diplôme de master en ingénieur titre : ingénieur pétrolier
TRANSCRIPT
Domaine: Science de l’Ingénieur
Mention : Ingénierie Pétrolière
Parcours : Science et Technique Pétrolière
Présenté et soutenu publiquement le 29 juin 2017
Par
TSAFACK ATEMEZEU Pacôme
MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES
En vue de l’obtention du diplôme de Master en Ingénieur Pétrolière
en vue de l’obtention du dipl
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
D’ANTANANARIVO
Titre : Ingénieur Pétrolier
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES
GEOPHYSIQUES DU BASSIN SEDIMENTAIRE DE
RIO DEL REY, CAMEROUN
MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES
En vue de l’obtention du diplôme Master Ingénieur Pétrolière
Titre : Ingénieur Pétrolier
<<MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES
GEOPHYSIQUES DU BASSIN SEDIMENTAIRE DE
RIO DEL REY, CAMEROUN>>
Présenté par :
TSAFACK ATEMEZEU Pacôme
Président du Jury : Monsieur ANDRIANAIVO Lala Professeur,
Responsable de la mention Ingénierie pétrolière, ESPA
Rapporteurs : Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier
Maître de Conférences, ESPA
: Monsieur ANDRIAMBOAVONJY Mamy Rija
Géophysicien, SGDM
Examinateurs : Monsieur RAKOTO Heritiana
Enseignant chercheur à l’Université d’Antananarivo
: Monsieur GARO Joelson Sebille,
Enseignant chercheur à l’Université d’Antananarivo
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
D’ANTANANARIVO
Domaine: Science de l’Ingénieur
Mention : Ingénierie Pétrolière
Parcours : Science et Technique Pétrolière
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY i
REMERCIEMENTS
Avant toute chose, mon plus grand devoir est de rendre grâce à Dieu Tout Puissant, qui
a permis, en me prêtant son souffle de vie, que je termine ce travail de fin de cycle.
Ce travail n'aurait pu arriver à son terme sans la contribution de nombreuses personnes
auxquelles je voudrais exprimer ici ma profonde reconnaissance.
J’adresse mes vifs remerciements :
- A Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon, professeur titulaire, Directeur de l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, pour m’avoir permis d’accéder et de
m’intégrer au sein de l’établissement. leur dévouement et toute leur attention
particulière à notre formation nous font témoigner en lui beaucoup de reconnaissance et
de sympathie.
- A Monsieur ANDRIANAIVO Lala, Professeur ; Responsable de la Mention Ingénierie
Pétrolière de l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo pour sa bienveillance
de la Mention Ingénierie Pétrolière et d’avoir accepté de Présider ce Jury.
- Monsieur RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier, Maître de Conférences à l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, qui m’a dirigé, soutenu, encadré et qui a bien
voulu partager ses expériences tout au long de la réalisation de ce mémoire ;
- Monsieur ANDRIAMBOAVONJY Mamy Rija, Géophysicien de la SGDM. Je tiens à
lui adresser ma profonde gratitude d’avoir ménagé son temps pour m’apporter aides,
conseils et recommandations malgré ses multiples obligations.
- Monsieur RAKOTO Heritiana et Monsieur GARO Joelson Sebille, Maîtres de
Conférences, Enseignants Chercheurs à l’Institut et Observatoire de Géophysique
d’Antananarivo (IOGA) Domaine des Sciences et Technologie d’avoir accepté d’être
parmi les membres de Jury
- Aux professeurs, aux chefs de travaux et aux assistants, dont les enseignements reçus
ont permis de parfaire notre formation, je vous dis merci.
Enfin, j'en arrive aux remerciements qui me tiennent particulièrement à cœur, et pour
cause, ceux que j'adresse à ma famille. Je remercie donc mes parents, mon papa TEMEZEU
Joseph et ma feue maman TEMEZEU née FOUELEFACK Pauline pour l'amour, la confiance
qu'ils m'ont accordés, et pour leur soutien durant cette période qui a été bien plus longue que
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY ii
prévue ! Ce travail vous est donc dédié car votre contribution dans sa réussite est sans aucun
doute, la plus importante.
Je tiens à remercier du fond du cœur papa Martin TEMGOUA pour tous ses
encadrements, son soutient, ses conseils et ses encouragements.
Je remercie également Maman Angèle et la famille ADAMOU pour tout ce qu'elles ont pu faire
pour moi.
Je remercie enfin mes frères et sœurs, Viviane, Joël, Franz, Charly, Steve, Ornella, Stella pour
avoir accepté d'être parfois privé de certains de leurs droits pour moi
Je n'oublie pas le nerf de la guerre, je remercie : toute la promotion de Mines 2012, de Pétrole
(STP) 2014, les aînés Elders, l’Association des Etudiants Camerounais de Madagascar
(ASECAM), mes amis personnels pour leur encadrement et leur soutien.
Vous tous qui avez participé, de près ou de loin, directement ou indirectement, à la réussite de
cette œuvre, trouvez dans ces lignes l'expression de ma profonde gratitude.
A vous tous, je dis Merci.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY iii
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS ................................................................................................................... i
SOMMAIRE ............................................................................................................................. iii
LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................. iv
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................... v
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ vii
INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1
PARTIE I : PRESENTATION GENERALE DE L’ETUDE
Chapitre 1 : PRESENTATION DU PROJET ..................................................................... 3
Chapitre 2 : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ................................................ 9
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES APPLIQUES POUR LA RECHERCHE
PETROLIERE
Chapitre 3 : GENERALITES SUR UN GISEMENT DE PETROLE .............................. 14
Chapitre 4 : METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION PETROLIERE
........................................................................................................................................... 20
PARTIE III : MODELISATION 2D ET 3D, INTERPRETATIONS DES RESULTATS
Chapitre 5 : PRINCIPE DE LA MODELISATION 2D, 3D ET LOGICIELS DE
TRAITEMENT ................................................................................................................. 39
Chapitre 6 : PRESENTATION DES DONNEES ............................................................. 43
Chapitre 7 : MODELISATION 2D DE LA ZONE D’ETUDE ........................................ 50
Chapitre 8 : MODELISATION 3D ET INTERPRETATIONS ....................................... 61
CONCLUSION ........................................................................................................................ 66
BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................... I
WEBOGRAPHIE ..................................................................................................................... III
TABLE DES MATIERES
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY iv
LISTE DES ABREVIATIONS
2D Deux Dimensions
3D Trois Dimensions
ASCII American Standard Code for Information Interchange
ATS Application Technology Satellite
Ba Champ d’anomalie crustal
BGI Bureau Gravimétrique Internationale
Bi Champ interne induit
Bp Champ principal
BRGM Bureau des Recherches Géologiques et Minières
Bt Champ transitoire
ELF Essence et Lubrifiant de France
EMAG2 Earth Magnetic Anomaly Grid 2
g Champ gravitationnel
GPS Global Positioning System
IDH Indicateurs Directs d'Hydrocarbure
Magsat Magnetic Field Satellite
NASA National Aeronautics and Space Admnistration (Administration
National de l’Aéronautique et de l’Espace)
nT Nano tesla
PMC Point Miroir Commun
PNUD Programme des Nations Unies pour le Développement
SAS Small Astronomy Satellite
ΔgB Anomalie de Bouguer
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY v
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Aperçues géologiques des bassins côtiers camerounais ............................................ 4
Figure 2: Étages stratigraphiques. .............................................................................................. 6
Figure 3 : Coupe géologique du bassin du Rio del Rey. ............................................................ 7
Figure 4 : Présentation du bassin du Rio del Rey et du bassin de Douala. ................................ 9
Figure 5: Carte géologique du Cameroun. ............................................................................... 12
Figure 6 : Types d'hydrocarbures générés à partir du kérogène en fonction de la profondeur
d’enfouissement. ...................................................................................................................... 16
Figure 7: Migrations primaire et secondaire du pétrole conduisant à la formation d’un
gisement. .................................................................................................................................. 18
Figure 8: Principaux types de pièges à pétrole. ........................................................................ 19
Figure 9: Schéma du principe de la gravimétrie, montrant un contraste de densités ρ1 et ρ2. 27
Figure 10 : Satellite Landsat 8 lancé le 11 février 2013. .......................................................... 29
Figure 11 : Variation de l’anomalie suivant la profondeur, a) source situant à une faible
profondeur, b) source à plus grande profondeur. ..................................................................... 30
Figure 12 : Acquisition sismique marine. ................................................................................ 33
Figure 13 : Réflexion totale. ..................................................................................................... 35
