Tag: argiles

Jan 25

Balade géochimique et minéralogique orceéenne en hommage à Michel Steinberg 19 mai 2017

GEOPS organisera la réunion spécialisée de la Société géologique de France « Balade géochimique et minéralogique orcéenne » en hommage à Michel Steinberg le vendredi 19 mai 2017, en partenariat avec l’Association des Sédimentologistes Français (ASF) et le Groupe Français des Argiles (GFA). Cette réunion aura lieu à Orsay Bât 338 de l’Université de Paris-Sud.

 

Organisateurs : Elisabeth Vergès, Alain Decarreau et Maurice Pagel

-Conférences invitées :

  • 9h30 – 10h00 – Elisabeth Vergès (Directrice du Service Stratégie Recherche et Innovation – Ministère de l’Éducation Nationale, de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche) Michel Steinberg, l’homme, son oeuvre
  • 10h00 – 10h30 – Christophe Colin (Professeur Université de Paris-Sud – UMR GEOPS) Les isotopes du néodyme, traceurs de la circulation océanique
  • 10h30 – 11h00 – Martine Buatier (Professeur Université de Franche-Comté – UMR Chrono environnement) Les argiles, marqueurs des interactions fluide-sédiment
  • 11h00 – 11h30 – Patrick Landais (Directeur Innovation, Développement et International – ANDRA) Le stockage géologique des déchets radioactifs – Le projet CIGEO
  • 11h30 – 12h00 – Gérard Blanc (Professeur Université de Bordeaux – UMR EPOC) Trajectoire de la pollution métallique en Gironde
  • 14h00 à 17h00 : Exposés et posters

Date limite de proposition de communication le 20 mars 2017

Inscription gratuite mais obligatoire avant le 15 avril 2017 par courrier électronique à maurice.pagel@u-psud.fr avec pour objet  » Hommage à Michel Steinberg »

Lien Permanent pour cet article : http://hebergement.u-psud.fr/reliefetbassin/index.php/archive/balade-geochimique-mineralogique-orceenne-hommage-a-michel-steinberg-19-mai-2017/

Mai 19

[Offre de Thèse] Origine et prédiction spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques

Préambule – Ce sujet de thèse intitulé « Origine et prédiction spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques – Apports de la comparaison entre des réservoirs anciens (Dévonien à Jurassique) et d’analogues actuels (Bassin d’Arcachon et Estuaire de la Gironde) » vise à mettre en parallèle (1) des observations et caractérisations sédimentologiques de dépôts quaternaires avec (2) des observations et analyses d’échantillons de subsurface afin de mieux comprendre l’origine du développement des tapissages argileux dans les grès. Il s’agira également de tester le degré de relation entre ce processus physico-chimique et le développement de réservoirs ou la préservation de qualités réservoirs. Ce projet s’insère dans un programme de recherche et développement (R&D) en géologie sédimentaire intitulé CLAYCOAT « CLAY COATing in shallow marine clastic deposits to improve reservoir quality prediction ». CLAYCOAT est un programme national financé par ENGIE associant les Universités Paris-Sud, de Poitiers, l’Institut Polytechnique de Bordeaux et ENGIE.
logosthèse

Encadrement :

Directeur de thèse : Benjamin Brigaud (Université Paris-Sud)

co-directeur de thèse : Eric Portier (ENGIE)

co-encadrants : Raphaël Bourillot (Institut Polytechnique de Bordeaux), Hugues Féniès (Institut Polytechnique de Bordeaux), Patricia Patrier (Université de Poitiers)

Lieu : Orsay, avec une série de mission de terrain à prévoir (région bordelaise), Poitiers, Angleterre, Hollande.

Ecole Doctorale : SMEMaG – Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux, géosciences

Unité de recherche de rattachement : Géosciences Paris Sud (GEOPS) UMR CNRS/UPS 8148

Mots clés : réservoirs, silicoclastiques, sédimentologie, pétrographie, diagenèse, argiles,

Profil candidat : Le candidat devra posséder de solides bases en sédimentologie et en pétrographie sédimentaire mais tout bon candidat est encouragé à candidater. Le candidat devra montrer des motivations aussi bien pour le travail de terrain que de laboratoire, et devra donc avoir un goût prononcé pour un travail de caractérisation sédimentologique à différentes échelles d’observation. Le doctorant devra être prêt à apprendre l’utilisation d’outils variés (du carottier aux outils de caractérisations cristallochimique et microstructurale, notamment pour l’étude des argiles). Des qualités d’autonomie et d’organisation (notamment préparer les missions de terrain et gérer les nombreuses données) sont attendues tout comme de bonnes capacités rédactionnelles, de rigueur, d’observation, de communication ainsi que la maîtrise de l’anglais scientifique.

