) à (4).
- (5) C'est un ciment sparitique qui occupe indifféremmentdes pores de dissolution ou bien des pores inter-clastiques. Il se distingue difficilement de la cou-leur CL du ciment(3). Ici la luminescence est noireet semble homogène dans toute la plage sparitique.
La couleur CL noir indique que la calcite est totalement5+. Ainsi, les circulation!
même en fin de poronécrose du réservoir.inhibée par Fe3+. Ainsi, les circulations de fluide semblent importantes
. La dolosparite : elle correspond au ciment(4) et occupeles vides intercliitïquëi~dins~la majorité des cas. Elle se décompose endeux stades CL.
- (4 a) est une dolomite de couleur CL rose/mauve, i = faible,très agressive vis-à-vis du ciment(3) qui est par-fois totalement remplacé. Cette donnée pourraitêtre l'argument pour dire que (3) est déjà richeen Mg avant le stade dolomitique. On note, en effet,que le ciment(2) n'est pas atteint par la dolomi-tisation.
- (4 b) est une dolomite présentant deux zones CL, l'unenoire et l'autre orange, i = fort. Elles poussenten continuité optique sur (4a).
Lorsque les cristaux croissent dans les vides on constate queleurs surfaces sont courbes ; ils s'apparentent ainsi à la dolomite enselle (saddle dolomite) dont les conditions de croissance sont bien connuesà l'heure actuelle. Enfin, ce stade de cimentation est contemporain oupostérieur à une fracturation visible dans la lame B41 147.
Ainsi le passage entre l'étape (3) et l'étape (4) sembleprimordial dans l'évolution du réservoir au niveau de la porosité.
22
. La Célestine : il occupe le dernier stade de la poronécrosedans deux lames. Ses caractères CL sont ceux des sulfates, c'est-à-dire unecouleur CL bleue, i = fort qui évolue rapidement (en moins de 10 secondes)vers le noir puis, vers le bleu-vert, i = très faible.
Dans la lame AULNAY X, il épigénise aussi bien les cimentsque l'encaissant ce qui peut provoquer l'apparition d'une porosité impor-tante en dernière étape diagénétique.
III.1.3 - Les minéraux accessoires
La kaolinite a été observée dans deux lames (B41 147 etAulnay 6258). Elle a une couleur CL bleu-roi, i = faible, que l'on retrouvedans beaucoup de kaolinites authigènes. Elle remplit environ 5 % des poresrésiduels.
La pyrite de luminescence noire est présente dans deux lames(B14 136, Aulnay 6257). Cette luminescence est classique.
La répartition de ces minéraux accessoires peut procurer desindices supplémentaires dans l'établissement des corrélations.
III.2 - EVOLUTION DIAGENETIQUE DU RESERVOIR
Afin de synthétiser les données recueillies il est intéressantd'établir une chronologie relative des événements en sept étapes majeurs.
. D'abord, dépôt d'un sédiment biomicritique à oolithique laissant denombreux vides. Le dépôt se forme probablement en milieu intertidalà supratidal. Une confrontation entre eau douce et eau salée permetune coprécipitation importante de Mn 2 + avec la calcite.
. Première consolidation du sédiment par une cimentation aragonitique(ciment palissadique) plus ou moins développée. Ce ciment peut sedévelopper dans des nappes phréatiques vadoses. La CL révèle unpremier confinement du milieu de précipitation avec baisse de laperméabilité. La porosité par contre reste importante.
. Suit une deuxième cimentation sparitique riche en Mn2 et Fe. Lescouleurs qui en résultent peuvent être rattachées à la formationsédimentaire. Il s'agit d'un ciment autochtone. Le développement decette sparite essentiellement syntaxiale pourrait être commandéen fait par l'abondance en crinoïdes de l'encaissant.
. Le troisième stade de cimentation est allochtone (on ne retrouve pasde caractères CL liés à la formation sédimentaire). Cette cimentationapparaît clairement tardive alors que la roche est déjà enfouie. Sila porosité chute, la perméabilité par contre reste importanteprobablement à l'occasion d'une première fracturation notable.
23
. Le quatrième stade de cimentation correspond à une dolomitisation. Enfait, la dolomitisation par cimentation s'accompagne par une trans-formation sélective des calcites préexistantes. C'est à cette occasionque s'exprime le maximum de dissolution.
. Les pores créés au stade précédent sont partiellement comblés parun dernier ciment calcitique dont la solution de précipitation estoxydée. La perméabilité reste par conséquent importante.
. Finalement, l'ensemble de l'évolution s'achève par des venues decélestite qui peuvent épigéniser tous les carbonates.
Ainsi, il apparaît que les ciments postérieurs au (3) sontliés sûrement à des facturations. Ceci explique l'indépendance relative entrela porosité de l'encaissant et la perméabilité générale que traduit laluminescence inhibée des calcites (3) et (5).
o_ J1
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156
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1723,]
1725,5
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—
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Kaol
relative. Ç p3r rapport t*)de)
Pyrite
TflßL.3 -.REPARTITION JDES CÍMENTS ET DE LEU R5 FACÍ £"S C L
DA AI S ¿£S ECHANTILLONS
2r> Planche 3
Lumière naturelle (LN) Cathodolurrùnescence (CL)grandissement x 50
Ech. 1689,5 m : détail des stades (b) et (c) du ciment syntaxial (2). Microsparitela et lb dans les pores des bioclastes. Encaissant de type B
L N x 50 C L x 50Ech. 1723,1 m : détail du ciment (lolomiticiue 4a et 4b. Encaissant de type A
26
Planche 4
Lumière naturelle (LN) Cathodoluminescence (CL)grandissement x 50g
Ech. 1723,8 m : Encaissant de type A . Ciment syntaxial 2b et 2c. Cimentdolomitique 4a et 4b. Les couleurs C L sont à peu prèsfidèles
C L x 50
Ech. 1729,5 m : Encaissant de type A . Ciment palissadique 1b. Ciment dolomiticiue4a et 4b. Les couleurs sont surexposées
27
CHAPITRE IV
28
IV - ETUDE ISOTOPIQUE (0,C) PRELIMINAIRE DES PHASES CARBONATEESD'ECHANTILLONS DU DOGGER - AULNAY
Les analyses isotopiques (carbone, oxygène) des carbonatesétudiés sont reportées dans le tableau 4 . Les différentes phases sont posi-tionnées sur la figure 5 .