Figure 14 : Schéma de principe de la sismique réflexion. M1, 2, 3, 4 : Miroir ; g : géophone;
E: point de tir. ........................................................................................................................... 35
Figure 15: Mode de présentation en sismique réflexion : a) la partie positive du signal est
coloré en noire et la partie négative est laissée en blanc ;b) l’ensemble des parties positives en
noir très distinctes représente les réflecteurs. ........................................................................... 36
Figure 16: Organigramme montrant les étapes de traitements de données en sismique
réflexion. .................................................................................................................................. 39
Figure 17 : Présentation du logiciel Oasis Montaj 6.4.2 .......................................................... 40
Figure 18: Organigramme présentant le traitement des données, la modélisation 2D et 3D. .. 42
Figure 19 : Profil sismique S-N du bassin du Rio del Rey. ..................................................... 43
Figure 20 : Coupe sismique montrant un réservoir de gaz. ..................................................... 44
Figure 21: Calibration des différents profils et recherche d’indices. ....................................... 44
Figure 22: Diagraphie présentant la superposition gaz-huile-eau salée. .................................. 45
Figure 23 : Carte d’anomalie de Bouguer de la zone d’étude .................................................. 47
Figure 24: Carte d’anomalie magnétique de la zone d’étude ................................................... 49
Figure 25: Modélisation 2D du profil 1 ................................................................................... 53
Figure 26: Modélisation 2D du profil 2 ................................................................................... 54
Figure 27: Modélisation 2D du profil 3 ................................................................................... 55
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY vi
Figure 28: Modélisation 2D du profil 4 ................................................................................... 57
Figure 29: Modélisation 2D du profil 5 ................................................................................... 58
Figure 30: Modélisation 2D du profil 6 ................................................................................... 59
Figure 31: Modèle 3D du marqueur 1 ...................................................................................... 61
Figure 32: modèle 3D du marqueur 2 ...................................................................................... 62
Figure 33: modèle 3D du marqueur 3 ...................................................................................... 63
Figure 34: modèle 3D de la zone d’étude ................................................................................ 64
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY vii
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Susceptibilité magnétique de quelques roches………………………………….. 21
Tableau 2 : Densité de roches………………………………………………………………... 28
Tableau 3 : Vitesse de pénétration d'onde sismique dans le sous-sol………………………... 32
Tableau 4: Relation entre vitesse de propagation et vitesse de correction selon le type de sous-
sol…………………………………………………………………………………………….. 38
Tableau 5 : Présentation des marqueurs……………………………………………………. 61
Tableau 6 : Possibilité de système pétrolier de la zone d'étude……………………………… 65
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY
1
INTRODUCTION
Le pétrole, formé au cours de millions d’années, prend son origine de la matière
organique végétale ou animale, composée de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène. Cette
matière organique végétale et animale, après s’être déposée au fond d'une zone d'eau profonde
en même temps que du sable et de la vase, formant ainsi un bassin sédimentaire, subit une
transformation au bout de dizaines de millions d'années sous l'influence des agents bactériens
et d'une augmentation de la température et de la pression (environ 3 °C et 25 bars tous les 100
m). L'azote et l'oxygène sont éliminés et des hydrocarbures gazeux et/ou liquides se forment :
c'est le gaz naturel et le pétrole. Le pétrole étant une matière première indispensable à l’industrie
humaine mais aussi garante de puissance pour certains pays, il est fortement consommé, donc
extrêmement exploité. C’est la raison pour laquelle les techniques d’exploration et
d’exploitation se font de plus en plus innovatrices, afin de découvrir de nouveaux gisements,
suite à cette tendance de pic pétrolier qui ne tarderait à être atteint, selon les spécialistes.
Au Cameroun, il existe deux principaux types de bassins sédimentaires
qui appartiennent à trois systèmes pétroliers actifs de l’Afrique que sont le Delta du Niger, les
bassins salifères Ouest-africains et les rifts de l’Afrique Australe et Centrale. On distingue
ainsi, les bassins côtiers comme celui du bassin sédimentaire de Rio del Rey, cette zone est
actuellement en phase d’exploration, mais reste encore mal connue ; et les bassins
intracratoniques, tel le bassin de Mamfé.
Les méthodes géophysiques permettent de mettre en évidence des conditions
géologiques structurales et géométriques favorables à la présence des pièges à pétrole et des
gisements de pétrole. La méthode sismique réflexion est l’une de ces méthodes de prospection
permettant de déterminer certaines caractéristiques du sous-sol. Cependant, elle devrait tenir
compte des résultats des autres méthodes géophysiques. Une interprétation minutieuse d’une
section sismique peut donner des informations sur les faciès sédimentaires comme les
configurations des couches, les cadres géologiques, les contenus en fluide, le mode de dépôts.
D’après tous les résultats des interprétations antérieures, on a pu en déduire la présence
éventuelle de gisements en hydrocarbure dans le bassin de Rio Del Rey. Les avancées technique
et technologique nous poussent à mener des études plus poussées et plus approfondies basées
sur l’utilisation des données géophysiques pouvant nous induire à une autre interprétation plus
détaillée qu’à celle des études ultérieures effectuées avant de se lancer dans des forages
d’exploration.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY
2
C’est dans cet objectif qu’on a mené ce travail intitulé : «MODELISATION 2D ET 3D
DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY,
CAMEROUN ».
Pour atteindre nos objectifs, La modélisation du sous-sol est effectuée dans le bureau
d’étude de la SGDM (Société Géosciences pour le développement de Madagascar) pour la
maitrise des logiciels de traitement le logiciel Oasis Montaj, grâce au programme de
modélisation 2D incorporé « GM-SYS ». La modélisation des profils gravimétriques et
magnétiques se fait simultanément en tenant compte des contrastes de densité et de
susceptibilité magnétique des corps. Le modèle 2D est doté de points ayant des coordonnées
XYZ sur une ligne donnée ; Cependant, un modèle 3D est doté aussi de points avec des
coordonnées XYZ mais sur une surface donnée
Pour cela notre travail sera divisé en trois parties : nous présenterons en première partie
la présentation générale de l’étude, en particulier la présentation du bassin de Rio Del Rey, du
point de vue géologique et de décrire l’objectif de cette étude. Ensuite, la deuxième partie est
consacrée à la description de la partie théorique, qui constitue la base de notre travail, pour cela
nous montrerons les différentes méthodes et matériels utilisées en exploration pétrolière. Et en
fin, nous procèderons à la présentation des résultats obtenus et aux interprétations
correspondantes.
PARTIE I :
PRESENTATION GENERALE DE
L’ETUDE
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 3
Chapitre 1 : PRESENTATION DU PROJET
Dans ce chapitre, nous présenterons des extrais d’études déjà effectués dans notre zone
d’étude, de justifier les raisons du choix de cette zone et d’exprimer les enjeux ou perspectives
de ce projet.
1.1 Études bibliographiques
D’après des études présentées en 2011 par l’Enseignant Chercheur de l’Université de
Douala, Nkoue Ndondo Gustave Raoul, portant sur les « aquifères transfrontaliers du
Cameroun » lors du deuxième atelier en Afrique de l’Ouest et extension à l’Afrique Centrale,
on peut faire sortir les grands traits géologiques de notre zone d’études.
La Figure 1, nous montre que la partie onshore du bassin de Rio del Rey qui constitue
un bassin sédimentaire, il est séparé par le socle cristallin de Douala.
De plus l’étude effectuée par Samuel-martin Eno Belinga qui s’intitule « géologie du
cameroun », montre l’existence des gisements pétroliers Offshore du bassin du Rio del rey en
1976, et c’est le gisement de kolé marine.
Ce gisement fût découvert en juin 1974 par le forage d’exploitation de KLM.1 effectué
par STROM III. L’évaluation du champ a été réalisé en 1975 par le forage de puits KLM.2 et
KLM.3 (STROM VII). Ce gisement est situé dans l’Offshore camerounais, à l’embouchure du
Rio del Rey et qui se trouve à :
23 Km de la frontière nigériane ;
50 Km du cap Debunsha ;
78 Km de Victoria ;
Profondeur d’eau 18 à 20 m.
La structure de KOLE MARINE montre un piège pétrolier de type flanc de dôme en
deux secteurs séparés par une faille.
Secteur Nord : anticlinaux de compression ;
Secteur Sud : dôme d’argiles.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 4
Source :(a ; MINEE, 2009) et (b ; Extrait de Dumort, 1968)
Figure 1 : Aperçues géologiques des bassins côtiers camerounais
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 5
Le gisement a la forme d’un triangle isocèle (sommet vers la côte camerounaise) dont
les dimensions sont d’environ 4 Km de base et de 2,5 Km de hauteur.
