S.E.A.P.F.A.SYNDICAT D ' A M É N A G E M E N T DE LAPLAINE DE FRANCE ET DE L'AULNOY

S.O.D.E.D.A.T.

BUREAU DE RECHERCHESGÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

Département Géothermie

A . F . M . E .

2 6.MAÍM9U 1

DIAGRAPHIES COMPLEMENTAIRES REALISEESSUR LE FORAGE D'AULNAY-SOUS-BOIS (GAY 4)

« Villeneuve - Gros Saule »

Reconnaissance des aquifères de l'Albien,

du Néocomien et du Lusitanien

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département Géothermie

Rapport du B . R . G . M .

84 SGN 090 GTH

S.E.A.P.F.A.SYNDICAT D 'AMÉNAGEMENT DE LAPLAINE DE FRANCE ET DE L'AULNOY

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DIAGRAPHIES COMPLEMENTAIRES REALISEESSUR LE FORAGE D'AULNAY-SOUS-BOIS (GAY 4)

« Villeneuve - Gros Saule »

Reconnaissance des aquifères de l'Albien,

du Néocomien et du Lusitanien

par

Guy AUBERTIN - Frank BALLIN

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL

Département Géothermie

Rapport du B . R . G . M .

84 SGN 090 GTH Février 1 9 8 4

Réalisation : Applications Graphiques

S O M M A I R E

Pages

PREAMBULE

I - PROGRAMME DE DIAGRAPHIES COMPLEMENTAIRES 1

II - INTERPRETATION DES RESULTATS 2

11.1. L'Albo-aptien 2

11.2. Le Néocomien. , 3

11.3. Le Lusitanien ;; 4

III - CONCLUSION 6

ANNEXE 1.

ANNEXE 2.

DIAGRAPHIES COMPLEMENTAIRES AU FORAGE D'AULNAY 4 DESTINEES A LA

RECONNAISSANDE DE L'ALBIEN,DU NEOCOMIEN ET DU LUSITANIEN

PREAMBULE

Conformément aux dispositions prises lors de laréunion du 27 avril 1983, organisée par l'AFME concernant la reconnaissancedes aquifères du Lusitanien, de l'Albien et du Néocomien, une convention surle sujet de l'exécution de diagraphies supplémentaires au forage d'Aulnay 4a été établie entre l'AFME et le Maitre d'ouvrage de l'opération (SEAPFA).

Le présent rapport rend compte de l'exécution de cesdiagraphies supplémentaires.

- 1 -

I - PROGRAMME DE DIAGRAPHIES COMPLEMENTAIRES

Le programme complémentaire est le suivant :

- Phase 12"1/4

un enregistrement FDC CNL (densité neutron)(720 m à 1 092 m forés).

- Phase 8"1/2

un enregistrement FDC CNL(1 099 m - 1 942 m forés)

un enregistrement WFT (mesure de la perméabilité par méthodeacoustique(1 400 ni - 1 720 m forés)

Le programme initial de diagraphie prévoyait :

- Phase 12"1/4

GR (gamma Ray)

BGL (géométrie du forage)

- Phase 8"1/2

GRBGL

- Phase 6" (réservoir)

GRCBL (contrôle de cimentation)FDC (densité de formation)

- 2 -

Rappel de la série stratigraphique à AULNAY 4

SénonienTuronien

Cénomanien

Gault

Albo aptien

Barrémien

Néocomien

Purbeckien

Portlandien

Kimmeriâgien

Lusitanien

Argovien

Oxfordien

Callovien

Dogger

Profondeurdéviée

527

668

735

783

925

978

1 095

1 130

1 275

1 436

1 703

1 826

1 P96

1 946

Profondeurverticale

526

661

720

759

869

910

1 001

1 028

1 143

1 273

1 477

1 574

1 632

1 674

II - INTERPRETATION DES RESULTATS

II-1- L'Albo-aptien (738 - 925 m forés) C?59 - 869 cotes verticales)Phase 12"1/4

L'Albo-aptienfsitué dans l'échelle stratigraphique entrel'Albien supérieur et le Barrémien, est constitué de sable grossier avecdes intercalations d'argile: sableuse

Les sables de l'Albien constituent la 1ère formationaquifère rencontrée dans le Bassin Parisien ; une diagraphie densiténeutron (FDC CNL) a été réalisée de 720 à 1 092 m forés.

Une copie des enregistrements des diagraphies est jointe.

