Influence des fluides sur la diagénèse d'enfouissement des réservoirs carbonatés très enfouis : étude expérimentale sous contraintes

Afin de satisfaire a la croissance des besoins energetiques mondiaux, le domaine des reservoirs carbonates tres enfouis (Deeply Buried Reservoirs) constitue une cible privilegiee pour l'exploration et l'exploitation petroliere. La preservation, dans les roches carbonatees, de proprietes petrophysiques favorables (porosite / permeabilite) a grande profondeur peut alors conduire a l'existence d'un reservoir profondement enfoui (Deeply Buried Reservoir, DBR). Les processus chemo-mecaniques impliques dans la diagenese d'enfouissement des reservoirs carbonates sont cependant encore mal contraints et il y a un manque crucial de donnees experimentales sur ce sujet. Afin de mieux comprendre ces processus et de determiner comment la porosite et la permeabilite peuvent etre preservees aux profondeurs des DBR (>4000m), un dispositif experimental novateur et le protocole associe ont ete developpes. Ce dispositif experimental permet a la fois de reproduire les conditions de pression / contraintes / temperature des DBR (80°C, contrainte de confinement de 60 MPa et contrainte deviatorique jusqu'a 40 MPa) et de faire circuler des fluides de diverse nature dans les echantillons. Des echantillons d'un calcaire bioclastique indure (calcaire de Massangis) ont ete testes via une approche multidisciplinaire : deformations mecaniques de fluage, suivi de l'evolution de la chimie du fluide de circulation et analyses petrographiques et petrophysiques des roches. Il a ainsi ete demontre qu'il existe une relation importante entre la contrainte mecanique a laquelle est soumise la roche, les interactions thermodynamiques fluide-roche et l'evolution des proprietes petrophysiques. Le processus principal responsable des deformations de fluage des roches carbonatees lors de l'enfouissement a ete determine comme etant la pression-dissolution sous contraintes, processus chemo-mecanique implique dans la perte de porosite lors de la diagenese de profondeur. Les experiences menees l'ont ete avec differentes conditions de circulation de fluide (saturation et circuit ouvert) et differentes compositions chimiques du fluide ont ete testees (eau meteorique, eau meteorique additionnee de phosphates et saumure). De meme, les effets des hydrocarbures et de leur timing de mise en place ont ete etudies. Les resultats obtenus ont permis d'affirmer que, en presence de fluide meteorique, la PSC se produit a l'echelle micritique, et resulte en la precipitation de calcite sur les faces libres de la calcite, provoquant le blocage de la microporosite. La preservation des macropores permet de conserver la permeabilite. L'addition de phosphates dans le fluide de circulation resulte en l'inhibition de la PSC tandis que l'augmentation de la salinite par l'ajout de NaCl accelere ce mecanisme. L'injection precoce d'huile dans les echantillons, precedant la circulation de fluide aqueux provoque l'inhibition de la PSC par un coating des grains, resultant en la preservation de la porosite. Les resultats de cette etude montrent l'importance de la chimie du fluide de circulation et du timing de mise en place des hydrocarbures dans la preservation de la porosite precoce a grande profondeur