La structure pétrolière proprement dite s’étend sur une longueur de 3 Km environ et une
largeur de 0,6 à 1,5 Km. Les réservoirs productifs sont situés à une profondeur de 1 400 à 1 700
mètres.
La stratigraphie obtenue par le forage de reconnaissance KLM 1 montre les successions
des différentes formations rencontrées dans les deux milles premiers mètres
De 18 à -820 m : Formation du Benin formée essentiellement de sables grossiers.
Formation productrice d’eau pour l’injection.
De -820 à -1 700 m : Formation d’Agbada formée d’alternances d’argiles et de
sables grossier, moyens et fins. Le réservoir de Kolé est dans cette formation.
De -1 700 à -2 000 m : Formation d’Akata essentiellement argileuse constitue la
roche mère.
La Formation d’Agbada est constituée d’altérations argileuses (M) et d’altérations
sableuses (S) dont voici les appellations données par les géologues d’ELF SEREPCA :
M1 Couverture de l’Agbada
S1 Sables de Betika (G+H)
M2/M4 Couverture de S4
S4 Sables de Kolé (G+H+E)
M5 Couverture de S5
S5 Sables d’Ekundu
M6 Couverture de S6
S6 Sables de Bavo
Appelé S4, le réservoir de Kolé a été divisé en 4 niveaux : S4 I ; S4 II ; S4 III ; S4 V.
chaque niveau a ses caractéristiques propre, par contre le brut contenu est pratiquement le
même.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 6
1.2 Connaissance actuelle sur la zone
D’après des études faites sur cette zone, il en ressort que le meilleur potentiel pétrolifère
du bassin du Rio del Rey en Offshore, se situe au centre, dans des formations appelées
"alternances deltaïques" datées du Miocène supérieur au Pliocène (environ 5 MA de dépôts).
Ces sédiments montrent des alternances de niveaux sableux deltaïques et d'argiles. Le
plissement de ces formations suggère l'existence de pièges stratigraphiques structuraux
potentiels. La présence de pièges en flancs de rides est également prouvée. D'autre part, les
rides argileuses intensément fracturées facilitent la migration d'hydrocarbures vers les pièges
potentiels. Mais il reste à savoir la vraie potentialité de ce gisement.
Figure 2: Étages stratigraphiques.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 7
La matière organique présente une origine marine plus franche. La maturité des roches-
mères est estimé à partir de 3000 mètres de profondeur, et les principaux réservoirs découverts
se situent entre 1000 et 2000 mètres de profondeur. La figure ci-dessous nous montre une coupe
géologique du bassin sédimentaire de Rio del Rey.
Globalement, elle va nous montrer une succession des quatre formations géologiques,
à savoir : - le socle cristallin
- la formation d’Akata (nature argileuse)
- la formation d’Agbada (alternance d’argile et sables grossiers)
- la formation de Benin (sables grossiers)
Figure 3 : Coupe géologique du bassin du Rio del Rey.
1.3 Objectifs de ce travail
Notre projet consiste à faire une modélisation en 2D et 3D d’une partie du bassin du Rio
del Rey, qui est situé au Cameroun, suivant des profils. Le choix porté sur cette zone est dû à
l’implantation de diverses compagnies pétrolières, ce qui nous amène à la deuxième raison de
notre choix qu’est sa capacité de production pour le moins, la plus importante du Cameroun.
Ce projet est une étude de recherche dont, malheureusement, certaines données n’ont pu être
obtenues.
Il est à noter qu’avant toute forme de modélisation, le travail premier est de recueillir
des informations concernant les formations géologiques de la zone d’étude ainsi que les
données géophysiques, c’est-à-dire être en présence d’une bonne documentation. Les données
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 8
de forages grâce aux carottages ainsi que les données sismiques, sont d’une importance capitale
pour ce type d’exercice car, elles identifient les différentes formations souterraines rencontrées,
ce qui donnera les formes et les caractéristiques plus précises du réservoir.
1.3.1 Perspective
Le but de la modélisation est de pouvoir présenter une vue approximative du relief sous-
terrain de notre zone d’étude, afin de pouvoir ensuite déterminer des régions pouvant abriter de
potentiels gisements de pétrole (présence probable de piège, etc.) et déterminer, si cela s’avère
vrai, les réserves estimées.
Ce premier travail de modélisation pourra donc restreindre le large champ terrestre,
donnant ainsi une idée de lieux où des forages de prospection pourront être implantés. Le forage,
s’il s’avère productif, présentera les caractéristiques du gisement (perméabilité, porosité,
réservé prouvée, etc.).
La modélisation peut aussi par la suite déterminer la manière dont l’exploitation du
gisement se fera car elle présentera sa forme tridimensionnelle, dont les parties les mieux
accessibles pour optimiser la production.
Le but de ce travail est de montrer dans un premier temps, l’importance de la technique
de géophysique dans la recherche pétrolière, et en particulier les méthodes magnétiques et
gravimétriques. L’objectifs principale de ce travail est d’avancer des modèles (2D et 3D) du
bassin de Rio del Rey, ce qui permettra d’avoir une idée, non seulement des couches traversées,
mais aussi, et plus important, de savoir s’il existe ou pas, des formations diverses qui
permettront d’affirmer après examen d’autres analyses, s’il existe ou non des structures
(anticlinal, faille, dôme de sel, etc.) favorables à l’existence d’hydrocarbure.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 9
Chapitre 2 : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
La localisation de notre zone d’étude nous permettra de mieux nous situer dans l’espace,
grâce à divers contextes.
2.1 Délimitation de la zone d’étude.
Le bassin du Rio Del est situé dans la péninsule de Bakassi (Sud-Ouest Cameroun),
ayant pour coordonnées: 3°36’N - 6°21N, et 8°29’E - 10°49’E. Ses limites géographiques sont
le fleuve Akwa-Yafé qui est dans le bassin de Douala, bordant la frontière Camerounaise avec
le Niger sur 35 km, et 60 km le sépare de la limite Est qu’est le Mont Cameroun. Elle a une
superficie de 45 000 km2, dont 2 500 km2 environ en onshore dans la partie Camerounaise.
Figure 4 : Présentation du bassin du Rio del Rey et du bassin de Douala.
La couche jaune correspond à la surface totale des permis de recherche et d’exploitation
accordée par le Cameroun en octobre 2010. Les deux bassins principaux sont
morphologiquement séparés par la "ligne volcanique du Cameroun".
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 10
2.2 Contexte géologique de la zone d’étude
Le contexte géologique est d’une importance capitale vue que sa connaissance est le
point de départ de toute exploration raison pour laquelle, ce chapitre figure dans notre travail.
Ceci étant, nous débuterons par une présentation de la géologie du Cameroun, suivit de celle
du bassin du Rio del Rey.
2.2.1 Géologie du Cameroun
L’histoire géologique du Cameroun commence avec l’ère archéen il y a entre 3,5 et 2,5
milliards d’années (Ga). Ses différentes phases de développement sont illustrées par des masses
géologiques formées au cours de la succession des cycles orogéniques caractérisés par la
formation de chaînes de montagnes et de phases d’extension ultérieure par le fractionnement
de la croûte continentale.
Le Cameroun est généralement considéré comme ayant subi trois cycles orogéniques:
Le cycle libérien, illustré par le complexe de Ntem, qui remonte à l’ère archéenne et à
environ 2,5 milliards d’années ;
Le cycle éburnéen ou transamazonien, avec le Nyong et Ayna, formations qui datent
de la période paléo protérozoïque (2,5 -1,8 milliards d’années) ;
Le cycle panafricain, qui comprend des formations de l’ère néo protérozoïque qui
remonte à 1000-600 millions d’années (Ma).
Les phases d’extension se composent de :
La période du paléozoïque inférieur, au cours de laquelle des séries de type Mangbaii
ont été déposées, il y a environ 580 millions d’années ;
L’ère du Crétacé, est illustrée par la fosse de Benue et ses homologues continentales et
côtières, qui se sont formées il y a environ 110 millions d’années ;
L’ère tertiaire, où les complexes volcaniques et plutoniques de la ligne du Cameroun
ont été formés, il y a environ 70 millions d’années.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 11
La période quaternaire est principalement illustrée par l’érosion continentale et de
récents dépôts alluviaux, particulièrement sur les plaines inondables et dans les zones
de subsidence.