La calcite des oolithes présente des S 0 et des ¿13C typiquesde carbonates sédimentaires en milieu marin.
Les calcites qui cimentent ces oolithes présentent par contreun appauvrissemnet net en ¿180. Ceci peut résulter soit d'un apport d'eauxmétéoriques, soit d'une élévation de température.
Un apport d'eaux météoriques, qui correspondrait à une épisoded'emersion, devrait également s'accompagner d'un appauvrissement en ô13C. Orici les 613C restent positifs. On peut donc pense que l'appauvrissementen 6180 de ce ciment calcitique est plutôt dû à une élévation de température.
Si le phénomène thermique s'est produit en milieu marin, latempérature d'équilibre calculée entre ce ciment (5180 = + 21.4) et l'eau demer ( 6180 = 0), est de l'ordre de 80°C. (Elle serait de l'ordre de 100°Cpour la calcite de la géode). Il est toutefois plus raisonnable de penserque ce ciment s'est déposé postérieurement, comme semble le montrer lesrésultats de strontium reportés dans la figure 6^ Les solutionsqui circulent actuellement dans ces sédiments ont un ¿180 de - 4 S. Le dépôtde ce ciment de calcite à partir de cette solution se serait fait à 53°C.Le même calcul pour la calcite de la géode donne une température de 69°C.Ce qui correspond à la température de fond de puits mesurée actuellement.Cette solution ( ô18 0 = - 4 $£) correspond probablement à d'anciennes eauxmétéoriques évoluées . Ce qui est le cas de nombreuses eaux de formationde bassins sédimentaires (CLAYTON et al., 1966 ; HITCHON et FRIEDMAN,1969 ; KHARAKA et al., 1972 ; DOWGIALLO et TONGIORGI, 1972).
Au cours de leur évolution ces eaux de formation ont perduleur ¿13C initial du C02 par échange (dissolution) avec le stock carbone descarbonates. Ceci explique qu'il n'y ait pas eu appauvrissement des ¿13C.L'effet de température est également faible sur les ¿13C.
Les dolomites qui cimentent également les oolithes ont des ¿180semblables à celui du ciment calcitique. Ceci indique que ces deux phasesn'ont pas précipitées simultanément sinon le ôw0 de la dolomite seraitsupérieur de 4 à 6 & à celui de la calcite. Il ne semble pas qu'on aitaffaire à une substitution de la calcite par la dolomite d'après l'étudepétrographique.
Le calcul des températures à partir du ô180 des dolomiteset du fluide actuel donne des valeurs comprises entre 70 et 90°C, compatiblesavec l'histoire thermique de la formation.
29
En résumé, on peut dire que la cimentation des oolithes marinesne s'est pas faite lors d'une emersion mais postérieurement, au cours del'enfouissement, en équilibre avec des eaux de formation.
Pour étayer cette première interprétation, il serait possiblede compléter les analyses (particulièrement pour le ciment calcitique dontune seule valeur est disponible actuellement) et d'étendre la zone de l'échan-tillonnage en fonction du gradient thermique.
Tableau 4 - Analyse isotopique du carbone etde l'oxygène sur différents carbonatesséparés du sondage Aulnay (Dogger)
1 - Aulnay
2 - Aulnay
3 - Aulnay
4 - Aulnay
5 - Aulnay
6 - Aulnay
39
39
39
39
24B
24B
1725,30
1725,30
1726,72
1726,72
1730,95
1730,95
m
m
m
m
m
m
calcite
calcite
calcite
dolomite
calcite
dolomite
géodique
ciment
oolithe
ciment
oolithe
ciment
¿18C % v
+ 1,7
+ 1,8
+ 2,3
+ 3,0
+ 2,6
+ 2,9
.s. PDB
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
¿1l0
- 11,7
- 9,2
- 2,2
- 11,5
- 2,5
- 8,4
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
a18o % v.s.
+ 18,8
+ 21,4
+ 28,6
+ 19,0
+ 28,3
+ 22,2
SMOW
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Ciment de dolomite macrospathique
CaLcite géodique
OoLithe calcitique
173 0,9 X20
Détail du ciment macrocristalLindolomitique à extinction ondu-lante
X65 Y C CDétail du ciment de calcite A U Jmacrocri stalL i ne
Finure 5
31
87 86St7 Sr
0,709-
Starinsky el o\ (1980)
celestine0 , 7 0 8 -
0 .707 -
0.706
oo I ¡the
Dogger 200Age M.années
Figure 6 - Comparaison des rapports isotopiques du Sr obtenussur des échantillons des carottes du forage d'Aulnay(oolithe, calcite néoformé, célestine présente dansune fissure) ainsi que les échantillons d'eaux duDogger et ceux obtenus par Starinsky et al.
32
CHAPITRE V
33
V - ETUDE STRUCTURALE DU FORAGE D'AULNAY-SOUS-BOIS (GAY 1)
La section de forage concernée représente une colonne de 79,30 msur laquelle 54,30 m ont été carottés et 40 m récupérés. L'analyse a étéeffectuée sur cette portion discontinue de la série stratigraphique suivantdeux axes d'études :
- étude de la répartition des éléments structuraux tout au longde la carotte,
- étude de la répartition des zones à forte porosité macroscopiquele long de la carotte afin d'établir des corrélations entre laporosité macroscopique... (matricielle, vacuolaire de dissolution),les éléments structuraux (fractures, joints stylolithiques) etla lithologie.
