Si le temps reste le paramètre fondamental pour la modélisation de bassin afin de prédire la maturation des roches mères et la migration des hydrocarbures, aucune technique ne permet actuellement la datation directe de l’âge d’expulsion d’une huile applicable au pétrole ou à la roche mère. Un défi de longue date auquel font face géologues et géochimistes. Cette connaissance représenterait en effet une avancée décisive pour améliorer l’évaluation des systèmes pétroliers et orienter au mieux les stratégies d’exploration.

D’où nos recherches sur l’application de la datation géochronologique uranium-plomb (U/Pb) aux ciments diagénétiques. Une méthode disruptive, développée par Total, qui nous permet aujourd’hui d’obtenir un âge absolu précis, indépendamment des modélisations de bassins.

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Jean-Pierre Girard

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Guillaume Smagghe

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Olivier Chailan

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Faire parler les ciments diagénétiques

Lorsqu’ils se forment durant l’enfouissement du réservoir, les ciments diagénétiques enregistrent deux paramètres fondamentaux : la paléo-température du réservoir, ainsi que l’éventuelle présence d’hydrocarbures dans la porosité. Ces ciments contiennent donc des informations essentielles pour reconstituer l’histoire du fonctionnement d’un système pétrolier. Pour autant, ces données restent insuffisantes pour déterminer un âge géologique absolu et précis des ciments.

Notre innovation, qui repose sur une datation radiométrique par l’uranium-plomb (U/Pb), est une méthode particulièrement pertinente pour les roches carbonatées, mais jusqu’à présent inutilisable. Et pour cause : les morceaux de ciment exploitables ne contenaient pas assez d’uranium-plomb, et étaient de trop petite taille (entre 100 et 500 microns). Les procédés d’ablation laser permettent désormais de mesurer sur lame mince, avec une résolution de 200 microns.

 

Dans ces images de coupe mince, les flèches indiquent une zone riche en liquides dans un ciment diagénétique.
Développer la capacité de mesure de l'âge absolu d’une dolomite permet de déterminer celui de la mise en place de l’huile.

 

Appliquer la méthodologie U/Pb aux réservoirs pré-sel : un succès en Angola, des perspectives en Atlantique Sud

Les investigations associées au puits d’exploration Puma-1, foré au large de l’Angola, à plus de 5 kilomètres de profondeur, ont confirmé l’intérêt de la méthode. Et bien davantage : la datation géochronologique U/Pb représente un véritable changement de paradigme. La paléo-thermicité et le modèle du bassin angolais ont ainsi été entièrement revus.

  • Avant forage, l’éventualité que les réservoirs pré-sel aient pu subir une thermicité anormalement chaude liée au volcanisme local n’était pas avérée. Parallèlement, les premiers modèles de bassin n’envisageaient pas de maturation des roche-mères ante-salifères à proximité immédiate du prospect avant l’époque de l’Oligocène.
  • Après forage, la méthodologie U/Pb appliquée à plusieurs ciments des réservoirs Chela-Cuvo a permis de réaliser une première mondiale : la datation absolue d’une dolomite et d’une silice diagénétiques dans un réservoir pétrolier.

Les âges ainsi obtenus ont permis d’établir l’existence d’un important pic thermique aux époques de l’Albien et du Cénomanien (112-92 millions d’années) et de dater la mise en place des hydrocarbures à 99 millions d’années, démontrant ainsi que la mise en place des huiles s’est réalisée très tôt.

Nous savons ainsi aujourd’hui qu’une colonne d’huile supérieure à 200 mètres était déjà présente dans le pré-sel de Puma-1, près de 15 millions d’années après son dépôt. Ce scénario, qui n’était pas envisagé précédemment, a donc significativement changé la vision du fonctionnement du système pétrolier et de la prospectivité de cette zone en très grande profondeur.

Cette nouvelle méthodologie présente dès lors un avantage concurrentiel majeur dans notre stratégie d’exploration de la zone du pré-sel de l’Atlantique Sud. Applicable à tous les systèmes pétroliers et à toutes les zones géographiques, elle nous permettra, à un horizon plus lointain, de réaliser des économies importantes et d’améliorer significativement notre taux de succès sur l’ensemble de notre domaine minier.

 

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