Cette géologie est favorable à la minéralisation de substances telles que les métaux
précieux (or, diamants), les métaux de base, les métaux rares, etc. et les hydrocarbures. On
pourrait ainsi retrouver par exemple ce que l’on retrouve :
Craton au Congo – ceinture rocheuse archéenne (Sud) : minerai de fer (Mbalam, Kribi),
uranium (Lolodorf), diamant (Mobilong).
Faille du centre du Cameroun – série Poli (Nord): saphir, uranium, or.
Zone de faille de Sanaga – Lom série (est) : or
Ceinture panafricaine mobile : (gisements aurifères)
Bassins sédimentaires : pétrole & gaz (Douala, Campo, Kribi) sel, saphir (Mamfé)
De 1960 à 1990, certains indices découverts lors d’explorations menées, ont donné lieu
de penser que des résultats étaient à portée de main. Ces études ont été menées en accord de
coopération bilatérale entre le Cameroun et les organismes internationaux comme le BRGM, le
PNUD, BGR et bien d’autres. Cela a permis de découvrir le minerai de fer à Mbalam & Kribi,
la bauxite à Minim Martap et à Ngaoundal et les diamants à Fongo Tongo, le nickel et cobalt à
Lomie, le titane à Akonolinga, l’étain à Mayo Darle, l’uranium à Poli & Lolodorf, l’or dans la
région de l’Est et la région du Sud-Est. Ces projets constituent l’axe actuel des activités
d’exploration et d’exploitation minières au Cameroun.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 12
Figure 5: Carte géologique du Cameroun.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 13
2.2.2 Contexte climatique
Il existe deux principales saisons à savoir la saison sèche (3 mois secs, de décembre à
février) et la saison pluvieuse (9 mois humides, de mars à novembre), avec une pluviosité
comprise entre 3000 et 6000 mm/an, tandis que les températures varient de 25 à 35°C.
2.2.3 Contexte socio-économique
La population de notre zone d’étude est d’environ 75 000 habitants repartie le long des
réseaux hydrographiques. Les activités économiques de la région sont la pêche (essentiellement
artisanale) et l’exploitation pétrolière.
2.2.4 Contexte géomorphologie
Le Rio del Rey est non seulement une zone deltaïque riche en biodiversité terrestre et
marine mais aussi une zone basse et marécageuse entre 100 m et 300 m, alimentée par les
fleuves Akwa-yafé, Cross river, Ndian, Moko, Sandje, Lokete et Meme, disposant
d’importantes ressources halieutiques. Cependant c’est une zone écologiquement fragile
(dégradation des écosystèmes de mangrove) vue la salinisation des eaux souterraines par les
intrusions d’eau salé, la pollution de l’eau et des sols par les hydrocarbures, l’exploitation
irrationnelle des ressources naturelles, et le non- respect de la réglementation environnementale
pour ne citer que ceux-là.
PARTIE II :
MATERIELS ET METHODES
APPLIQUES POUR LA
RECHERCHE PETROLIERE
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 14
Chapitre 3 : GENERALITES SUR UN GISEMENT DE PETROLE
Ce chapitre présentera le processus de formation du pétrole, la formation des gisements,
les différents pièges à pétrole; il nous donne aussi une idée sur les méthodes de production du
pétrole.
3.1 Définition
Le pétrole est un combustible fossile dont la formation date d’environ 20 à 350 millions
d’années. Aussi appelé « huile lourde» ou « pétrole brut », il provient de la décomposition
d’organismes marins (principalement de plancton) accumulés dans des bassins sédimentaires,
au fond des océans, des lacs et des deltas.
La transformation de la matière organique en pétrole s’échelonne sur des dizaines de
millions d’années, en passant par une substance intermédiaire appelée kérogène. Le pétrole
produit peut ensuite se trouver piégé dans des formations géologiques particulières,
appelées « roches réservoirs » constituant les gisements pétrolifères « conventionnels »
exploités de nos jours.
3.2 Matière organique au pétrole
3.2.1 Accumulation de la matière organique dans les sédiments
La matière organique est issue d’êtres vivants (plancton, végétaux, animaux, etc.).
Composée pour l'essentiel de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène, elle forme ce que
l’on appelle « la biomasse ». Cette biomasse est généralement détruite par des bactéries mais
une faible partie (moins de 1 %) se dépose au fond de milieux aquatiques.
Dans cet environnement pauvre en oxygène, la matière organique est en partie
préservée. Elle se mélange ensuite à des matières minérales (particules d’argiles ou sables fins),
créant ainsi des boues de sédimentation. Celles-ci s’accumulent par couches successives sur des
dizaines voire des centaines de mètres.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 15
3.2.2 Formation du kérogène
Au début de la sédimentation jusqu’à une profondeur d’environ 1 000 mètres sous le
plancher océanique, la matière organique contenue dans les boues de sédimentation subit une
transformation sous l’action de bactéries anaérobies (vivant en milieu privé d’oxygène).
Elles en extraient l’oxygène et l’azote, aboutissant à la formation de kérogène. Il s’agit
d’un composé solide disséminé sous la forme de filets au sein des sédiments, contenant surtout
du carbone et de l’hydrogène.
3.2.3 Maturation du kérogène en pétrole
Par leurs propres masses et à la suite de leur couverture par de nouveaux dépôts, les
couches sédimentaires s’enfoncent naturellement dans la croûte terrestre. Au cours de ce
phénomène et au-delà de 1 000 mètres de profondeur sous le plancher océanique, les résidus
minéraux des boues de sédimentation se solidifient en une roche relativement imperméable.
Appelée « roche-mère », cette formation piège le kérogène.
La roche-mère subit également un enfouissement. Le kérogène est donc soumis à des
pressions et des températures géothermiques de plus en plus élevées, augmentant d’environ 3°C
tous les 100 mètres. À une température supérieure à 60°C, ce qui correspond à un enfouissement
d'environ 1 500 à 2 000 mètres, le kérogène subit un craquage thermique, appelé également
« pyrolyse ». Cette transformation chimique élimine l’azote et l’oxygène résiduels pour laisser
de l’eau, du CO2 et des hydrocarbures, molécules exclusivement composées de carbone et
d’hydrogène. Le mélange d’hydrocarbures liquides est appelé pétrole brut.
Des hydrocarbures sous forme gazeuse (méthane) sont également générés lors de la
transformation du kérogène. La proportion de gaz au sein de la roche-mère s’avère d’autant
plus élevée que la durée et la température de transformation du kérogène sont importantes :
entre 60° et 120°C (entre 2 000 à 3 000 mètres de profondeur), le kérogène produit
principalement du pétrole et une faible quantité de gaz ;
à partir de 120°C (soit 3 000 mètres), la production de pétrole à partir du kérogène
devient insignifiante. Les hydrocarbures liquides présents dans la roche-mère sont à leur tour
transformés en molécules de gaz sous l’effet de la température et de la pression ;
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 16
au-delà de 150°C (soit un enfouissement supérieur à 4 000 mètres), il ne se forme plus
que du gaz.
Figure 6 : Types d'hydrocarbures générés à partir du kérogène en fonction de la
profondeur d’enfouissement.
3.2.4 Le cas des schistes bitumineux
Lorsque la roche-mère n’est pas suffisamment enfouie, le kérogène qu’elle contient ne
subit pas de pyrolyse. Appelé schiste bitumineux, il s’agit d’un combustible fossile arrêté au
stade d’« avant-pétrole » dans le processus de maturation du kérogène. Par un procédé
industriel, les schistes bitumineux peuvent être transformés en pétrole en subissant une pyrolyse
(à 500° C pour accélérer la maturation du kérogène).
Source : Connaissance des Énergies, Département de géologie de l’université Laval.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 17
3.3 Formation des gisements de pétrole
Le pétrole est une matière première facilement exploitable lorsqu’il se concentre dans
un réservoir par des phénomènes de migration.
3.3.1 Migration primaire
Le pétrole brut est initialement contenu dans la roche-mère, compacte et imperméable.
Par un mécanisme encore mal élucidé (certainement lié à une augmentation de pression dans la
roche-mère au cours de son enfouissement) l’eau, le pétrole et le gaz issus du kérogène peuvent
être expulsés de leur formation d’origine, migrant alors éventuellement vers une future roche-
réservoir.
