Etude de l'hétérogénéité, de la diagenèse et des propriétés réservoirs associées au système sédimentaire carbonaté "Plateforme de Kruja - Bassin Ionien" au Crétacé Supérieur (Albanie)

Study of heterogeneity, diagenesis and reservoir properties associated with the carbonate sedimentary system "Kruja Platform - Ionian Basin" in the Upper Cretaceous (Albania)

• Auteur / Autrice : Jihad Hamd
• Direction : Adrian Cerepi, Rudy Swennen, Corinne Loisy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et Technologie (Terre, Eau, Image)
• Date : Soutenance le 30/08/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux 3 en cotutelle avec Musée L (Université catholique de Louvain)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Montaigne-Humanités (Pessac, Gironde ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Géoressources et Environnement (Pessac)
• Jury : Président / Présidente : François Fournier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adrian Cerepi, Rudy Swennen, Corinne Loisy, Kristaq Muska, Youri Hamon, Anne-Christine Da Silva, Nadège Vilasi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kristaq Muska, Youri Hamon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Roches réservoirs (géologie pétrolière)

Réservoirs carbonatés

Roches -- Fracturation

Roches -- Perméabilité

Diagenèse

Crétacé supérieur

Ionienne (mer)

Sédimentation (géologie)

Albanie

Plates-formes carbonatées

Mots clés libres

Plateforme carbonatée de Kruja

Bassin Ionien

Crétacé Supérieur

Albanie

Diagenèse

Propriétés pétrophysiques

Réservoir

Kruja

Carbonate platform

Ionian Basin

Upper Cretaceous

Albania

Diagenesis

Petrophysical properties

Reservoir

Kruja

Résumé

L’objectif des travaux de recherche menés dans cette thèse est de mieux comprendre les facteurs sédimentaires, diagénétiques et structuraux à l’origine de l’hétérogénéité des systèmes carbonatés réservoirs et de leur propriétés pétrophysiques en contexte de plateforme et de la transition plateforme-bassin. Pour ce faire, les séries sédimentaires de la plateforme carbonatée du Crétacé Supérieur de Kruja et du Basin Ionien adjacent en Albanie ont été choisis et présentent un bon exemple d’analogue terrain de réservoir carbonaté. Les dépôts carbonatés gravitaires de pente et de bassin de ce système forment des réservoirs pétroliers exploités en Albanie, en Grèce ainsi qu'au large de l'Italie. Les analyses sédimentologiques ont été menées sur trois localités dans le centre et le sud de l’Albanie: (i) massif de Krujë-Dajt, (ii) Çorovodë et (iii) Kremenara, dans lesquelles s’affleurent les successions carbonatées du Crétacé Supérieur de plateforme et de bassin. Douze faciès sédimentaires (5 faciès dans les coupes de Çorovodë; 7 faciès dans le massif de Krujë-Dajt) ont été identifiés le long des successions stratigraphiques de plateforme reflétant des environnements de dépôts représentant des conditions allant de subtidal passant par la zone intertidal jusqu’à l’environnement supratidal avec des périodes d’expositions subaériennes. Les faciès identifiés sont intégrés dans des séquences métriques (small-scale sequences) suggérant une cyclicité conduite par des fluctuations haute-fréquence du niveau marin relatif durant le Crétacé Supérieur. Dans le bassin, la période Campanien est caractérisée par d’épais intervalles de dépôts gravitaires calciturbiditiques. Cette succession de dépôts gravitaires montre une épaisseur de ~ 160 m, constitués essentiellement de séquences calciturbiditiques à basse et à forte énergie intercalées avec des dépôts de débris flow représentant une phase stable de système de sédimentation de plateforme-bassin. Au Maastrichtien, une inversion s’opère de la dynamique de sédimentation représentée par trois intervalles de slump résultants du démantèlement de la bordure de plateforme reflétant une déstabilisation de la pente durant cette période.L'étude diagénétique des faciès de plateforme peu profonds des coupes de Çorovodë a révélé que la succession stratigraphique est impactée par une diagenèse marine représentée par de ciments précoces, micritiques, fibreux, aciculaires et aussi en frange, formés dans la zone phréatique marine. Ces ciments sont responsables de la destruction de la porosité primaire intergranulaire et intraparticulaire dans ces faciès. La majorité des ciments identifiés sont liés à des surfaces spécifiques de type « hardground » qui ont été mis en évidence dans plusieurs intervalles le long de la succession étudiée. En revanche, dans le massif de Krujë-Dajt, des ciments calcitiques d’origine marine, d’origine météorique et des calcites tardives ont été identifiés dans la coupe étudiée.

The objective of the Ph.D. research is to better understand the sedimentary, diagenetic and structural factors controlling the heterogeneity of carbonate reservoir systems and their petrophysical properties in the context of platform to platform-basin transitions. For this purpose, the sedimentary series from the Upper Cretaceous carbonate platform of Kruja and the adjacent Ionian Basin in Albania were chosen as they present a good example reservoir field analogues especially since the carbonate gravity deposits of the slope and basin of this system form one of the most important oil reservoirs exploited in Albania, Greece as well as offshore Italy.Sedimentological analyzes were carried out in three localities in central and southern Albania: i.e. (i) Krujë-Dajt massif, (ii) Çorovodë and (iii) Kremenara anticline structure, in which the carbonate successions of the Upper Cretaceous platform and basin are clearly exposed. In the platform successions twelve sedimentary facies (5 facies in Çorovodë outcrops; 7 facies in the Krujë-Dajt massif outcrop) have been identified reflecting subtidal depositional environments passing through the intertidal zone to the supratidal environment with periods of subaerial exposures. The identified facies are integrated into metric sequences (small-scale sequences) reflecting cyclic high-frequency fluctuations of the relative sea level during the Upper Cretaceous. In the basin, the Campanian period is characterized by thick intervals of calciturbidite deposits. This succession of slope/basin deposits shows a thickness of ~ 160 m, consisting essentially of low and high energy calciturbidite sequences interspersed with few debris flow intervals representing a rather stable phase of the platform-basin sedimentation system. During the Maastrichtian, an inversion takes place of the sedimentation dynamics represented by three slump intervals resulting from the dismantling of the platform edge, reflecting a destabilization of the slope during this period.The diagenetic study of the shallow platform facies of the Çorovodë sections revealed that the stratigraphic succession is impacted by marine diagenesis represented by early, micritic, fibrous, acicular and also bladed cements, that formed in the marine phreatic zone. These cements are responsible for the partial destruction of the primary intergranular and intraparticular porosity in these facies. The majority of the cements identified are linked to specific surfaces of “hardground” development which have been identified in several intervals within the studied succession. In contrast, in the Krujë-Dajt massif, calcitic cements of marine origin, meteoric origin and late diagenetic calcites were identified in the studied section.