V.1 - LES DIFFERENTS ELEMENTS STRUCTURAUX
a) Les joints stylolithiques
Ces structures résultent d'une dissolution du matériau carbonatéà l'interface de deux unités différentes (strate, g r a i n — ) , généralement enréponse à une contrainte principale verticale (poids des terrains sus-jacentsou contrainte tectonique). Les deux unités s'interpénétrent suivant une lignebrisée.
Les joints sont représentés sur l'ensemble des carottes. Ils sesituent de préférence à la limite de deux faciès différents : faciès fins mi-critiques, mudstone ou wackestone - faciès grossiers granulaires wackestone,packstone ou grainstone. Leur répartition dans la colonne sédimentaire est
hétérogène et dépend de la lithologie de l'encaissant :
- dans les calcaires oolithiques, la contrainte verticale se marquede préférence par une réorganisation des éléments ; l'espaceporeux diminue, des phénomènes de pression-dissolution apparaissententre les grains ; le développement de joints stylolithiques macros-copiques est exceptionnel.
- dans les calcaires graveleux à oncholites, la présence de stylo-lithes se situe essentiellement aux changements de texture ou destructure de la roche (par exemple entre 1690,01 et 1690,13m.
- dans les calcaires graveleux à ciment micritique les joints stylo-lithiques se développent au niveau des fines décharges bioclastiquesqui sont les plus susceptibles de subir la dissolution (par exempleentre 1763,65 et 1763,94 m.
b) Les fentes de traction à remplissage sparitique
Les fentes sont contemporaines et associées aux joints styloli-tiques (DELAIR et LEROUX, 1978). Elles résultent d'une réponse différente maiscomplémentaire à un même état de contrainte. En effet, si les joints styloli-tiques apparaissent perpendiculairement à la contrainte principale maximum cr, ;et parallèlement à la contrainte principale minimum <r3 ; les fentes sont, ellesparallèles à «̂ et perpendiculaires à a3 . Le carbonate dissout au niveau desjoints stylolithiques va précipiter dans les fentes de traction. Le colmatagede fentes est fonction de la nature à l'encaissant. Dans les niveaux micritiquesmudstones, les fentes sont très fines (épaisseur < 0,5mm) denses et courtes(l<lcm) ; elles sont entièrement colmatées, la perméabilité de fracture estnulle.
Dans les niveaux grossiers, les fentes sont moins denses mais pluslongues (de 1 à plus de 15 cm de longueur). Dans ces niveaux, la porosité ma-tricielle est forte, le carbonate provenant de la dissolution au niveau desjoints stylolithiques, précipite partiellement dans la fente mais contribueégalement à la constitution d'un ciment secondaire autour des intraclastes.Les fentes partiellement colmatées constitueront un drain privilégié et indui-ront une forte perméabilité de fracture (par exemple entre 1723,69 m et1724,06 m ) .
Ces observations vérifient que des matériaux de rhéologie différentene réagissent pas de la même façon aux sollicitations d'une même contrainte :
- les micrites mudstones montrent une déformation élasto-fragile,le matériau a un comportement homogène.
- les packstones à grainstones sont hétérogènes par constitution ;la déformation se traduira par une amélioration de l'organisationde ses constituants avant d'atteindre la rupture.
c) Les diaclases
Ces fractures, sans mouvement relatif des deux compartimentsqu'elles délimitent, se répartissent dans le forage de la même manière queles fentes de traction. Généralement, les fentes de traction sont visiblesessentiellement dans les niveaux fins peu poreux, car elles sont colmatées.Dans les niveaux grossiers, on note essentiellement la présence de diaclasesmais la distinction n'est pas toujours possible car le remplissage calcitiqueest souvent dissout.
On note, par ailleurs, l'existence de deux familles orthogonalesde diaclases. L'orientation de ces deux familles n'a pu être déterminée carles carottes n'étaient pas orientées.
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V . 2 - LES PORES ET LES VACUOLES
a) Les pores
Dans cette étude sont appelés pores tous méats dont le diamètreest inférieur à 3 millimètres. La limite inférieure dépend du pouvoir derésolution de l'oeil, elle est de l'ordre de 0,25 mm. De la présence de cespores résultent :
- une porosité matricielle par défaut de cimentation (ex : dans lesgrainstones)
- une porosité de dissolution affectant des intraclastes (ex :oncholites)
Leur répartition n'est pas homogène mais concentrée dans desaires dont l'extension est soit sub-horizontale suivant la stratification,soit sub-verticale (influence d'une fissure potentielle ou de la gravité ?).
Leur taille dépend évidemment de la granulométrie du calcairebioclastique encaissant ; plus les bioclastes sont gros plus la taille despores augmente.
b) Les vacuoles
II s'agit de méats créés par dissolution du calcaire. Ces struc-tures peuvent présenter un remplissage partiel de calcite spathique ou dedolomite automorphe. Ces vacuoles sont dispersées de façon apparement aléa-toires . Elles semblent essentiellement présentes dans les calcaires oolithiques.
V.3 - INFLUENCE DES STRUCTURES TECTONIQUES SUR LA POROSITE DE DISSOLUTION
Les fractures semblent constituer des structures favorables àl'augmentation de la porosité de dissolution. Les épontes des fractures sontcorrodées. L'augmentation importante de pores qui en résulte peut entraînerla formation d'une cavité de dissolution. Cette concentration du phénomènede dissolution aux épontes de la fracture contribue à donner à celles-ci descontours irréguliers. Il ne s'agit pas dans le cas présent, d'un phénomèned'ouverture de la fracture par traction mais d'une ouverture par perte dematière ; la fracture jouant le rôle de catalyseur de la dissolution.