3.3.2 Migration secondaire
De faible densité, le pétrole expulsé (mélangé à de l’eau et du gaz dissous) a tendance à
remonter jusqu’à la surface de la Terre. Il s’échappe très lentement à travers les couches
sédimentaires perméables qui jouxtent la roche-mère :
en général, la migration secondaire du pétrole n’est pas arrêtée par un obstacle. Le
pétrole finit par atteindre les premiers mètres du sol, où il est dégradé en bitumes sous l'action
de bactéries. Les combustibles fossiles produits sont alors des pétroles dits « lourds » ou
« extra-lourds » et des sables bitumineux. Ils peuvent être utilisés comme des indices de surface
pour détecter un bassin sédimentaire susceptible de contenir du pétrole, lors de prospections
réalisées par l’industrie pétrolière ;
parfois, la migration du pétrole brut vers la surface est empêchée par une formation
géologique imperméable, comme une couche de sel par exemple, appelée « roche-couverture »
(également qualifiée de « roche imperméable »). Une accumulation de pétrole associé à de
l’eau et du gaz se forme dans la couche perméable sous-jacente créant ainsi une roche-réservoir
en dessous de la roche-couverture. Dans ce réservoir poreux, le gaz s’accumule au-dessus du
pétrole brut, lequel se retrouve au-dessus de l’eau en raison des densités respectives de ces
produits (le gaz naturel est plus léger que le pétrole, lui-même plus léger que l’eau).
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 18
Figure 7: Migrations primaire et secondaire du pétrole conduisant à la formation d’un
gisement.
Seule une faible quantité de pétrole brut est concentrée dans les roches réservoirs. En
effet, 10 à 40% des hydrocarbures restent piégés dans la roche-mère, de manière disséminée.
Le pétrole de roche-mère est alors plus connu sous le nom d’« huile de schiste » ou de « pétrole
de schiste ». Moins facile à extraire que le pétrole sous forme de gisements, il requiert des
techniques d’exploitation particulières comme la fracturation hydraulique (des techniques
alternatives sont également à l'étude).
3.4 Différents « pièges à pétrole »
L’ensemble roche-réservoir/roche-couverture forme une structure dite de « piège à
pétrole ». Plusieurs types de pièges sont décrits, principalement en fonction de la déformation
des roches au cours de phénomènes géologiques.
3.4.1 Pièges structuraux
Le plus courant est le piège anticlinal, structure où les roches ont été plissées en forme
de voûte par les mouvements terrestres. Pour le géologue, la présence d’un anticlinal est un
indice en faveur de la présence de gisements. En effet, environ 80% des gisements de pétrole
sont de ce type.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 19
Lors de la création d’une faille, un bloc terrestre peut également glisser vers le haut ou
vers le bas au niveau de la cassure. Une couche imperméable peut alors venir obstruer une
couche perméable et arrêter le pétrole dans sa migration.
3.4.2 Pièges stratigraphiques
Les dômes de sel (appelés diapirs) sont des masses de sel formées en profondeur qui
remontent sous l’effet de la température et de la pression. En s’élevant, elles traversent des
couches perméables et subdivisent les réserves de pétrole. En surplombant les roches réservoirs,
les dômes de sel imperméables constituent des roches-couvertures.
Figure 8: Principaux types de pièges à pétrole.
Les mouvements terrestres sont susceptibles de modifier les gisements formés. Le
pétrole peut être enfoui plus profondément : il subit alors à nouveau un craquage thermique et
donne alors un gisement de gaz naturel. Les gisements de pétrole peuvent également fuir. Dans
cette situation, le pétrole migre vers la surface ou vers un autre piège.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 20
Chapitre 4 : METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION
PETROLIERE
Toute recherche pétrolière doit faire appel à la géophysique pour obtenir des
renseignements sur la constitution des structures profondes du sous-sol. Les différentes
méthodes de prospection géophysiques peuvent être classées en deux groupes : le groupe où
sont mesurés des phénomènes physiques naturels (gravité, magnétisme, courants telluriques) et
le groupe où les mesures concernent des phénomènes provoqués (ondes sismiques et courants
électriques). Dans la première, les géophysiciens mesurent des anomalies, positives ou
négatives, par rapport à la valeur théorique du paramètre étudié, dans la seconde les temps de
propagation des ondes élastiques provoquées ou la résistivité des terrains vis-à-vis des courants
émis. Les méthodes du premier groupe, qui intéressent des phénomènes naturels, sont rapides
et moins coûteuses, mais fournissent des indications d’ordre qualitatif plutôt que quantitatif.
Elles sont généralement utilisées comme méthodes de reconnaissance qui s’intéresse à des
régions de vaste étendue. Les méthodes du second groupe sont longues et coûteuses mais
apportent des renseignements d’ordre quantitatif dont l’interprétation est plus facile et qui sont
plus directement utilisables que les précédentes. Elles sont habituellement effectuées pour la
reconnaissance de détail ou de semi détail de secteurs ciblés.
Dans ce chapitre, on va décrire les trois méthodes géophysiques les plus utilisées en
prospection pétrolière.
4.1 Prospection magnétique
Parmi les méthodes géophysiques de grande reconnaissance, ou de grandes profondeurs
la magnétométrie est l'une des méthodes utilisées pour la reconnaissance des grands bassins
sédimentaires, reposant sur un socle basique ou ultra basique fortement dense ou fortement
magnétisé. La prospection magnétique est utilisée pour la reconnaissance des formations du
sous-sol, l’une des variations du champ magnétique terrestre sont provoquées par les
différences de « susceptibilité magnétique » des roches. La susceptibilité magnétique est un
coefficient dont les valeurs ne sont notables que pour les corps ferromagnétiques, tels la
magnétite et l’ilménite, mais deviennent faibles pour les roches cristallines et très faibles pour
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 21
les roches sédimentaires. Le tableau suivant montre quelques grandeurs des susceptibilités
magnétiques des roches.
Tableau 1 : Susceptibilité magnétique de quelques roches.
Types de roches Susceptibilité magnétique
Magnétite 0.1
Ilménite 0.03
Roche basaltique 10-2 a 10-3
Roche acide 10-4
Grès et argile 10-5
Calcaire et dolomie 10-6
En pratique, la susceptibilité magnétique des roches dépend essentiellement de leur
teneur en magnétite. Des chiffres du tableau précédent, nous retiendrons essentiellement que
les ordres de grandeur relatifs de cette susceptibilité varient de 100 pour les roches basiques
(basaltes, gabbros, etc.), à 10 pour les roches acides (granite, etc.) et à 1 pour les roches
sédimentaires.
4.1.1 Généralités de la méthode magnétique
Le champ magnétique terrestre est composé par des lignes de forces qui, sur de faibles
étendues, peuvent être considérées comme parallèles entre elles. La grandeur et la direction de
ce champ varient avec la position des points de mesure, c'est-à-dire avec la latitude (l) et la
longitude (L).
La magnétométrie présente un intérêt pour le pétrolier, la présence dans le sous-sol de
roches à susceptibilité magnétique élevée fait subir une distorsion aux lignes de forces du champ
magnétique et provoque des « anomalies» qui peuvent être présentées en courbes d’anomalies
magnétique sur des cartes (figure 11). Cette distorsion est fonction non seulement de la
susceptibilité propre des roches mais aussi de la profondeur plus ou moins grande à laquelle
celles-ci se situent, l'importance des anomalies variant suivant l'inverse du cube des distances
Source : Tiré du livre “le pétrole” de JAQUES FLANDRIN et Al
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 22
(1/d3). II s'ensuit que la présence, à très faible profondeur, de masses peu importantes de roches
à forte susceptibilité, peut masquer entièrement les anomalies résultant de l'hétérogénéité des
couches plus profondes.
On distingue, parmi les anomalies constatées, des anomalies régionales intéressantes
des zones extrêmement étendues, qui proviennent de différenciations du magma profond et
relèvent de la physique du globe et des anomalies résiduelles affectant des secteurs plus réduits.
Les anomalies régionales sont éliminées de façon à laisser ressortir les anomalies résiduelles
présentant un intérêt particulier pour le pétrolier.
4.1.1.1 Champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre ou champ géomagnétique est composé de trois termes:
Champ principal 𝐵𝑝(𝑠,t)
Champ d’anomalie crustal 𝐵𝑎(𝑠)
Champ transitoire 𝐵𝑡(𝑠,t)
Tel que: (𝑠,) = (𝑠,) + (𝑠) + (𝑠,)
Le champ transitoire 𝐵𝑡 : résulte de la superposition d'un champ externe 𝐵𝑒(𝑡) dont les
sources primaires proviennent de l'interaction entre les rayons solaires et l'environnement
terrestre et d'un champ interne induit Bi(s,t) dans le globe conducteur:
Bt(s,t) = Be(t) + Bi(s,t)
Champ primaire externe: il résulte d'un courant électrique circulant dans l'ionosphère.
La géométrie de ce champ est très complexe.
