Conception de nouvelles méthodes d’imagerie géophysique électromagnétique pour l’identification et la prédiction des circulations de fluides dans les réservoirs géothermiques profonds fracturés
Résumé
La connaissance et la prédiction des circulations profondes de fluides géothermiques est un paramètre clé participant à la compétitivité de la filière géothermique. Aujourd’hui, leurs caractéristiques sont le plus souvent déduites des observations géoscientifiques post-forages mais tout l’enjeu est de pouvoir prédire à moindre coût la ressource géothermique en amont des phases coûteuses de forages profonds. Afin de répondre à cet enjeu, des méthodes géophysiques non-destructives d’exploration (sismique, gravimétrie) sont généralement mises en œuvre. L’inconvénient majeur de ces techniques est leur faible sensibilité à la présence de fluides géothermaux et donc leur incapacité à prédire avec précision la ressource en amont des forages.
Afin de pallier à ce déficit, des méthodes électromagnétiques à source naturelle (Magnéto-Tellurique ou MT) ou contrôlée (Controlled-Source Electromagnetic ou CSEM) sont généralement employées car elles permettent d’imager la conductivité électrique du sous-sol, paramètre sensible à la présence de fluides, et notamment de saumures, dans les roches. Ces méthodes ont déjà fait leurs preuves en milieu volcanique pour caractériser la géométrie des réservoirs géothermiques mais leur capacité à imager des réservoirs à fort potentiel géothermique en métropole, tels que les roches fracturées profondes dans des formations de fond de bassin, reste à prouver. De plus, dans ces bassins généralement fortement urbanisés, elles souffrent de la présence d’un fort bruit électromagnétique qui réduit grandement l’intérêt de leur mise en œuvre. Le but de ce projet de recherche était donc de concevoir des nouvelles méthodes électromagnétiques performantes dans ces milieux. Dans ce but, trois principaux verrous restaient à lever :
(i)Démontrer par l’expérimentation en laboratoire et à l’échelle du puits que la conductivité électrique des roches permet de caractériser la présence et la géométrie des circulations profondes de fluides géothermaux dans des roches fracturées à l’échelle du réservoir.
(ii) Concevoir des méthodes électromagnétiques Magnéto-Tellurique (MT) et à Source Contrôlée (CSEM) capables de mettre en évidence à l’échelle du réservoir géothermique les anomalies de conductivité électrique liées aux circulations profondes de fluides géothermaux.
(iii) Développer les méthodes électromagnétiques MT et CSEM capables de mesurer la conductivité électrique des roches potentiellement réservoirs à grande profondeur (plusieurs kilomètres) sous une épaisse couverture sédimentaire et dans des contextes généralement fortement urbanisés et donc fortement bruités. Se pose également le problème de la résolution spatiale des méthodes électromagnétiques, travaillant généralement en mode diffusif à ces profondeurs, qui nécessite de prendre en compte la diffusion se produisant dans les couches sédimentaires sus-jacentes afin d’extraire la conductivité des zones profondes ciblées.
Domaines
Géophysique [physics.geo-ph]
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)