Dans une moindre mesure, on observe le même phénomène autour desjoints stylolithiques. De part et d'autre de ceux-ci se concentrent des poresde dissolution qui se placent de préférence dans ou en dessous des valléesentre deux pics stylolithiques. Il semble que le joint avec son film imper-méable ait jouer le rôle de barrière aux percolations des eaux et de catalyseurde la dissolution.
Mais s'il existe des relations claires entre l'augmentation des phé-nomènes de dissolution et la présence de structures tectoniques, cette relationn'explique qu'une faible partie de ces zones à forte porosité de dissolution.
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V . 4 - R E P A R T I T I O N E T C O R R E L A T I O N S E N T R E L E S S T R U C T U R E S O B S E R V E E S
La répartition des différents objets sélectionnés, ne s'effectue pasde façon aléatoire tout au long du sondage. Cette répartition est analysée parl'utilisation d'histogrammes de fréquence. L.eur juxtaposition permet d'établirdes corrélations entre ces différentes structures.
Sur un même tableau (tab. 5 ) on a porté :
- l'échelle des profondeurs
- un histogramme de la productivité (GIOT, ROJAS, 1982)
- la lithologie
- un histogramme de la densité approchée des pores par 50 cm dehauteur de carotte
- un histogramme de la densité approchée des vacuoles par 50 cmde hauteur de carotte
- un histogramme du nombre de plans stylolithiques mesurés sur 50cmde hauteur de carotte et ramené à 1 cm de carotte
- un histogramme du nombre de fractures de longueur supérieur à 15 cmpour 50 cm de hauteur de carotte
- un histogramme du nombre de fractures de longueur comprise entre1 et 15 cm pour 50 cm de hauteur de carotte
- un histogramme du nombre de fractures de longueur inférieur à1 cm mesuré sur 50 cm de hauteur de carotte et ramené à 1 cmde carotte
- un histogramme représentant la variation du diamètre des pores
- un histogramme représentant la variation du diamètre des vacuoles.
a) Répartition des stylolithes :
Les stylolithes sont présents sur l'ensemble du forage defaçon discontinue. L'histogramme permettant d'analyser leur réparti-tion montre que celle-ci varie en fonction de la nature de l'encais-sant :
- dans l'ensemble des "alternances", la densité des jointsstylolithes est forte dans les faciès de plate-forme exter-ne ; ceci s'explique par la nature favorable du matériauprésentant un grand nombre de discontinuités lithologiquesconstituées d'une alternance de fines décharges bioclastiquesà partir desquels se développent les joints dans un ensemblegraveleux ; par contre elle est faible à nulle dans les facièsde barrière (ex : entre 1754,68 m et 1761,01 m, tab. 1), cesfaciès sont constitués de calcaires oolithiques.
37
- dans "l'Oolithe blanche", la densité de joints macroscopiquesest très faible ; il s'agit également d'un faciès barrière(calcaire oolithique) peu propice au développement de joints.
- dans les calcaires comblanchiens, la densité de joints estfaible mais supérieure à celle de "l'Oolithe blanche" ; l'en-caissant est constitué de calcaires graveleux à oncholites,souvent cimentés par de la micrite.
b) Répartition de fractures :
Les fractures sont subdivisées en trois classes :
- les grandes fractures d'extension visible supérieur à 15 cm- les moyennes fractures d'extension comprise entre 1 et 15 cm- les petites fractures inférieures ou égales à 1 cm.
Leurs distributions sont représentées par des histogrammes(tab. 5 ). Il apparaît une bonne corrélation entre la présence de petites,de moyennes et de grandes fractures sur l'ensemble des carottes :
- à une forte densité de grandes ou de moyennes fractures esttoujours associée une forte densité de petites fractures,
- à une forte densité de petites fractures ne correspond pasnécessairement la présence de grandes ou de moyennes frac-tures.
En fonction de la lithologie, on établit les relations suivantes
- "l'Oolithe blanche" (faciès barrière) apparait comme le niveaule plus affecté par de grandes fractures, c'est le niveau lemoins homogène pour lequel le seuil de rupture sera le plusrapidement atteint.
- les calcaires comblanchiens sont moyennement fracturés, lesommet de cet ensemble carotté montre un colmatage des peti-tes fractures.
- l'ensemble des "alternances" est peu à pas fracturé :
* les faciès de plate-forme externe ne présentent qu'unepetite fracturation de faible densité, le matériau esttrès homogène
* le faciès de barrière est plus fracturé.
Des essais de fracturation en laboratoire permettraient de quan-tifier ces observations et de définir le domaine de la rupture pour chaquefaciès.
38
c) Repartition des macropores :
La densité de porosité matricielle ou de dissolution a étéappréciée qualitativement à partir du relevé des carottes.
- dans les calcaires comblanchiens, leur densité est moyenneet augmente vers la base à proximité de l'Oolithe blanche" ;le diamètre des pores augmente dans le même sens que ladensité ;
- dans "l'Oolithe blanche", leur densité est forte au sommetde cet ensemble et décroit vers la base, le diamètre des poresvarie de la même façon ;
- dans l'ensemble des "alternances", la densité des pores estfaible dans les faciès barrière à nulle dans les faciès plate-forme externe.
d) Répartition des vacuoles :
Les vacuoles montrent, sur l'histogramme des densités relatives,une nette dépendance entre leur présence et le faciès dans lequel on lesobservent :
- dans l'Oolithe blanche, la densité de vacuoles est très forte,leur diamètre élevé (entre 1 à 2 cm de diamètre) ;
- dans les calcaires comblanchiens, leur densité est moyenne,leur diamètre moyen de 0,5 à 1 cm ;
- dans l'ensemble des "alternances", leur densité est nulledans les faciès de plate-forme externe et moyenne à fortedans les faciès de barrière ; leur diamètre voisin du demicentimètre.
e) Corrélations entre tous les éléments_observés: (voir annexe tab. 5)
Le tableau n° 5 met en évidence des corrélations entre les di-férents éléments observés :
- corrélation partielle entre l'existence de joints stylolithiques etla présence de petites fractures bien que les proportionsentre les deux éléments varient en fonction de la lithologie ;
- bonne corrélation entre 1'existence du faciès oolithe blanche productif,d'une forte densité de grandes fractures et d'une forte densité devacuoles bien que les relations spatiales entre ces deux der-niers éléments ne soit pas établies ;
Enfin chaque faciès est caractérisé par la présence et la répar-tition de chaque éléments.
39
1) Les calcaires à faciès de plate-forme interne (calcaires comblanchiens)sont caractérisés par :
- une productivité faible (bien qu'une exception apparaisse entre 1714,3 met 1720,5 m mais celle-ci semble être en relation avec une intense zonebroyée)
- Une faible densité de joints stylolithiques
- une forte densité de petites fractures quand il existe des stylolithes
- une densité de vacuoles de dissolution qui varie à l'inverse de la den-sité de petites fractures ou de stylolithes
- une densité de pores qui augmente avec la densité de petites fractures.
2) Les calcaires à faciès barrière "Oolithe blanche" sont caractériséspar :
- une productivité élevée
- une forte densité de grandes et moyennes fractures
- une forte densité de vacuoles
- une très faible densité de joints stylolithiques macroscopiques et depetites fractures
- une relation entre l'existence de joints stylolithiques et de petitesfractures
- une forte densité de pores
3) Les calcaires à faciès de plate-forme externe (ensemble des "alternances")Ils sont caractérisés par :
- une productivité nulle
- une densité de joints stylolithiques élevée
- une densité de grandes et moyennes factures faible à nulle
- une densité moyenne de pores
- une densité de vacuoles nulle.
40
CHAPITRE VI
VI - ANALYSE SEDIMENTOLOGIQUE ET DIAGRAPHIQUE DU FORAGE DE BLANCMESNIL NORD 1
Rappelons que cette analyse avait pour objectif de poursuivreles travaux déjà réalisés dans le puits géothermique d1Aulnay-sous-Bois(rapport 82 SGN 706 GTH) qui ont mis en évidence un certain nombre d1électro-faciès grâce à un étalonnage diagraphique à partir de carottes. Il s'agissaitdonc d'établir une corrélation diagraphique et sédimentologique entre lesdeux ouvrages du doublet géothermique de Blanc Mesnil Nord d'une part, etentre le forage d'Aulnay et le Blanc Mesnil Nord 1 d'autre part.
L'intérêt de cette opération était d'autant plus évident quele secteur a un potentiel de projets très important nécessitant une modéli-sation du réservoir de plus en plus élaborée qui ne sera possible qu'avecune meilleure connaissance de celui-ci.
VI.1 - ETUDE DES CUTTINGS
Les cuttings provenant des deux sondages du doublet géothermiquede Blanc-Mesnil (GBMN.l et 2) et, plus particulièrement, des horizonsréservoirs de ces sondages, ont été montés en lames minces après indurationpar une résine colorée. L'étude de ces lames minces confirme globalementl'analyse des cuttings de la loupe binoculaire et permet de noter lescaractéristiques de la porosité.
Si à certains niveaux, la porosité est, en partie au moins, due àune absence de ciment (cote 2000 m, GBMN 2, cotes 1948 et 1968 m, GBMN 1),dans la majorité des horizons étudiés, elle est liée à des phénomènes dedissolution. Ces derniers s'exercent principalement sur la matrice(microporosité évoluant en macroporosité) et accessoirement au niveau desgrains (cortex oolithique, bioclastes, gravelles). (cf. planches photos)
La porosité résultante n'est généralement pas très développée enraison d'une poronécrose notable. Parfois le colmatage est lié à unecimentation précoce palissadique de calcite, mais, le plus souvent, il s'agitd'un développement de grands cristaux de calcite et/ou de dolomite. Ladolomite est particulièrement importante dans le sondage GBMN 1 aux cotes1938, 1948 et 1952 m alors qu'elle est pratiquement absente dans le sondageGBMN 2 (un seul cristal de dolomite noté à la cote 1940 m). Une telledifférence souligne à quel point les précipitations tardives à partir des eauxintersticielles peuvent revêtir un caractère très local.
Au niveau sédimentologique à proprement parler, si l'ensemble desdescriptions séquentielles établies sur examen des cuttings à la loupebinoculaire reste valable, il apparait cependant que le caractère externe desséquences est moins net que l'on aurait pu le penser. Il faut y voir enpremière hypothèse un problème de représentativité statistique des cuttings,qui ne permettent pas d'obtenir la totalité de la faune présente, surtout dela faune typique, à fortiori si cette dernière est déjà peu abondante dansla roche.
Néanmoins, par rapport au modèle établi à partir des carottes àAulnay-sous-bois, le sondage de Blanc-Mesnil montre une organisationséquentielle similaire (fig.7 ).
42
VI.2 - INTERPRETATION SEDIMENTOLOGIQUE (fig. 7)
La série lithostratigraphique du sondage GBMN 1 comprend troisensembles, membres d'une mégaséquence de type régressif.
- L'ensemble Comblanchien (1904 à 1943,5 m), caractérisé par desfaciès graveleux et gravelo-micritiques de plate forme interne,sans différenciation accentuée (puissance réelle 27,9 m).
- L'ensemble oolithique (1943,5 à 1956,1 m) traduisant des con-ditions hydrodynamiques de barrière (puissance réelle 8,9 m).