Le champ d’anomalie (source induit): des courants sont induits dans un corps
conducteur plongé dans un champ magnétique variable. Il y a donc apparition d'un champ
induit. Ce champ est présent dans tout l'espace, il décroît lorsqu'on s'éloigne du corps
conducteur.
Le champ d’anomalie 𝐵𝑎 (𝑠) : c’est le champ magnétique moyen engendré par les roches
aimantées des couches superficielles. Son intensité varie de quelques nT à quelques milliers de
nT.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 23
Le champ principal : évolue très lentement dans le temps en quelque dixième de nT au
plus, sur sa composante. Les périodes des événements vont de quelques mois à 100 ans. La
description de sa variation et de sa distribution renseigne sur le mouvement possible du noyau.
Les longueurs d’onde sont comprises entre quelques dixièmes de mètres à quelques
milliers de kilomètres. Sa géométrie est très variable, liée aux structures géologiques à
l’aimantation des roches de la croûte terrestre. À cause du gradient thermique, toute aimantation
cesse au-delà de la température de Curie
4.1.1.2 Application au domaine pétrolier
Dans le domaine pétrolier, la méthode magnétique constitue un outil de reconnaissance
utilisé aux côtés des autres méthodes, notamment la gravimétrie, la sismique (réflexion) et la
magnétotellurique. Elle permet de donner approximativement la profondeur, la topographie et
les caractéristiques géophysiques des roches constituant le socle. La méthode magnétique peut
être utilisée lors des levées de reconnaissances à différentes échelles: 1:1 000 000; 1: 500 000;
portant sur des grandes surfaces et permettant d'étudier l'aspect général du champ magnétique
et la délimitation des zones pouvant faire l'objet d'une prospection de détail. La prospection
magnétique utilisée pour la recherche des gisements de pétrole (avec le variomètre) a connu
peu de succès, car les hétérogénéités très superficielles du sous-sol, le relief de la surface, ou la
présence de canalisations (métalliques) entraînant des anomalies locales mais assez intenses qui
empêchent de discerner l'anomalie large d'origine profonde liée au socle (utilisée le plus souvent
lors des études de bassins).
4.1.2 Mode prospection magnétique par satellite (MAGSAT)
MAGSAT est un satellite scientifique de la NASA (1979-1980), il a fait les premières
mesures précises, réparties dans le monde du champ magnétique de vecteur près de la Terre. Le
satellite a volé à une altitude de 300-550 km, dans une inclinaison quasi-polaire. Cette méthode
de levée permet d’obtenir une étude quantitative du champ magnétique terrestre.
Le satellite MAGSAT d’une masse de 180 kg est construit par le laboratoire de
l’Université Johns Hopkins. Il comprend deux parties bien distinctes : la plate-forme et le
module dédié à l’instrumentation. Ce dernier comprend le magnétomètre vectoriel et scalaire,
deux viseurs d’étoiles et le système ATS (Application Technology Satellite) qui détermine
l’orientation relative des manomètres par rapport aux viseurs d’étoiles. Pour mesurer le vecteur
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 24
du champ magnétique avec la précision de 0,01% attendue, la position du capteur du manomètre
doit être connue avec une précision de 15 secondes d’arc. La plateforme utilisée est une
plateforme de recharge du satellite SAS-3. Le satellite est stabilisé par 3 axes. Quatre panneaux
solaires fournissent en moyenne de 120 à 130 Watts. Les données sont enregistrées sur deux
bandes magnétiques et transmises à la terre avec un débit de 312 kilobits/seconde.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 25
4.1.3 Traitement des données magnétiques
Comme on a dit plus haut, la prospection magnétique est basée sur l’interprétation des
anomalies du champ magnétique terrestre (ou champ d’anomalie Ba). Donc des traitements
s’imposent, comme l’élimination du champ d’anomalie principale (Bp) et du champ d’anomalie
transitoire (Bt), et aussi la réduction au pôle.
L’élimination du champ transitoire (Bt) est dite « réduction des observations » nécessite
de disposer d’une station fixe (appelée aussi station de réduction). Cette étape de traitement
ramène les différentes mesures des différentes stations à un même instant t1. Pour avoir le
champ principal (Bp) il faut la latitude et la longitude du point 0.
La réduction au pôle consiste à enlever l’effet de l’inclinaison magnétique ainsi mettre
l’anomalie à la verticale de la source. Dans le cas du Cameroun l’inclinaison magnétique et la
déclinaison magnétique sont négatives. Après la réduction au pôle, l’anomalie se trouve à
l’aplomb du corps responsable.
4.1.4 Interprétation des mesures magnétiques
4.1.4.1 Interprétation qualitative
L’interprétation qualitative permet la reconnaissance des tendances, des formes et des
motifs dans les données magnétiques. Les anomalies étroites qui s’étendent sur des grandes
distances sont des dykes. Des anomalies elliptiques avec des valeurs positives et négatives
avoisinantes sont des cheminées intrusives. Les plissements et la formation des failles
deviennent faciles à distinguer sur les cartes magnétiques en courbes de niveau, et se présentent
comme des plissements et des déplacements dans les contours magnétiques. On peut
reconnaître des types de roche en faisant des comparaisons entre l’effet magnétique dans les
zones couvertes et les zones où les roches affleurent. Une grande partie de l’interprétation
qualitative est réalisée par l’extrapolation des données d’une zone où le rapport entre les
données magnétiques et la géologie est bien établi à une zone d’intérêt où il n’y a que des
données magnétiques disponibles.
4.1.2.2 Interprétation quantitative
Dans le domaine de l’interprétation quantitative, nous essayons d’analyser une anomalie
en termes de chiffres. Quelle est la susceptibilité? Est-ce qu’elle peut nous donner une
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 26
indication quant au type de roche? Quelle est la profondeur? Est-ce que nous pouvons donner
une estimation chiffrée des dimensions? S’agit–il d’un corps en forme de cheminée ou est-il
captif dans la forme d’une lentille? Pourrait-il s’agir d’une intrusion de roche effusive et jusqu’à
quelle profondeur s’étend-t-il? S’agit-il d’un corps de minerai de fer? Il existe plusieurs
méthodes d’interprétations qualitatives des données magnétiques dont la méthode directe et la
méthode indirecte en font partie.
Méthode d’interprétation directe
Les méthodes directes sont utilisées lorsqu'on a une connaissance de la géologie de la
région d'étude et donc de la structure qui crée l'anomalie observée. Les paramètres physiques
tels que densité et la susceptibilité magnétique, et morphologique permettent de construire un
modèle et de calculer son effet. Cet effet est ensuite comparé avec l'anomalie observée. Le
modèle de départ est basé sur des structures de forme simple telles que les sphères, les cylindres
et les prismes. Les méthodes de simulation par ordinateur font partie de cette méthode.
Méthode d’interprétation indirecte
Les méthodes indirectes comportent un ensemble de techniques utiles pour la production
des cartes de gradients du champ de pesanteur ou du champ magnétique, de prolongation du
champ et autres cartes transformées, chacune fournissant une information sur les paramètres de
la géométrie de la source. Parmi ces méthodes on peut citer le prolongement vers le haut, la
dérivée verticale et le dé convolution d’Euler.
4.2 Prospection gravimétrique
La gravimétrie a pour objet la mesure de l'intensité de la pesanteur en un point donné,
et elle exploite les résultats de cette mesure, effectuée en un grand nombre de stations. Une
masse importante et profonde de roches basiques très denses, une remontée du substratum
cristallin d'un bassin sédimentaire ou un anticlinal peu profond de calcaires compacts
provoqueront, à des échelles différentes, des augmentations locales de la pesanteur. Au
contraire, l'existence d'une grande épaisseur de grès et de marnes ou celle d'un dôme de sel se
traduira par des diminutions locales de la pesanteur. Enfin, une faille à fort rejet séparant deux
compartiments constitués par des terrains de densités différentes sera matérialisée par une
anomalie alignée suivant cette faille.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 27
4.2.1 Principe de la gravimétrie
Une variation de la densité du sous-sol induit une variation de la force d’attraction
gravitationnelle, selon la figure suivante :
Figure 9: Schéma du principe de la gravimétrie, montrant un contraste de densités ρ1 et ρ2.
La méthode gravimétrique n'est pas spécifique ; seuls les contrastes de densité entre
roches donnent lieu à des anomalies. Le sel, dont la densité est relativement faible, donnera des
contrastes négatifs avec les roches sédimentaires usuelles ; une roche métamorphique, au
contraire, se manifestera au contact des mêmes roches par un contraste positif ; d'où, en un
contexte géologique donné, des probabilités de présence, soit d'une structure salifère, soit d'un
bombement, d'une cuvette ou d'une faille du socle cristallin.