- 3 -

Tableau des résultats à 1'Albo-aptien

Profondeur (m forés)

783 - 803

803 - 816

816 - 838

838 - 850

855 - 868

871 - 880

918 - 925

TOTAL

Epaisseur

20

13

22

12

13

9

7

96

Lithologie

Sable, ligniteux, glauconnieux

if H »

H ii ii

ii » »

Sable grossier avec quelquespassées argileuses

II H

II II

PorositéCi en %

29

28.5

32.5

33

32

35

29

0.h

5.8

3.705

7.15

3.96

4.16

3.15

2.03

29.955

Porosité moyenne29.95596

0.312

Rpmarques : . les valeurs de porosité sont obtenues en utilisant le"cross-plot" densité-neutron ;

. pour la détermination de la porosité-neutron, 2 correctionssont nécessaires (voir explication en annexe 2).

II.2. kS-.îla2£22!iSD (97S ~ 1 095 m forés) (910 - 1 001 cotes verticales)Phase 12"1/4

Le Néocomien est constitué par une alternance d'argiles etde sables avec quelques niveaux de lignite. Les argiles et sables duBarrémien et les calcaires et dolomie du Purbeckien constituent respective-ment le toit et le mur du réservoir.

- 4 -

Tableau des résultats

Profondeur (m forés)

990 - 994

1 012 - 1 014

1 027 - 1 030

1 038 - 1 050

1 056 - 1 058

1 063 - 1 067

1 070 - 1 090

TOTAL

Epaisseurpn m.

• 4

2

3

12

2

4

20

47

Lithologie

Sable argileux

Sable

Sable argileux

Sable

Sable

Sable

Sable

Porosité0 en %

"29

31

29

35

32.5

37

34

0.h

"1.16

0.62

0.87

4.2

0.65

1.48

6.80

15.78

Porosité moyenne : 15. 7847

= 0.334 s 33 %

II.3. Le_Lusitan2en

Phase 8"1/2

435 _ 1 703 m forés) ( 1 273 - 1 477 côtes verticales)

II.3.1. Le terme "Lusitanien" désigne 1'ensemble lithologique desdépôts essentiellement carbonates bien individualisésdans la série stratigraphique Kimméridgien - Oxfordiende la nomenclature actuelle.

Les séries géologiques du Lusitanien correspondent à uncycle de sédimentation qui présente de nombreux caractèrescommuns avec celui du Dogger.

Les calcaires du Lusitanien correspondent à une sédimenta-tion marine lors d'une phase chaude, à l'abri de toutapport détritique.

Une diagraphie densité neutron (FDC CNL) a été enregistréede 1 099 à 1 942 m forés.

La formation étant calcaire, la lecture de la diagraphieneutron donne directement la porosité.

- 5 -

Tableau des résultats au Lusitanien d'après la diagraphie FDC - CNL

Profondeur

1 480 -

1 508 -

1 560 -

1 565 -

1 575 -

1 595 -

1 621 -

1 647 -

1 675 -

(m

1

1

1

1

1

1

1

1

1

TOTAL

forés)

508

517

564

575

595

621

647

675

690

Epaisseuren m.

28

9

4

10

20

26

26

28

15

166

Lithologie

Calcarénite graveleuse etoolithique

H ii

Oocalcarénite

Calcarénite

Calcarénite graveleuseM II

II M

OocalcaréniteH

Porosité0 en %

23

12

16

12

19

16.5

19.5

14

18

0.h

6.44

1.08

0.64

1.2

3.8

4.29

5.07

3.92

2.70

29.14

Porosité moyenne = 0-.175 17.5 %

II. 3.2. Résultats du_WFT_enreg_istré au Lusitanien

Intervalles producteurs d'après exaflo

- 1 482 - 1 508- 1 560 - 1 564- 1 570 - 1 690

La corrélation entre X'exaflo et le log de porositéest acceptable.

Seuls les niveaux présentant une faible porosité < à 15 %ne sont pas identifiés par 1'exaflo

1 508 à 1 517 porosité 12 %1 565 à 1 570 porosité 12 %.

Malgré tout il convient d'être prudent, car on a constaté,comme par exemple tout récemment à Vigneux, que lesniveaux poreux ne sont pas toujours perméables.

- 6 -

III - CONCLUSION

Les réservoirs de l'Albien et du Néocomien traversés parle forage d'AULNAY 4 présentent des caractéristiques de porosité intéressantes,entre 31 et 33 % de porosité moyenne.

La productivité pour ces 2 niveaux aquifères peut se révélerimportante.

Au Lusitanien, il y a quelques niveaux avec une bonneporosité, notamment au Séquanien avec une zone à 23 % de porosité.

