Accueil > Recherche > Projets labellisés > Projets 2015 > Geological, mineralogical, structural and petrophysics study of deep (...)

Geological, mineralogical, structural and petrophysics study of deep sedimentary cover-basement interface within the Upper Rhine Graben : Application to ongoing geothermal projects from Soultz and Rittershoffen (Alsace)

Coord. A.Genter

Ce projet consiste à mieux caractériser l’interface sédiments-socle dans le Fossé rhénan par une approche pluridisciplinaire en s’appuyant sur les données et les échantillons des forages géothermiques de Soultz-sous-Forêts et de Rittershoffen.
Ce projet contribue à une meilleure compréhension des échanges et des circulations de fluides qui se localisent à l’interface « couverture sédimentaire-socle ». A partir d’une approche pluridisciplinaire, des échantillons de roches dures (grès, granites), dans lesquelles se développent les principaux réservoirs géothermiques fracturés du Fossé rhénan, ont fait l’objet d’analyses chrono-stratigraphiques et pétrographiques ainsi que des mesures pétrophysiques. Les résultats pourront fournir des paramètres importants pour la modélisation numérique des réservoirs (perméabilité, porosité).

L’approche sédimentaire est fondée sur une analyse sédimentologique de carottes de sondage avec un calage précis avec des affleurements de référence. Une corrélation entre des données géophysiques de type Gamma Ray et les cuttings des forages a permis de proposer un schéma de corrélations chronostratigraphiques entre les puits de Soultz et ceux de Rittershoffen.

L’étude minéralogique sur le socle a porté sur une quarantaine de lames minces échantillonnées essentiellement au toit du socle. Elles ont été étudiées par les méthodes de la pétrographie telles que la diffraction de RX, la microsonde, le Microscope Électronique à Balayage et de cartographie chimique notamment de l’Uranium.

Une étude détaillée de la perméabilité ainsi que de l’anisotropie de la perméabilité des formations sédimentaires triasiques a été réalisée sur des formations gréseuses en utilisant un « perméamètre » de terrain (affleurements et carottes). Les mesures plus fines ont été réalisées en laboratoire sur échantillons.

L’étude litho-stratigraphique sur carottes, affleurements et cuttings a permis de déduire la position des principales failles qui recoupent la partie sédimentaire des forages géothermiques. Une nouvelle interprétation litho-stratigraphique, notamment des forages de Soultz a été mise en évidence.
L’étude pétrographique sur les échantillons de carottes prélevés au toit du socle granitique montre un enrichissement en radioéléments par adsorption principalement sur la fraction argileuse des faciès altérés/fracturés du granite.

Les mesures de perméabilité au gaz et de porosité sur des échantillons de grès intacts ou fracturés mais cicatrisés par des dépôts hydrothermaux ont mis en évidence une anisotropie de perméabilité mais avec des valeurs plutôt faibles. Les échantillons fracturés cimentés peuvent jouer le rôle de drains ou barrières.

Ce projet devrait se poursuivre en 2016 en valisant les résultats chrono-stratigraphiques (corrélations inter puits), en mettant l’accent sur une meilleure compréhension des minéraux porteurs de radioéléments dans le granite au toit du socle. Les mesures pétrophysiques vont alimenter des modélisations couplées pour simuler les régimes thermiques à l’interface couverture – socle. Par ailleurs, des études de terrain ont été initiées afin de trouver des analogues de réservoir équivalents actuels comme par exemple à Waldhambach et Alberweiler en Allemagne et St Pierre Bois en Alsace. Ces travaux ont conduit à la soutenance de 3 mémoires de Master2, une publication à Geothermal Energy et de nombreuses contributions à des colloques internationaux.

Illustration
Comparaison lithostratigraphique des puits géothermiques de Rittershoffen et de Soultz à partir de l’étude des cuttings et de l’analyse de la courbe gamma ray

26 février 2016