Sylvain Garel

Contrôle paléoenvironnemental des caractéristiques des fluides primaires de roches mères lacustres dans le bassin permien d’Autun (France)

Sylvain Garel1,2, Françoise Béhar2, Johann Schnyder1, François Baudin1

1 Sorbonne Universités, UPMC Univ Paris 06, CNRS, UMR 7193, ISTeP, F-75005, Paris, France

2 Total – Exploration & Production – Exploration division, 2 place Jean Millier – La Défense 6, 92078 Paris La Défense Cedex, France.

Jusqu’à aujourd’hui, la plupart des études sur les schistes bitumineux se sont focalisés sur la matière organique (MO) de Type II. Cependant, les systèmes pétroliers lacustres peuvent être considérés comme de nouvelles cibles pour la recherche de ressources non-conventionnelles. De précédentes études sur de tels systèmes ont révélé que, malgré des indices d’hydrogène (IH) similaires, les propriétés des fluides primaires étaient variables (Penteado et Behar, 2000). Afin de comprendre quels sont les facteurs contrôlant les caractéristiques des fluides primaires de schistes bitumineux lacustres, il est nécessaire de déterminer les conditions environnementales qui prévalaient au moment du dépôt de ces roches mères.

Ici, on s’intéresse à la série permienne du Bassin d’Autun (Saône et Loire), connue pour sa succession sédimentaire comprenant 5 niveaux de schistes bitumineux et une couche de boghead avec des maturités et des propriétés organiques variables. Un jeu d’échantillon représentatif de ces niveaux riches en MO a été collecté à partir de plusieurs carottes.

Les palynofaciès ont montré une dominance d’algues Botryococcus dans le boghead, tandis que les schistes-bitumineux étaient dominés soit par un mélange de matière organique (MO) végétale et phytoplanctonique/bactérienne lacustre, soit par une MO lacustre biodégradée au sein de la colonne d’eau.

Les résultats géochimiques et cinétiques ont montré que, excepté pour le boghead, les valeurs d’index d’hydrogène étaient < 700 mg/g COT et les énergies d’activation montraient des profils pluri-énergétiques, inhabituels pour une MO lacustre. Ces caractéristiques sont la conséquence du mélange de MO terrestre et lacustre, de la biodégradation au sein de la colonne d’eau et/ou de la faible maturité.

Les analyses des fluides primaires ont montré que la distribution des hydrocarbures pouvait varier au sein d’un même bassin lacustre et qu’elle dépendait du type de MO dominant l’assemblage organique : le chromatogramme d’échantillons dominés par la MO dégradée montre de faibles concentrations de n-alcanes et une rampe proéminente, tandis que les autres échantillons ont des rapports de n-alcanes (nC6nC14) /nC14+ corrélés aux proportions de particules végétales.

Finalement, la comparaison de ces données avec des études antérieures a montré que le type de MO dominante, et donc la distribution des HC dans les fluides primaires, est contrôlé par la bathymétrie du lac. Ainsi, lorsque sa profondeur est trop faible, la mise en place de conditions anoxiques, et donc une préservation optimale de la MO, n’est pas possible. Au cours de l’Autunien, cette tranche d’eau diminue, conséquence d’une baisse de l’activité tectonique et de la mise en place d’un climat plus sec. Finalement, ces changements vont entrainer une importante diminution de la quantité de nutriments apportée dans le lac, favorisant la prolifération d’algues Botryococcus qui constituent le boghead.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *