Travail de MSc

Caractérisation géomécanique de forage d’exploration géothermique

19.12.2019

Le CHGEOL Award 2019 est attribué à un travail de Master à l’Université de Neuchâtel. L’autrice est Morgane Koumrouyan. Dans son travail, elle a réalisé une caractérisation géomécanique du bassin genevois dans le cadre du premier puits d’exploration du programme GEothermie 2020.

Afin d’évaluer le potentiel géothermique du bassin genevois, le programme GEothermie 2020, réalisé par les Services Industriels de Genève (SIG) et par le Canton de Genève, a débuté en 2012 et prévoit la mise en place de quatre forages exploratoires ciblant diverses configurations de systèmes de failles. La productivité de ces puits en termes de débit et de température est directement liée aux caractéristiques géologiques propres au réservoir rocheux. Ainsi, l’évaluation des propriétés des roches est indispensable dans le but de développer des projets géothermiques.

L’objectif de cette recherche est de réaliser une caractérisation géomécanique initiale du bassin genevois, et plus spécifiquement du réservoir calcaire fracturé composé d’unités du Crétacé inférieur. Cela s’effectue par l’analyse des imageries et des diagraphies acquises dans le premier puits d’exploration, GEo-01, foré en 2018 à Satigny. L’étude se focalise sur l’évaluation de la distribution des fractures, du champ de contraintes et des propriétés mécaniques des calcaires fracturés présents autour du forage.

L’analyse des fractures est, tout d’abord, particulièrement importante puisque celles-ci sont responsables de l’augmentation de la perméabilité du bassin et permettent à l’eau chaude de circuler plus aisément dans le réservoir et le puits. Les analyses révèlent que l’orientation et l’intensité de ces fractures varient avec la profondeur. La présence d’une zone de faille induit de nombreuses discontinuités et stimule le développement de réseaux de fractures, qui peuvent se comporter comme d’importants conduits hydrauliques.

Ensuite, les modules élastiques caractérisant la rigidité des roches du réservoir sont extraits à partir des données de diagraphie acquises dans le forage GEo-01. En fonction de la nature des roches, de grands contrastes de rigidité sont mis en évidence et peuvent affecter la distribution des fractures ainsi que l’état des contraintes dans les roches. La réalisation d’un modèle géomécanique à l’échelle locale permet d’estimer et de quantifier les accumulations de contraintes dans les couches les plus rigides. Cet aspect est important afin de comprendre les mécanismes de rupture des roches et d’assurer la stabilité du puits.

Enfin, une relation entre la stabilité des fractures et les venues d’eau est mise en évidence et pourrait influencer la perméabilité du réservoir. Cette dernière est par ailleurs fortement augmentée par la présence de réseaux karstiques bien développés dans les carbonates du Crétacé inférieur.

Les résultats de cette recherche montrent, en conséquence, que la productivité de ce puits marqué par un débit artésien élevé, est principalement contrôlée, d’une part, par la présence de failles traversant le bassin et influençant la distribution des fractures, et d’autre part, par le grand potentiel de karstification des calcaires composant le réservoir. Les caractéristiques géomécaniques et hydrogéologiques de cet aquifère productif confèrent donc au bassin genevois un bon potentiel d’exploitation géothermique. Les prochains puits d’exploration du programme permettront d’étudier le comportement hydrodynamique d’aquifères plus profonds et d’accroître la connaissance géologique du sous-sol genevois afin d’augmenter le succès de futurs projets géothermiques.

 

Plus d’informations

Le travail de MSc intitulé « GEOMECHANICAL CHARACTERISATION OF GEOTHERMAL EXPLORATION BOREHOLE: IMPLICATION FOR THE GEO-01 WELL, IN GENEVA » a obtenu le CHGEOL Award 2019. Il peut être téléchargé ici.

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