Etude de la production et de la migration des hydrocarbures dans le bassin du Donets en Ukraine : Aspects économiques et Exploitation

Study of the generation and of the migration of hydrocarbons in the Donets Basin : Economic and Exploitation Aspects

• Auteur / Autrice : Dani Al Saab
• Direction : Luis Martinez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences et Matières Premières
• Date : Soutenance le 12/10/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Géologie et Gestion des Ressources Minérales et Energétiques (G2R)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luis Martinez, Isabel Suarez-Ruiz, Reinhard Sachsenhofer, Alain Izart, Marcel Elie
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Albrecht, Jean-Robert Disnar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bitume -- Mines (sites d'extraction)

Charbon -- Géologie

Mines de charbon

Ukraine

Hydrocarbures

Mots clés libres

Bassin du Donets (Ukraine)

Résumé

L’objectif de cette thèse est d’étudier la capacité des charbons humiques à générer des hydrocarbures.Un charbon humique d’âge crétacé, provenant du bassin de Sabinas (Mexique) et deux autres d’âge carbonifèreprovenant du bassin du Donets (Ukraine) ont été sélectionnés dans le cadre de cette étude. Ces échantillons ont été caractérisés puis pyrolysés en milieu confiné. Les résultats de cette pyrolyse révèlent que la classification macérale grossière d’un charbon en grandes familles (liptinite, vitrinite et inertinite), ne permet pas de définir correctement sa capacité à produire du bitume au cours de la maturation thermique. Les résultats de la modélisation 1D et 2D du système pétrolier dans le bassin du Donets confirment la bonne capacité des charbons du Donets à générer des hydrocarbures. La zone de génération maximale des hydrocarbures est obtenue dans la partie Sud-Est de la zone étudiée. Cependant, les phases de soulèvement et d’érosion des couvertures étanches au Permien supérieur et Crétacé supérieur ont causé une migration intense et une dismigration des hydrocarbures à la surface. Ainsi, de façon générale, l’absence d’occurrences commerciales d’huiles associées aux charbons humiques carbonifères semble plutôt due à l’histoire et à l’âge du bassin. Finalement, la modélisation prédit des accumulations de méthane au Nord-Ouest du bassin du Donets, une région pratiquement inexplorée, là où les couvertures étanches permiennes et mésozoïques sont présentes.Une relation linéaire simple entre la génération du méthane et le %Rr a été obtenue après les expériences de pyrolyse. Les conclusions déduites de l’utilisation de cette relation empirique dans le bassin de Donets sont comparables à celles issues de l’observation de terrain et de la modélisation numérique 2D de ce bassin. Il reste néanmoins à l’appliquer sur un plus grand nombre de bassins à charbons afin de la généraliser.

The objective of this thesis is to study the capacity of two different humic coals to generate hydrocarbons.Two bituminous humic coals were selected for this study in objective to evaluate their petroleum potentiality, a Cretaceous coal from the basin of Sabinas, and two Carboniferous coals from the basin of Donets. Pyrolysis in confined system was used in this work. More oil, wet gas, solid bitumen and even methane were produced during the pyrolysis of Donets coals than its amount produced from Olmos coal.The obtained results of modeling study of the petroleum system in Donets Basin show that: coalification level increases towards the E & SE parts of studied area of Donbas, the major erosion phase occurred at late Permian time with maximum total erosion in the SE part, the main phase of hydrocarbon generation occurred during the Carboniferous and early Permian subsidence phase, three phases of oil expulsion from source rock in Donets Basin were predicted, the major quantity of trapped methane is located in the southern and northern parts of main anticline.Finally, in this work a simple experimental relation between the generation of methane and %Rr of coal was formalized and validated by using field data and the results of the modeling study in the basin.