Résumé : La qualité des réservoirs est l’un des facteurs « risque » pour l’exploration d’hydrocarbures ou pour le développement futur de la géothermie dans les hydro-systèmes silicoclastiques. En effet, les propriétés de porosité et perméabilité contrôlent en grande partie la qualité de ces réservoirs. Ces vingt dernières années, les travaux sur la diagenèse des grès montrent que la présence de tapissages argileux -notamment chloritiques- entourant les grains détritiques de quartz (ou grain coatings) est associée à des réservoirs à fortes perméabilités (Ehrenberg, 1993, Bloch et al., 2002, Worden and Morad, 2003, Dowey, 2012). Ces tapissages inhibent notamment la précipitation de ciment de quartz au cours de la diagenèse d’enfouissement, et préservent ainsi les fortes porosités (>20%) et perméabilités (>100mD) même à des profondeurs très importantes (>3500 m). Leur extension à l’échelle du pore est déterminante sur la porosité. Des tapissages continus inhibent complètement la cimentation de quartz tandis que des tapissages discontinus laissent de l’espace permettant la nucléation de surcroissances. Une des hypothèses est que ces tapissages argileux se mettent en place précocement dans une partie des sables se déposant dans divers environnements comme les estuaires, les deltas, les plaines fluviatiles ou les dunes éoliennes.

Les réservoirs localisés dans des formations estuariennes (ex. en Mer du Nord) incluent d’abondants faciès à tapissages argileux qui forment souvent d’excellents réservoirs d’hydrocarbures. Dans ces formations détritiques, même si le lien entre présence de tapissage argileux et bonne perméabilité est maintenant bien admise, il existe beaucoup d’incertitudes sur leur variabilité spatiale, ce qui limite la prédiction des qualités réservoir. L’origine de ce(s) facteur(s) de contrôle fait actuellement l’objet de débats dans la communauté scientifique. En effet, les données de sub-surface montrent que ces tapissages argileux ont une répartition très hétérogène, même dans un cadre sédimentologique bien contraint (barres sableuses tidales), et leur présence est difficilement prédictible. Les conditions de dépôt de ces argiles: position dans l’estuaire, chimie de l’eau, timing, rôle des tapis microbiens et des macro organismes (e.g. Haile et al., 2015) sont très peu connues. Afin d’améliorer la productivité des réservoirs à hydrocarbures ou d’assurer la disponibilité de la ressource géothermique de manière durable, ce projet vise à mieux définir l’origine, la nature et la localisation spatio-temporelle des tapissages argileux dans un cadre sédimentologique et stratigraphique bien défini.

L’approche adoptée sera de comparer des réservoirs anciens (produits ou explorés par ENGIE : Mer du Nord, Australie, Algérie) avec un analogue actuel (bassin d’Arcachon et estuaire de la Gironde) en répondant, par exemple, aux questions suivantes sur l’origine des tapissages argileux:

  • Quelle est leur minéralogie ?
  • Sont-ils associés à un hydrodynamisme spécifique dans l’estuaire?
  • Quels sont les paramètres physico-chimiques (température, turbidité, salinité, pH, potentiel RedOx…) qui contrôlent la floculation de l’argile autour des grains détritiques et dans quel faciès et quels corps sédimentaires sont-ils produits de manière maximale?
  • Quel est le rôle des tapis microbiens dans la formation des tapissages argileux ?
  • Les tapissages sont-ils systématiquement associés à de bonnes qualités réservoirs?
  • Quel est le lien entre l’apparition ou la présence des tapissages argileux, stratigraphie séquentielle et environnement de dépôt?

Ce type d’étude semble être un prérequis pour toute amélioration dans la prédiction de la qualité des réservoirs, et pourrait donc augmenter considérablement la fiabilité de la modélisation 3D de ces réservoirs.

Thématique: Les argiles tapissant les grains de quartz dans les grès sont reconnus comme étant un des facteurs clef contrôlant la qualité des réservoirs silicoclastiques. Il semble que l’environnement de dépôt joue un rôle primordial sur leur présence mais ce lien reste à démontrer et préciser, comme caractériser le lieu exact de leur formation dans l’estuaire. Comme leur présence ou absence conditionne le type de processus physico-chimique se développant pendant l’enfouissement et donc régissent l’évolution des propriétés pétrophysiques des bassins, il est important d’améliorer la compréhension de leur genèse précoce. Le projet s’attachera à mettre en parallèle (1) des observations et caractérisations sédimentologiques de dépôts quaternaires avec (2) des observations et analyses d’échantillons de subsurface afin de mieux comprendre l’origine du développement des tapissages argileux dans les grès. Il s’agira également de tester le degré de relation entre ce processus physico-chimique et le développement de réservoirs ou la préservation de qualités réservoirs.

Objectifs: Les objectifs de ce projet de thèse sont

(1) de déterminer la distribution spatio-temporelle de l’argile et des tapissages argileux (minéralogie, cristallochimie, propriétés texturales et microstructurales) dans des environnements sédimentaires bien contraints et dans un cadre stratigraphique bien défini.

(2) de mieux comprendre les facteurs contrôlant la formation des tapissages argileux dans les réservoirs silicoclastiques

(3) Si possible, de décrire les processus de leur formation et d’identifier les différents précurseurs minéraux à l’origine des tapissages argileux présents dans les réservoirs très enfouis

(4) corréler la présence de ces tapissages avec les qualités réservoirs

Contexte : Ce projet s’insère dans un programme de recherche et développement (R&D) en géologie sédimentaire intitulé CLAYCOAT « CLAY COATing in shallow marine clastic deposits to improve reservoir quality prediction ». CLAYCOAT est un programme national financé par ENGIE associant les Universités Paris-Sud, de Poitiers, l’Institut Polytechnique de Bordeaux et ENGIE.

Ce projet vient de démarrer au 1er janvier 2015 et se terminera en 2018. L’objectif de ce programme R&D est d’essayer d’améliorer notre compréhension sur le dépôt d’argile dans les séries sableuses estuariennes, formant de minuscules (10 micromètres) tapissages argileux autour des grains de quartz. Même minuscules, ces tapissages favorisent la conservation des bonnes porosités et perméabilités des sédiments lors de leur enfouissement, même à très grandes profondeurs (>3500m) et contribuent ainsi à former des réservoirs d’eau ou d’hydrocarbures. En revanche, les conditions de formation de ces argiles restent très peu connues (lieu dans l’estuaire, chimie de l’eau, timing…). Par analogie avec des analogues actuels, les processus en jeu déterminant la minéralogie et la distribution spatio-temporelle des tapissages argileux dans les réservoirs anciens devront être mieux appréhendés afin de prendre en compte ces paramètres dans les modèles de prédictions des qualités réservoirs.

Méthodes : Un travail important d’acquisition de données sédimentologiques (1) sur le terrain, incluant des carottages et des mesures chimiques in situ dans l’estuaire de la Gironde et dans le Bassin d’Arcachon, et (2) en carothèque (description de carottes appartenant à ENGIE, issues de forages profonds) devra être réalisé. Plusieurs méthodologies seront ensuite employées au laboratoire pour la caractérisation pétrographique et minéralogique des sédiments/roches (microscopie : microscope photonique, MEB, MET, cathodoluminescence ; minéralogie/géochimie : granulomètre laser, DRX, spectrométrie infra-rouge, microsonde ; expériences et mesures sur des microcosmes en laboratoire).

Début de la thèse : 1er octobre 2015

Date limite de candidature : 19 juin 2015

Pour candidater, envoyer un dossier PDF par email (en un seul fichier) à benjamin.brigaud@u-psud.fr ; copie à eric.portier@gdfsuezep.com ou par courrier à Benjamin Brigaud, UMR CNRS 8148 GEOPS, bât 504, Université Paris-Sud, 91405 Orsay

Pièces du dossier à transmettre :

-CV

-lettre de motivation

-relevé de note L3/M1/M2 ou équivalent école d’ingénieur. Pour le M2, envoyer les notes du 1er semestre et si possible celles du 2nd (stage)

-diplômes de Licence, Master 1, Master 2 si possible (ou relevé de note)

-lettre de recommandation

Après réception des dossiers, les candidats retenus seront convoqués à Orsay pour un entretien le 23 juin devant les responsables du projet CLAYCOAT. Les candidats auditionnés devront présenter leur parcours et leurs motivations pour travailler sur ce projet et pour la recherche en général. Un support power point peut être présenté par les candidats (recommandé). Cette présentation sera suivie d’une discussion avec les responsables du projet CLAYCOAT.

Références bibliographiques

Bloch, S., Lander, R. H. & Bonnell, L. 2002. Anomalously high porosity and permeability in deeply buried sandstone reservoirs: Origin and predictability. AAPG Bulletin, February 2002, v. 86, p. 301-328.

Dowey, P.J., Hodgson, D. M. & Worden, R. H., 2012. Pre-requisites, processes, and prediction of chlorite grain coatings in petroleum reservoirs: A review of subsurface examples, Marine and Petroleum Geology, Volume 32, Pages 63-75

Ehrenberg, S. N., 1993. Preservation of anomalously high porosity in deeply buried sandstones by grain-coating chlorite: Examples from the Norwegian continental shelf. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Volume 77, pp. 1260-1286.

Haile, B. G., Hellevang, H., Aagaard, P., Jahren, J., 2015. Experimental nucleation and growth of smectite and chlorite coatings on clean feldspar and quartz grain surfaces, Marine and Petroleum Geology, in press

Worden, R. H., Morad, S., 2003. Clay minerals in sandstones: controls on formation, distribution and evolution. In: Worden, R. H., Morad, S. (Eds.), Clay Mineral Cements in Sandstones. International Association of Sedimentologists, Special Publication, vol. 34, pp. 3-41.

pdfPDF de l’annonce

Institut et Universités partenaires du projet de thèse :

UP bordeaux

Lien Permanent pour cet article : http://hebergement.u-psud.fr/reliefetbassin/index.php/archive/these-origine-et-prediction-spatio-temporelle-des-tapissages-argileux-dans-les-reservoirs-silicoclastiques-apports-de-la-comparaison-entre-des-reservoirs-anciens-devonien-a-jurassique-et-d/