- L'ensemble des alternances (1956,1 à 2062 m) qui est caractérisépar plusieurs séquences de type régressif successives. Celatraduit une certaine oscillation entre un domaine de plateformeexterne, (voire de bassin), à sédimentation bioclastique et undomaine de barrière, en liaison avec un contexte structural sansdoute particulier.
Dans l'ensemble des alternances, cinq séquences régressivespeuvent être définies, de la base au sommet :
- Séquence 1 (2062 à 2049,5 m)
La base en est tronquée par la fin du sondage. Cette séquence estcaractérisée par une évolution depuis des faciès gravelobioclastique finsenvasés (cote : 2062 m) de plateforme externe nette, jusqu'à des faciès plusgraveleux hétérométrique de barrière très externe (côte 2050 m). L'épaisseurréelle de cette séquence tronquée est de 8,8 m.
- Séquence 2 (2049,5 à 2032,5 m)
Aux faciès gravelo-bioclastiques fins (côte 2045) de plateformeexterne succèdent des faciès de barrière sous influence externe (côte 2035 m).Cette séquence a une puissance réelle de 12 m).
- Séquence 3 (2032,5 à 2015,1 m)
Elle est moins différenciée que les deux précédentes avec unesimple variation entre plateforme externe sous influence de barrièe probable(côte 2030 m) et barrière externe (côte 2020 m). Son épaisseur est de 12,3 m.
- Séquence 4 (2015,1 à 1976,5 m)
Cette séquence est la plus différenciée de l'ensemble des al-ternances. Elle montre une évolution depuis un domaine de bassin (cote 2010 m)jusqu'à un domaine de plate forme externe (2007 à 1993,5 m) puis de barrièresous influences externes (1993,5 à 1987 m) et enfin de barrière bien installée(1987 à 1976 m). La puissance réelle est de 27,3 m.
G B M N 1 A U I N A Y
19CM-
1943.5
1956,1
1724
1733
\n tu tu a: - ; - *< uT « < ce "-"a o: < m < n.'
"^ oè < «:o.< • <
Fig. 7 - Essai de corrélation entre Aulnay-sous-Bois et Blanc-Mesnil(GBMN1)BAS. = Bassin ; P.F.E. = Plateforme externe ; B.A R.E. = Barrièreexterne ; B.A.R.I. = Barrière interne ; P.F.I. = Plateforme interne.
44
- Séquence 5 (1976,5 à 1962 m)
Au domaine de plateforme externe à sédimentation gravelo-bioclas-tique fine succède un domaine de barrière sous influences externes à sédimen-tation gravelo-oolithique. l'épaisseur réelle est de 10,3 m.
Les séquences 1, 2, 3, 4, 5 définies à Blanc-Mesnil (GBMN1)semblent correspondre -et cela est confirmé par les diagraphies- respecti-vement aux séquences A, B, C, E, F définies à Aulnay-sous-bois. La séquence Ddans ce dernier sondage ne se retrouve pas à Blanc Mesnil. les niveauxoolithiques sont d'épaisseurs très voisines dans les deux sondages (= 9 m) etles faciès du Comblanchien sont similaires, il faut cependant noter que lesséquences d'Aulnay sont plus complètes que celles de Blanc-Mesnil oùfréquemment manquent les termes de bassin.
VI. 3 - LOCALISATION DES NIVEAUX POREUX (pLanche5 )
9 horizons productifs ont été recencés, étages entre 1689 et1734 m. (1917-1968 profondeur déviée). Les cinq horizons supérieurs RI à R5(représentant respectivement 12 %, 4 ?£, 6 %, 4 %, 4 % de la production totale)sont localisées dans l'ensemble Comblanchien, et plus précisément à la partieinférieure. Les trois horizons suivants R6, R7, R8 (avec respectivement 46 %,12 % et 8 % du débit global) caractérisent l'ensemble oolithique. Le dernierhorizon R9 (4 %) est situé au sommet de l'ensemble des alternances.
La comparaison avec le sondage GBMN2 d'une part et le sondaged'Aulnay-sous-Bois d'autre part appelle les remarques suivantes :
- un net décalage apparait entre GBMN1 et GBMN2. Dans ce dernier,les horizons productifs, sont localisés dans l'ensembleComblanchien (à l'exception du dernier horizon, R6 (4 %) situédans les alternances (cf. rapport 83 SGN 206 GTH)
- Une forte similitude se note en revanche entre GBMN1 et Aulnay(Planche n° 2). Les horizons R7 (30 %) et R8 (28 %) d'Aulnaypeuvent être córreles avec les horizons R6, R7 et R8 de GBMN1.Ces réservoirs, qui sont dans les deux cas les plus productifappartiennent à l'ensemble oolithique. Tout comme pour GBMN1,Aulnay montre également une série de petits réservoirs, dis-séminés a la partie inférieure de l'ensemble Comblanchien.
Il est assez remarquable de noter une différence entre les deuxsondages du doublet de Blanc-Mesnil (GBMN1 et 2), situés à très faibledistance l'un de l'autre, alors qu'il existe au contraire une forte similitudeentre GBMN1 et Aulnay, séparés par une distance beaucoup plus importante.
VI.4 - DETERMINATION AUTOMATIQUE DES ELECTRO FAC I ES (planche6 )
Les études de faciès géologiques utilisent traditionnellementles carottes et les déblais comme source première d'information. Une grandepartie de cette même information nécessaire à la caractérisation des facièsexiste également en continu dans les diagraphies caractérisant un sédiment. Unnouveau produit le FACIOLOG a été mis au point qui utilise les diagraphiesd'un puits pour la détermination d'électrofaciès. Avec un choix convenable dediagraphies d'entrée et de paramètres d'algorithmes de découpage, on trouve unensemble d'électrofaciès qui peut généralement être relié aux faciès géologiquesréels. On repère d'abord les limites pour localiser les lits minces, les transi-tions et les zones hétérogènes en vue d'un traitement particulier. Ensuite àl'intérieur de l'espace pluridimensionnel défini par les diagraphies d'entrée,on repère des nuages de points qui représentent des bancs homogènes.