On utilise surtout la gravimétrie dans les phases préliminaires de la prospection des
hydrocarbures, dans le but d'avoir à peu de près une idée des mouvements du socle cristallin ou
de ceux d'une couche moins profonde, présentant un contraste suffisant avec les roches
environnantes.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 28
Tableau 2 : Densité de roches.
Source: « Handbook of Physical Constants »
4.2.2 Mode de levés gravimétriques par satellite
Les anomalies de petite et moyenne étendue sont détectables facilement à l'aide de
gravimètres, mais les anomalies globales, à l'échelle d'un pays, d'un Continent ou d'un Océan,
sont beaucoup plus difficiles à appréhender de cette manière, non seulement parce que les
mesures classiques, dites de terrain, prennent beaucoup de temps à cette échelle et peuvent être
difficiles du point de vue accessibilité, mais aussi à cause de la difficulté que l'on rencontre à
séparer ces variations étendues de fluctuations à plus courte échelle et des dérives
instrumentales ; de ce fait, celles-ci rendent presque impossible l'utilisation des
gravimètres à ce type de détermination, en particulier en mer. Heureusement, les satellites
artificiels ont apporté une solution à la mesure globale et régionale des variations du champ de
gravité, définie comme étant le champ d’attraction dû à la partie gravitationnelle.
4.2.3 Principe de la mesure par satellite
L'étude du champ de gravité terrestre (qui dérive du potentiel de gravitation, appelé géo
potentiel) à partir des satellites artificiels est un domaine pluridisciplinaire, incluant des
méthodes de mécanique céleste, de géodésie spatiale et de géophysique. Le problème de
mécanique céleste consiste à décrire le mouvement du satellite perturbé non seulement par les
variations du géo potentiel, mais aussi par de nombreuses autres causes : attraction de la Lune
et du Soleil ; attraction résultant des marées océaniques ainsi que des déformations de marées
solides de la Terre (considérée comme corps élastique déformé dans son ensemble par la Lune
et le Soleil). D'autres forces, d'origine non gravitationnelle, doivent être prises en compte : la
Types de roches Intervalle de densité
[g/cm3] Densité moyenne [g/cm3]
Basalte 2.7-3.3 2.99
Granite 2.5-2.81 2.64
Schistes [o2.39-2.9 2.64
Marnes 2.3-2.5 2.4
Grès 2.2-2.5 2.35
Calcaires 2.5-2.7 2.55
Alluvions 1.9-2 1.95
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 29
force de frottement que le satellite subit presque continuellement et due à la haute atmosphère
qui, bien que très tenue, n'en exerce pas moins un effet non négligeable même à des altitudes
supérieures à 2000 km ; la force due aux radiations émises par le Soleil qui exercent une
pression sur la surface exposée du satellite, pour ne citer que les principales. Le problème de
géodésie spatiale est la comparaison du mouvement décrit par les équations de la mécanique
céleste avec la position observée du satellite, afin d'en déduire les divers paramètres de
gravitation ou autres, qui entrent dans les équations précitées et qui permettent de décrire les
forces en présence.
Figure 10 : Satellite Landsat 8 lancé le 11 février 2013.
4.2.4 Traitement des données gravimétriques
4.2.4.1 Anomalie de Bouguer
L’anomalie de Bouguer notée ΔgB, est l’anomalie du champ gravitationnel mesurée
plus ou moins la somme de toutes les corrections. Les anomalies de Bouguer sont
représentatives des anomalies de densité dans le sous-sol.
ΔgB= Δgmesuré ± Σcorrections
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 30
Avec : Δgmesuré = gmesuré- gthéorique
L’anomalie de Bouguer peut provenir de plusieurs niveaux :
à grande profondeur, telle des variations du socle métamorphique ou cristallin ;
à profondeur moyenne, telle une lentille de sel dans une colonne sédimentaire ;
à faible profondeur, telle les variations de l’épaisseur du mort-terrain.
Figure 11 : Variation de l’anomalie suivant la profondeur, a) source situant à une faible
profondeur, b) source à plus grande profondeur.
4.2.5 Interprétation des données gravimétriques
L'interprétation gravimétrique repose sur le choix de modèles représentatifs en première
approximation des structures géologiques généralement rencontrées. On étudie ainsi un certain
nombre de problèmes géologiques qui peuvent être résolus par la gravimétrie et les
approximations effectuées. À cause de l'impossibilité de mesurer les propriétés physiques des
roches sous la surface, l'interprétation des données gravimétriques est plutôt théorique. Dans le
cas général, le but des mesures est de connaitre la forme d'une discontinuité supposée de la
densité moyenne à partir des mesures de "g" en surface, en se donnant le contraste de densité.
Très souvent plusieurs interprétations sont faites à partir d'une même série de données, en
faisant varier le contraste de densité. Puisque toutes ces solutions sont correctes tant que l'on
considère uniquement les données géophysiques, on pourra ultérieurement choisir celle qui
s'accorde le mieux avec les données géologiques.
La carte d'anomalie de Bouguer et d’anomalie magnétique sont les résultats de la
superposition des effets de structures géologiques situées à des profondeurs grandes, moyennes
et superficielles. Cette carte renferme également des informations sur les discontinuités
présentes dans le sous-sol. Lors de l'analyse, pour associer les anomalies observées à des
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 31
structures particulières, plusieurs considérations seront prises en compte. Les anomalies
positives sont associées soit à des intrusions de roches lourdes dans la croûte, soit à un
relèvement du socle, soit à des roches sédimentaires denses. Les anomalies négatives sont
associées soit à des dépôts des roches légères dans la croûte, soit à un épaississement de la
croûte, soit à un effondrement du socle pour la gravimétrie. Les anomalies représentées par des
iso-anomales fermées, chaque courbe iso-valeur dessinant une figure proche d’un cercle, sont
caractéristiques des anomalies tridimensionnelles, sphérique. Ce modèle convient à l'étude des
dômes, cuvettes et amas. Les anomalies représentées par des iso-anomales dessinant
grossièrement des ellipses sont caractéristiques des structures cylindriques ; ce modèle convient
à l'étude des structures synclinale et anticlinale, filons et galeries.
4.3 Prospection sismique
La prospection sismique est la méthode géophysique la plus utilisée pour déterminer les
structures du sous-sol. Elle est basée sur l’observation en surface d'ondes élastiques ayant
pénétré dans le sol.
4.3.1 Généralités sur la prospection sismique
Les méthodes sismiques consistent à provoquer, en un point déterminé du sol, un
ébranlement et à mesurer les temps de propagation des ondes élastiques ainsi créées pour
traverser des épaisseurs plus ou moins grandes de terrains et revenir, à la suite de réflexion ou
de réfraction, à la surface du sol. Les temps de propagation des ondes ·étant fonction de
l'élasticité et de la densité des roches il est important de connaître ces deux facteurs.
Pratiquement on les traduit directement et conjointement en vitesses, celles-ci variant avec les
différents types de roches ainsi que l'indique le tableau ci-après :
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 32
Tableau 3 : Vitesse de pénétration d'onde sismique dans le sous-sol.
Types de roches et minéral Vitesse en m/s
Terrains altérés de surface 400 à 800
Sables humides 600 à 1800
Argiles 900 à 2800
Marnes 1800 à 3800
Gypses 3100 à 3600
Grès 1800 à 4000
Calcaire tendres 3200 à 3600
Calcaire compactes 4000 à 5000
Dolomie cristallines 6000 à 6600
Roches métamorphiques et éruptives 3000 à 7000
Les chiffres qui viennent d'être indiqués montrent que si les vitesses varient suivant la
nature des roches, elles peuvent également différer dans de très larges limites pour une roche
déterminée. Ces différences intéressant une même roche sont dues essentiellement aux
compressions auxquelles celle-ci a été soumise et, pratiquement, à la profondeur à laquelle elle
se situe. En générale, on admet que pour un même ensemble de roches les vitesses augmentent
avec la profondeur et cette règle permet, dans une première approximation, lorsque les vitesses
vraies ne sont pas encore connues, d'interpréter les résultats bruts fournis par la sismique
réflexion.
Dans la plupart des cas, l'ébranlement destiné à provoquer des ondes à travers les assises
du sous-sol est produit par l'explosion d'une charge de dynamite placée au fond d'un forage de
petit diamètre ayant quelques mètres ou dizaines de mètres de profondeur. Dans certaines
conditions l'explosion peut être provoquée au-dessus du sol (tir « en l'air») ou en mer.