Le Rauracien est constitué presque entièrement deniveaux poreux (entre 12 et 19,5 % de porosité).

Dans l'ensemble, le Lusitanien constitue un réservoiravec de bons niveaux poreux. Il convient cependant de rester prudentpour l'évaluation de ses caractéristiques de productivité.

- 7 -

A N N E X E

DESCRIPTION SOMMAIRE DES DIAGRAPHIES UTILISEES AU COURS DE FORAGE

- Gamma Ra^. La mesure de rayons gamma est une mesure de la radioactiviténaturelle Gamma. Les argiles étant généralement radioactives,c'est en première approximation une diagraphie permettant dedétecter la présence d'argiles.

- FDC-CNL. La diagraphie neutron (CNL) est utilisée en combinaison avecune diagraphie densité (FDC) pour le calcul de porosité.

. Diagraphie neutron CNL :

A l'aide d'une source appropriée, des neutrons à haute énergie sontémis vers les formations a reconnaitre. Lorsque les neutronsrencontrent des noyaux légers, en particulier l 1 ^ , ils perdent de1'énergie puis au fur et à mesure les neutrons rentrent dans ledomaine des basses énergies (neutrons thermiques) et ils diffusentcomme le feraient les molécules d'un gaz.

Pour effectuer la mesure, on utilise des appareils à'2 détecteursde neutrons thermiques et les mesures sont exprimées en unité deporosité.

Comme nous l'avons vu précédemment l'effet de matrice affecte lesporosités.

Diagraphie de densité FDC :

Des rayons Y d'énergie moyenne sont envoyés dans la formation.A chaque collision avec un électron le rayon Y perd de 1'énergieet change de direction donnant lieu à vine déflexion dite "effetCompton".

A une certaine distance de la source, l'intensité du rayonnementsera d'autant plus faible, qu'il y aura davantage de collision,autrement dit que la densité électronique est plus forte.

- 8 -

- Enregistrement WFT

Etude de La distribution de La perméabiLité dans Le réservoir parméthode acoustique.

Principe

Des études fondamentales ont montré que l'accroissement del'atténuation des ondes soniques avec la fréquence est d'autant plus élevéeque la perméabilité est grande et que le début du signal régit fortementà cette atténuation différentielle.

Les signaux soniques ont été enregistrés en fonction de laprofondeur' tout au long du réservoir du Dogger.

On définit un indice le de la façon suivante :

V2 +.V3le =

VI

le représente l'inverse du rapport de l'amplitude dé lapremière arche de 1'onde P du signal acoustique à la somme arithmétiquedes amplitudes des deux arches suivantes. Cet indice varie selon lessondes utilisées et les terrains traversés de 1.5 à 40 environ.

Une relation du type le = a log — •+• b a pu être mise eh

évidence expérimentalement ; a et b étant deux constantes et y la viscositédu fluide saturant le milieu poreux.

A partir des signaux soniques l'indice le a pu être- calculeren fonction de la profondeur.

Le cumul des indices le à partir du fond peut être facilementréalisé. La fonction de :

ptoit réservoir\ Ic.dPJ Cote fond

doit avoir, dans la mesure où la méthode fiable et où 1 'enrègi-strerriënt dessignaux est correct, une allure proche de la courbe des dëtïits cuittulésobtenue par débitmètre enregistrée dans le puits en production.

- 9 -

A N N E X E

- La Neutron

Les mesures de porosité lues sur la diagraphie neutron, nécessitentdeux corrections.

D'une part, l'échelle de porosité étant choisie avec une matricecalcaire, mais la formation étant à certains niveaux essentiellement sableuse,il faut effectuer une première correction en utilisant l'abaque de correctionpour 1'effet de lithologie.

NEUTRON LITHOLOGY EFFECT

COMPENSATED NEUTRON

SIDEWALL NEUTRON

19 20

Corrected Porosity, <¿>corT (%)

Ex.. : IS % de porosité apparente avec une matrice calcaire correspond à19 % en porosité corrigée pour une formation sableuse.

D'autre part, une correction en fonction du diamètre réel dutrou foré est également nécessaire. Les porosités lues correspondent à undiamètre du trou de 7"7/8,

- 10 -

C O M P E N S A T E D NEUTRONBOREHOLE SIZE CORRECTION

5 10 15 20 25 30Apparent Porosity, * t (%)

35 40

Pour 19 % de porosité apparente, avec un diamètre foré égal à12"l/4, on obtient une porosité corrigée de 14 %.