Après que l'on ait défini les electro faciès, chacun doit êtreidentifié qéoloqiquement, ceci peut être fait à l'aide de carottes et decontrôles géologiques de références ; c'était le cas à Aulnay-sous-Bois.
Une fois déterminés les électrofaciès dans le puits étudié sontcomparés ensuite avec les électrofaciès du puits étalon, et par application duprincipe de causalité (les mêmes causes produisent les mêmes effets) des infor-mations géologiques valables peuvent être tirées dans le puits étudié à partirseulement des diagraphies.
On doit cependant souligner que dans le cas où on exige desdistinctions qui ne peuvent être détectées par aucune diagraphie (par exempledes distinctions du faciès basées sur des fossiles alors que les autresparamètres pétrophysiques et lithologiques ne changent pas corrélativement oude façon significative) une interprétation FACILOG en elle-même n'apporterapas de réponse quant au faciès géologique. Encore qu'elle puisse servir àétablir les identifications définitives en résumant les informations que lesdiagraphies apportent en réalité.
Toutes les diagraphies qui fournissent des informations capablesde distinguer et caractériser les faciès souhaités peuvent être intégrés dansl'analyse. Dans le cas précis de Blanc-Mesnil Nord 1, les diagraphiessuivantes ont été utilisées :
DLL(l) : "Dual laterolog" : mesure la résistivité globale de laroche.
HDT : "high dipmeter tool" : mesure la résistivité dans 4 directionsorthogonales. Ces 4 mesures sont ensuitecomparées et corrélées sur ordinateurafin de déterminer le pendage desformations.
SP : "spontaneous potentiel" : mesure le potentiel spontané des roches
GR : "Gamma ray" : mesure la radioactivité naturelle desroches.
(1) sigles utilisés par la société Schlumberger chargée d'enregistrer lesdiagraphies
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CNL
BHC
"compensated neutron log"
"Borehole compensatedsonic log"
LDT "litho-density-log"
mesure la quantité d'atomes d'hydrogènedans la formation, laquelle est fonctionde la porosité de la roche et du type defluide qu'elle contient.
mesure le temps de propagation d'ondesacoustiques compressionnelles dans laformation» il est surtout fonction dutype de roche, de sa porosité, et de sondegré de compaction.
mesure la densité globale de la roche,et l'effet photo-électrique relié aunombre atomique moyen des noyaux desatomes de la formation. Le "LDT" fournitun moyen de détermination de lalithologie, de manière pratiquementindépendante de la porosité et de lanature de fluides remplissant les pores.
WFT 'Waveform log" : enregistre l'atténuation des ondes acoustiqueslors de leur trajet dans la formation. Des étudesfondamentales ont montré que l'accroissement del'atténuation des ondes avec la fréquence estd'autant plus élevé que la perméabilité estgrande.
On présente les résultats finaux sur un document synthétiquecomprenant les diagraphies originales, les données de la pendagemétrie, laprofondeur corrigée de la déviation du forage et les électrofaciès sous formede symboles géologiques et de textes descriptifs (voir annexe planche 6).
Dans le forage de Blanc Mesnil 1, on a réalisé dans un premiertemps, un découpage diagraphique en 20 électrofaciès. Ces électrofaciès étantensuite regroupés en 11 électrofaciès d'après leur similitude. Lescaractéristiques diagraphiques de chaque électrofaciès ainsi déterminé sontdonnées dans le tableau ci-après.
-47
ELECTROFACIES
1
2
4
6
13
14
15
16
17
18
20
NPHI
8.9
8.9
6.8
7.5
14.6
13.9
14.3
15.4
16.5
18
21.7
DT
58
59
58.8
60
66
63.9
63
65
67.7
67
71
RHOB
2.57
2.58
2.62
2.59
2.49
2.49
2.49
2.47
2.46
2.44
2.38
GR
10
18
20
14
20
6
11
16
10
12
6
LLD
17.26
18.79
31.61
14.35
7.60
8.66
8.04
5.48
5.73
5.65
3.11
LLS
13.80
16.16
31.27
14.76
6.98
5.98
6.04
4.17
4.60
4.88
2.39
NPHI
DT
RHOB
GR
LLD
LLS
porosité neutron en %
Temps de parcours du sonique dans la formation en u sec/pied
Densité de la formation en g/cm3
Radioactivité naturelle de la roche en unités API
Résistivité du latérolog profond en ohm-mètres
Résistivité du latérolog court en ohm-mètres
Planche 5
* . « • * - wit - » » - »-i j
49
PHOTOS REALISEES SUR DES DEBLAIS DE FORAGE IMPREGNES DE RESINE BLEUE
PHOTO 1 : Cote 1952 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire à oolithes recristallisées, liées par une matricemicritique. La dissolution affecte principalement la matrice ettrès localement la périphérie des grains (bleus). Cette porositésecondaire de dissolution est partiellement colmatée par quelquescristaux de calcite (blanche)
PHOTO 2 : Cote 1952 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Fragment de calcaire fin (micrite) affecté par une importantemicrodissolution (bleu) ultérieurement en partie colmatée par descristaux de calcite (blanche).
PHOTO 3 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.calcaire à oolithes calcitiques (colorée en rouge par 1'alizarine)cimentée par de la dolomite (blanche) ; la porosité matricielle apratiquement disparue.
PHOTO 4 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire oolithique à cimentation précoce (liseré blanc péri-phérique) et colmatage presque total de la porosité matriciellepar une micrite de percolation (sombre) et une cristallisationtardive de calcite (rouge claire) et dolomite (blanche).
PHOTO 5 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire oolithique et bioclastique fin dont le réseau poreuxmatriciel et partiellement colmaté par de la calcite cristalline(blanche). Présence locale de quelques dissolutions développéesavant la phase de cimentation.
PHOTO 6 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire fin (micrite) affecté par une importante dissolutionaboutissant à la formation de petites cavités. Très léger col-matage dolomitique tardif (blanche)
PHOTO 7 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire oolithique ayant conervé sa porosité matricielle originale
PHOTO 8 : Cote 1948 m - grossissement 110 - lumière naturelle.Calcaire oolithique et bioclastique hétérométrique, à porositématricielle fortement colmatée par de la dolomite (blanche)cristalline.Quelques dissolutions ont affecté les éléments avant cettecimentation.
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CONCLUSIONS
Le programme analytique effectué en 1983 sur les carottes dusondage Aulnay n° 1 apporte des renseignements complémentaires importantsde type qualitatif en particulier au plan minéralogique et géochimique. Cesrésultats restent partiels et un programme de recherche systématique doitêtre entrepris en particulier sur les phénomènes diagénétiques intéressantl'évolution du réseau poreux (dissolutions-cristallisations). Les travauxfuturs porteront à la fois sur le matériel d1Aulnay et sur le sondage géo-thermique de Cergy-Pontoise (18 m de carotte) et éventuellement sur des foragespétroliers.
L'analyse des biophases a permis de compléter et confirmer l'attri-bution à des contextes de plate-forme interne et de barrière pour l'ensembledes niveaux poreux, et d'attribuer les termes calcaréo-argileux de la basedu sondage et des milieux de plate-forme externe relativement peu profond.
La recherche systématique de la dolomite a permis de localisercette dernière dans les principaux horizons producteurs correspondant aufaciès oolithe blanche. Elle n'est notée que de façon très sporadique ailleurs.
Cette dolomite de colmatage, développée tardivement dans leréseau macroporeux montre à l'analyse minéralogique et cristallochimique unenature calcique et ferrifère indiquant un milieu de genèse faiblement concentréet à température inférieure à 120°C.
L'étude de ces phases de colmatage, quelles soient calcitiquesou dolomitiques a été poursuivie par un examen préliminaire de quelqueséchantillons en cathodoluminescence. Les résultats acquis confortent etcomplètent ceux de la pétrographie classique en distinguant neuf stadessuccessifs de cimentations carbonatées.
Cette technique apporte donc les résultats escomptés sur lachronologie des cimentations successives affectant le réservoir, elle permetégalement de déduire certaines caractéristiques chimiques des fluides quiont provoqué ces précipitations.
Au niveau du réservoir, six échantillons ont été prélevés pouranalyse isotopique du ¿13C et 618O sur les phases séparées : encaissant ooli-thique, ciment calcitique et ciment dolomitique. Il apparaît que l'encaissantoolithique présente des rapports isotopiques typiques d'un milieu marin,que dolomite et calcite ne se sont pas formées simultanément et que leursrapports isotopiques indiquent une genèse au cours de l'enfouissement enéquilibre avec des eaux de formation à température comprise entre 70 et 90°C.
L'examen microstructural des carottes a montré une bonne corré-lation entre productivité et présence de fractures et vacuoles de dissolutiondans le faciès oolithe blanche. Le développement de cette porosité secondairene prend des proportions notables que dans les faciès calcarénitiques àforte porosité matricielle primaire.
A ce stade de travaux, on peut considérer que les caractérisationsdes paléo-environnements sont suffisantes et que pour le secteur étudié, seulela formation de 1'oolithe blanche correspondant à un contexte de barrièred'une plate-forme carbonatée, présente un intérêt en tant que réservoir géo-thermique. Les analyses destinées à caractériser les phénomènes diagénétiquesà l'origine de la préservation, de l'amélioration et du colmatage partiel duréseau poreux ont donné des résultats encourageants.
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Dans le cadre des travaux de corrélation entre le forage étalond'Aulnay et le forage de Blanc Mesnil Nord 1, le découpage séquentiel obtenupar examen de cuttings à la loupe binoculaire et observation de quelquesmontages en lames minces permet de retrouver les coupures faciologiquesmajeures : à savoir l'ensemble inférieur des alternances, l'ensemble oolithique,puis l'ensemble Comblanchien. Les subdivisions en séquence d'ordre inférieurtelles qu'établies à Aulnay-sous-Bois sont plus difficiles à identifier etmême dans certains cas il est noté une distorsion entre la coupe géologiqueétablie d'après l'examen des déblais de forage et celle déduite des diagraphies.
Cette imprécision est en partie imputable à la médiocre repré-sentativité de cuttings (faible récupération et taille très fine des déblaisde forage) mais également à une variation rapide de faciès principalementdans l'ensemble des alternances.
L'étude de "cuttings" et les traitements effectués sur lesdiagraphies, dans le puits de Blanc Mesnil Nord 1, ont permis de noter unedifférence entre les deux sondages du doublet de Blanc Mesnil (GNMN1 et 2),situés à faible distance l'un de l'autre, alors qu'il existe au contraireune forte similitude entre GBMN1 et Aulnay, séparés par une distance beaucoupplus importante.
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ANALYSE STRUCTURALE DES CAROTTESAULNAY- SOUS- BOIS
Tableau 5
lacune d observations
lacune d odservations
lacune d'observations
0 1 2 3 O OÍOjíOÍOfl I <l I 2 3mn 03 I \fi 2cn
Nombre de plans Nombre de Nombre de Nombre de petites 0 Moyen des 0 Moyen des cavitésstyloli tiques par grondes fractures fractures fractures (L< k m ) pores de di solutionc m de carottes (L>l5cm) moyenne»(l5<LOcml
O 2 4 e t 10 12 14 IS IS W IS M 2S 7» 30%
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