Propriétés des réservoirs caractérisées par les techniques de RMN et de résistivité électrique, applications aux matériaux magmatiques

Reservoir properties characterized by NMR and electrical resistivity techniques, applications to magmatic materials

• Auteur / Autrice : Nadjib Chibati
• Direction : Yves Géraud, Danièle Bartier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Inscription en doctorat le 29/09/2020
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : GeoRessources
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ressources carbonées (Axe Matières Premières)

Mots clés

Mots clés libres

Rmn

Géothermie

Roches volcaniques

Résistivité électrique

Geothermal energy

Electric resistivity

Nmr

Volcanic rocks

Résumé

L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'amélioration de la définition des propriétés des réservoirs à partir de ces outils de prospection électrique et de RMN car l'information obtenue est largement sous exploitée. En effet, ces deux outils sont utilisés pour estimer la porosité et plus rarement la perméabilité qui sont les deux propriétés critiques pour la caractérisation des réservoirs. Si ces outils sont maintenant classiquement utilisés en caractérisation des matériaux sédimentaires, la qualité des informations acquises est fortement influencée par le type de minéraux argileux qui ont pu précipiter dans la formation, par leur quantité et leur localisation. Par contre, leur utilisation pour caractériser les réservoirs non conventionnels (socle ou volcanique) nécessite la définition de nouvelles relations d'étalonnage. Pour atteindre ces objectifs, il s'agira : -d'identifier les rôles des minéraux magnétiques et conducteurs sur les signaux mesurés, -de définir des relations d'étalonnage entre les caractéristiques mesurées et les propriétés réservoirs estimées. -d'identifier les a priori géologiques nécessaires pour identifier les relations d'étalonnage. Ce sujet développe donc deux aspects. Un aspect méthodologique qui a pour but d'identifier les caractéristiques sensibles de la roche qui vont contribuer aux signaux mesurés en laboratoire et sur le terrain. Un aspect application avec un cas d'étude qui sera sélectionné soit en Afrique de l'Est, sur les sites géothermiques de la République de Djibouti ou d' Ethiopie ( Dans le cadre du programme Geothermal village soutenu par l'action LEAP-Energy de la communauté Européenne) , soit aux Antilles (Dans le cadre du programme geotref soutenu par le « Programme d'investissement d'Avenir » du gouvernement français).

The development of the energy mixes that all States wish to put in place to reduce dependence on fossil fuels, hydrocarbons and uranium in particular, requires the exploration of new resources, geothermal or native Hydrogen, and geological reservoirs for the mass storage of Hydrogen, compressed air, or heat produced from renewable energies (wind, solar). Thus, the characterization of these geological reservoirs for these resources of primary or secondary origin is a new challenge for the geological community. Indeed, the characterization tools classically developed for the oil industry and in sedimentary geological formations, require adaptation and calibration for the new geological formations prospected (basement, volcanic rocks) and the new products stored. To define the properties of these reservoirs, logging measurements are classically used in oil exploration or gas reservoir management, but these measurements are much less used in geothermal exploration or for the management of non-hydrocarbon resource storage reservoirs. Among the available techniques, two are undergoing strong development, namely electrical prospecting and nuclear magnetic resonance (NMR) tools. The objective of this thesis is to contribute to the improvement of the definition of reservoir properties using these electric and NMR prospecting tools, as the information obtained is largely under-exploited. Indeed, these two tools are used to estimate porosity and, more rarely, permeability, which are the two critical properties for reservoir characterization. Although these tools are now classically used to characterize sedimentary materials, the quality of the information acquired is strongly influenced by the type, quantity and location of clay minerals that may have precipitated in the formation. On the other hand, their use to characterize unconventional reservoirs (basement or volcanic) requires the definition of new calibration relationships. To achieve these objectives, these will be : -identifying the roles of magnetic and conductive minerals on the measured signals, -define calibration relationships between measured characteristics and estimated reservoir properties. -identify the geological a priori necessary to identify calibration relationships. This topic therefore develops two aspects. A methodological aspect which aims to identify the sensitive characteristics of the rock that will contribute to the signals measured in the laboratory and in the field. An application aspect with a case study that will be selected either in East Africa, on geothermal sites in the Republic of Djibouti or Ethiopia (within the framework of the Geothermal village programme supported by the LEAP-Energy action of the European Community), or in the West Indies (within the framework of the geotref programme supported by the 'Programme d'investissement d'Avenir' of the French government).