Soutenance mémoire
Le pétrole est le moteur du développement de notre monde moderne, et ceci dans plusieurs domaines: le transport, l’énergie et les produits indispensables à notre vie quotidienne (plastique, textile, médicaments). Depuis trois siècles, l’humanité vit dans l’ère du pétrole. Le pétrole est devenu un enjeu fondamental pour l’humanité. Pourtant, les découvertes de nouveaux gisements se font rares. Notre dépendance au pétrole nous oblige à aller toujours plus loin. Actuellement, les analystes internationaux estiment que le pic pétrolier mondial sera atteint et qu’on assistera à un déclin des réserves mondiales dans quelques années. Pourtant, le cas des bassins sédimentaires de Madagascar échappe à cette situation vu qu’ils ne sont qu’en phase d’exploration.
Dans l’exploration pétrolière, la prospection géologique et les méthodes géophysiques sont des méthodes dites indirectes. Lors de la prospection, l’interprétation des données géologiques et géophysiques permet d’évaluer la probabilité de présence d’hydrocarbures. Mais le forage d’exploration consiste à réaliser un puits qui permet de connaître avec certitude la succession des couches sur une centaine de mètre, cette méthode permet donc d’ajuster au mieux que possible les résultats obtenus par les interprétations géologiques et géophysiques.
PROSPECTION GRAVIMETRIQUE
La gravimétrie a pour objet la mesure de l’intensité de la pesanteur en un point donné, et elle exploite les résultats de cette mesure, effectuée en un grand nombre de stations. Une masse importante et profonde de roches basiques très denses, une remontée du substratum cristallin d’un bassin sédimentaire ou un anticlinal peu profond de calcaires compacts provoqueront, à des échelles différentes, des augmentations locales de la pesanteur. Au contraire, l’existence d’une grande épaisseur de grès et de marnes ou celle d’un dôme de sel se traduira par des diminutions locales de la pesanteur. Enfin, une faille à fort rejet séparant deux compartiments constitués par des terrains de densités différentes sera matérialisée par une anomalie alignée suivant cette faille.
La méthode gravimétrique n’est pas spécifique, seuls les contrastes de densité entre différents types de roche donnent lieu à des anomalies. Le sel, dont la densité est relativement faible, donnera des contrastes négatifs avec les roches sédimentaires usuelles. Une roche métamorphique, au contraire, se manifestera au contact des mêmes roches par un contraste positif ; d’où, en un contexte géologique donné, des probabilités de présence, soit d’une structure salifère, soit d’un bombement, d’une cuvette ou d’une faille du socle cristallin.
Levés gravimétriques à terre
En fonction des buts recherchés (prospection pétrolière, minière ou pour le génie civil, mesures associées au nivellement), de la topographie et des facilités de déplacement, l’espacement des mesures peuvent être très variable : de moins de 100m en zone urbaine pour l’identification de fontis ou d’anciennes carrières, à quelques kilomètres pour des études de grande reconnaissance. La mesure elle même est assez rapide, inférieure à 10minutes, et il est possible de mesurer une cinquantaine de points distants de quelques centaines de mètres ou quelques kilomètres par jour. Si l’on désire effectuer une levée gravimétrique précise pour une application géophysique, on doit l’associer à une levée précise de nivellement. Si on se contente d’utiliser un altimètre, basé sur le principe du baromètre, la précision de l’altitude ne sera au mieux que de 5m, avec en conséquence d’une anomalie dont la précision ne sera pas meilleure que 2mgals.
Traitement des données gravimétriques
L’anomalie de Bouguer
L’anomalie de Bouguer notée ∆𝑔𝐵 est l’anomalie du champ gravitationnel mesurée plus ou moins la somme de toutes les corrections. Les anomalies de Bouguer sont représentatives des anomalies de densité dans le sous-sol.
∆𝑔𝐵 = ∆𝑔(𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é) ± 𝑙𝑒𝑠 5 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠
Avec : ∆G(𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é) = G𝑚𝑒𝑠𝑢𝑟é − G𝑡ℎé𝑜𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒 .
L’anomalie de Bouguer peut provenir de plusieurs niveaux :
❖ à grande profondeur, telle des variations du socle métamorphique ou cristallin ;
❖ à profondeur moyenne, telle une lentille de sel dans une colonne sédimentaire ;
❖ à faible profondeur, telle les variations de l’épaisseur du mort-terrain.
Les corrections
Il faut au préalable corriger les valeurs mesurées de l’ensemble des causes extérieures qui influencent la mesure, telles la dérive, l’altitude, la latitude, le plateau et le relief. Afin d’effectuer ces corrections, nous devons aussi effectuer des mesures topographiques précises (localisation et altitude relatives des points de mesures) à l’aide de niveaux et de théodolites.
Interprétation des données gravimétriques
L’interprétation gravimétrique repose sur le choix des modèles représentatifs en première approximation des structures géologiques généralement rencontrées. On étudie ainsi un certain nombre de problèmes géologiques qui peuvent être résolus par la gravimétrie et les approximations effectuées. A cause de l’impossibilité de mesurer les propriétés physiques des roches sous la surface, l’interprétation des données gravimétriques est plutôt théorique. Dans le cas général, le but des mesures est de connaitre la forme d’une discontinuité supposée de la densité moyenne à partir des mesures de g en surface, en se donnant le contraste de densité.
Très souvent, plusieurs interprétations sont faites à partir d’une même série de données, en faisant varier le contraste de densité. Puisque toutes ces solutions sont correctes tant que l’on considère uniquement les données géophysiques, on pourra ultérieurement choisir celle qui s’accorde le mieux avec les données géologiques.
La carte d’anomalie de Bouguer et d’anomalie magnétique sont les résultats de la superposition des effets de structures géologiques situées à des profondeurs grandes, moyennes et superficielles. Cette carte renferme également des informations sur les discontinuités présentes dans le sous-sol. Lors de l’analyse, pour associer les anomalies observées à des structures particulières, plusieurs considérations seront prises en compte.
Les anomalies positives sont associées soit à des intrusions de roches lourdes dans la croûte, soit à un relèvement du socle, soit à des roches sédimentaires denses.
Les anomalies négatives sont associées soit à des dépôts de roches légères dans la croûte, soit à un épaississement de la croûte, soit à un effondrement du socle pour la gravimétrie. Les anomalies représentées par des iso-anomales fermées, chaque courbe iso-valeur dessinant une figure proche d’un cercle, sont caractéristiques des anomalies tridimensionnelles, sphériques. Ce modèle convient à l’étude des dômes, cuvettes et amas. Les anomalies représentées par des iso-anomales dessinant grossièrement des ellipses sont caractéristiques des structures cylindriques ; ce modèle convient à l’étude des structures synclinale et anticlinale, filons et galeries.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I. GENERALITES SUR LES METHODES DE PROSPECTION GEOPHYSIQUE ET FORAGE D’EXPLORATION PETROLIERE
CHAPITRE I. PROSPECTION GRAVIMETRIQUE
CHAPITRE II. PROSPECTION MAGNETIQUE
CHAPITRE III. PROSPECTION SISMIQUE
CHAPITRE IV. FORAGE D’EXPLORATION
PARTIE II. GEOLOGIE PETROLIERE ET CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
CHAPITRE V. NOTIONS SUR LA GEOLOGIE PETROLIERE
CHAPITRE VI. CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
CHAPITRE VII. TRAVAUX ANTERIEURS SUR LA ZONE D’ETUDE
PARTIE III. PRESENTATION DES DONNEES, MODELISATION ET INTERPRETATION
CHAPITRE VIII. PRESENTATION, RESULTATS ET INTERPRETATION DES DONNEES
CHAPITRE IX. MODELISATION ET DETERMINATION DES POINTS DE FORAGE DE RECONNAISANCE
CHAPITRE X. DISCUSSION ET SYNTHESE DES RESULTATS
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES
