Architecture tectonique et stratigraphique du bassin d'avant-arc de Tumbes (Nord Pérou) : implications pour l'exploration des hydrocarbures

• Auteur / Autrice : Maria Mayssa Vega
• Direction : Patrice Baby, Stéphane Brusset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gisements pétrolifères

Hydrocarbures

Stratigraphie séquentielle

Andes (Pérou)

Tectonique

Mots clés libres

Géodynamique

Andes

Pérou

Stratigraphie séquentielle

Hydrocarbures

Chevauchements

Réservoirs

Avant-arc

Résumé

Les bassins de l'avant-arc sont relativement peu connus à l'échelle globale. Au point de vue des ressources en hydrocarbures, leur étude est souvent délaissée car leur variabilité ne permet pas d'établir des règles précises pour l'exploration. Le seul gisement d'hydrocarbures considérés comme géant par les industries pétrolières, est situé au Pérou : le bassin de Talara. Nous avons étudié le bassin de Tumbes qui est situé au nord de cet important bassin pétrolifère dans le but d'en écrire la structure tectonique et l'architecture stratigraphique. Pour ce faire, nous l'avons étudié de manière pluridisciplinaire à partir de données de surface et de subsurface (sections sismiques, puits). Au point de vue structural, ce bassin longtemps considéré comme un bassin associé à des mouvements extensifs et transcurrents, montre une structure de prisme d'accrétion où les chevauchements dominent dans la partie inférieure tandis que la partie supérieure est essentiellement structurée par des failles normales gravitaires Un modèle tectonique est proposé qui consiste en la propagation de structures compressives en direction de la fosse depuis l'Éocène jusqu'à l'actuel. De grandes familles de failles normales sont rencontrées : un système à regard sud-est qui se branche sur un niveau de décollement profond et un système présentant de direction majeure s'entrecoupant dont le niveau de décollement demeure superficiel. Ce modèle tectonique suggère des structures piège de grande amplitude (plurikilométriques) qui n'ont jusqu'à présent jamais fait l'objet de puits d'exploration. Au point de vue de l'architecture stratigraphique du bassin de Tumbes, 15 cycles de variation du niveau de base ont été identifiés dans le remplissage oligocène-miocène. Il apparaît que l'amplitude de ces mouvements est variable. Cependant, cette méthodologie permet de corréler les observations sédimentologiques réalisées à terre et les informations fournies par la sismique en mer. Nous montrons qu'au niveau du champ Corvina, les niveaux cibles pour l'industrie pétrolière sont des ensembles turbiditiques qui se développent pendant les régressions forcées ou normales, séparés par des niveaux peu épais de granulométrie fine mise en place pendant les transgressions. Cette architecture stratigraphique en mer suggère une répétition réservoir-couverture permettant d'envisager des ressources nouvelles.

Forearc basins are under explored areas by academic or industrials research. They are not considered as potential area by oil industry because only one giant oil field belongs to this type of basin. Such a oil field is located in the northern Peruvian forearc system: The Talara basin. Our research focuses on the Tumbes forearc basin located north of the oil bearing Talara basin. The aim of this work is to provided for oil industry skills about the tectonic style and the stratigraphic architecture of this basin in order to decipher its petroleum potential using a multisource approach of surface and subsurface data (seismic lines, well-logs). On a tectonic view point, we demonstrate that the basin structure is not a pull-apart one but an accretionary prism built by deep-seated north-verging thrusts reworked by shallow gravitational normal faults. A tectonic model is developed corresponding to the northwestward propagation since Eocene times, of thrust-related culminations bounded by south-east facing normal faults. This tectonic model suggests that anticline traps, which have never been explored, should become a new target for future exploration. Sequence stratigraphy allows us deciphering the stratigraphic architecture of the Tumbes basin. In the Oligocene-Miocene succession, 15 base level cycles have been identified onshore and have been correlated using seismic data to the offshore portion of the basin. The Corvina gas field has been the depositional area of thick turbiditic body (channels and fans) which have been deposited during periods of forced and normal regressions. These good reservoirs rocks are interbedded with thin fines which have been deposited during transgressive periods. Such a stratigraphic architecture suggests a alternation of good to fair reservoir topped by transgressive seals, which may increase significantly the hydrocarbon resources of the Tumbes forearc basin.