L'ébranlement peut également être déterminé par la chute brutale d'un poids de plusieurs tonnes
sur la surface du sol (méthode dite du weightdropping). Les ondes de retour, réfléchies ou
réfractées, sont reçues par des appareils, appelés géophones (ou hydrophones pour l’exploration
en mer), placés sur le sol en nombre variable et à des distances plus ou moins grandes des lieux
d'explosion suivant la méthode sismique employée et la profondeur des assises que l'on cherche
à reconnaître.
Source : Livre “le
Pétrole” de
JAQUES
FLANDRIN et Al.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 33
Figure 12 : Acquisition sismique marine.
Quelle que soit l'origine de l'ébranlement, celui-ci donne lieu à des impulsions qui se
propagent sous forme d'ondes sphériques dont l'amortissement est progressif au fur et à mesure
que l'on s'éloigne du point d’ébranlement. Ces ondes sont de différents types (compression,
cisaillement, de Rayleigh et de Love) mais en sismique appliquée on ne tient compte que des
ondes compression pour lesquelles les particules vibrent parallèlement à la direction de
propagation et qui sont les plus rapides. Ce sont à ces ondes de compression qui se rapportent
aux vitesses indiquées dans le tableau 4 de la page précédente.
Les vibrations produites lors de l'explosion de la charge de dynamite sont au voisinage
du point d'explosion, des fréquences variant de quelques unités à plusieurs milliers. Mais un tri
s'opère rapidement au fur et à mesure que les ondes pénètrent dans le sous-sol, les hautes
fréquences s'amortissant très vite par suite des frottements et les basses fréquences s'éliminant
par interférences lorsque les strates des couches sédimentaires ont des épaisseurs du même
ordre de grandeur que leurs longueurs d'onde. Le sous-sol fonctionne ainsi comme un vaste
filtre naturel qui ne laisse finalement passer que les ondes dont les fréquences sont comprises
entre 30Hz et 100Hz et les longueurs d'onde entre 50 et 160 m. Les ondes de choc provoquées
par les explosions. D’où la chute d'un poids qui arrive aux laboratoires de traitements est de
trois sortes:
Les ondes directes, ou superficielles qui suivent la surface du sol ;
Les ondes réfléchies qui, après avoir rencontré la surface de deux bancs de natures
différentes, sont en partie renvoyées à la surface du sol ;
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 34
Les ondes réfractées qui, après avoir atteint un horizon de vitesse V2 supérieure à la
vitesse V1 des terrains superposés, subissent une réfraction « totale » et parcourent un
certain trajet le long de cet horizon avant de revenir à la surface.
Les ondes directes n'offrent pas d'intérêt pour la prospection du sous-sol et doivent être
éliminées, notamment en sismique réflexion où les géophones ne sont pas très éloignés des
points d’explosion et où, malgré leur faible vitesse, les ondes directes parviennent au géophone
avant les ondes réfléchies. Pour obtenir cette élimination on met à profit le fait que les ondes
directes ont des fréquences basses de l'ordre de 5Hz à 20Hz. Les géophones étant reliés à des
amplificateurs permettant d'enregistrer les très faibles variations produites par les ondes
réfléchies ou réfractées, on construit ces amplificateurs de façon qu'ils ne fonctionnent que pour
des fréquences comprises entre 10Hz et 100Hz qui sont celles des ondes ayant parcouru un
certain trajet dans le sous-sol.
La sismique appliquée n'étudie donc que les ondes réfractées et les ondes réfléchies, les
unes et les autres étant à l'origine d'une méthode particulière: sismique réfraction pour la
première et sismique réflexion pour la seconde.
4.3.2 Sismique réflexion
La sismique réflexion commença à être appliquée en 1926 dans l'Oklahoma: depuis cette
date son importance dans la prospection pétrolière n'a pas cessé de croître en même temps que
se perfectionnait son appareillage et ses techniques d'emploi. Actuellement, c'est la méthode de
choix pour déterminer la profondeur et l'allure structurale du sous-sol.
4.3.2.1 Principe de la sismique réflexion
Les ondes incidentes sont renvoyées vers la surface du sol par un simple phénomène
d'écho chaque fois qu'elles rencontrent une surface de discontinuité entre deux couches de
nature différente, sans qu'interviennent les vitesses relatives de ces couches.
Les renseignements apportés sont uniformes, l'interprétation géophysique des résultats
obtenus consiste à corréler entre eux les « miroirs» correspondant à une même surface de
discontinuité et à en déduire la profondeur et les déformations de ces surfaces.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 35
Figure 13 : Réflexion totale.
Dans une première approximation on considère l'ensemble des couches du sous-sol
comme constituant un milieu homogène et isotrope où les rayons sismiques sont rectilignes et
où la profondeur h des miroirs est donnée par l'égalité h=TV/2 où T représente le temps aller-
retour du rayon entre le point d'explosion et le sol et V la vitesse à laquelle les rayons ont
cheminé. Nous verrons que cette hypothèse initiale est malheureusement erronée et que des
corrections tenant compte des variations de vitesse en fonction de la profondeur et de la nature
des terrains doivent être apportées à cette égalité pour obtenir les profondeurs réelles des
miroirs.
Les dispositifs de réception comportent plusieurs stations de réception (entre 24 et 96
ou plus) constituées elles-mêmes de plusieurs récepteurs ou géophones (12 à 48). Une flûte
relie les stations de réception et le camion de laboratoire.
Le dispositif de réception est étendu généralement de part et d’autre du point d’émission
en sismique terrestre (figure 19) : c’est ce qu’on appelle « tir à cheval ». Pour la sismique marine
ce dispositif se place d’un seul côté seulement appelé communément le « tir en bout ».
Figure 14 : Schéma de principe de la sismique réflexion. M1, 2, 3, 4 : Miroir ; g :
géophone; E: point de tir.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 36
Figure 15: Mode de présentation en sismique réflexion : a) la partie positive du signal est
coloré en noire et la partie négative est laissée en blanc ;b) l’ensemble des parties positives
en noir très distinctes représente les réflecteurs.
4.3.2.2 Traitement des données
4.3.2.2.1 Première phase de traitement
Sommation
Cette étape de traitement consiste à condenser en une seule donnée les rayons de
réflexion sismiques passant par un point miroir commun M. Lorsque la sommation est réalisée
avec une bonne vitesse de correction, elle permet une démultiplication partielle des données.
Cette étape de premier traitement permet d’obtenir une section en couverture multiple.
Avant la sommation des corrections s’impose. La première correction dite correction
statique consiste à ramener tous les points d’émission et de réception à un niveau de référence
(Datum Plane). La deuxième correction dite correction dynamique consiste à aligner les
réflexions avant de les sommer. Cette correction nécessite une connaissance des vitesses de
correction. Inversement, l'optimisation des corrections permet de déterminer les vitesses de
correction qui offrent un moyen d'accéder aux vitesses de propagation nécessaires à la
restitution des sections en profondeur. Le choix de vitesse de correction peut provoquer le
renforcement des réflexions multiples, voire la destruction des réflecteurs primaires, ce qui rend
ce choix très délicat.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 37
Filtrage
La section couverture multiple fournit des données condensées et épurées qui permettent
en général de distinguer et d'identifier le signal, ce qui n'est pas toujours le cas sur les documents
bruts, d'où l'application des filtrages.
Ces filtrages comporteront trois stades dont :
La correction de l'amplitude de la réflexion
L’identification et la suppression des bruits résiduels
La suppression des effets parasites du signal et de ses multiples
4.3.2.2.2 Deuxième phase de traitement
Pour convertir la section couverture multiple obtenue à la fin de la première phase en
une section sismique qui donne une réalité géologique, on fera intervenir pour l'essentiel les
vitesses de propagation des ondes sismiques. L'opération s'appelle la migration. On la complète
parfois par un habillage des sections par des paramètres physiques tirés du traitement antérieur
et destinés à éclairer l'interprétation, notamment en ce qui concerne les faciès.
On commence par évaluer les champs de vitesses pour les combiner avec les données
temporelles de la section somme.
Vitesse de propagation
Les vitesses de propagation sont mesurées dans les puits à l'aide d'outils de diagraphie
qui enregistrent en temps continu le temps simple de trajet Dt(z) d'une onde sismique entre deux
récepteurs distants de Dz. On obtient ainsi la vitesse instantanée en fonction de la profondeur:
V(z) = Dz /Dt(z)
Principe de l’estimation des vitesses de propagation
Ce principe consiste à estimer la vitesse de correction à partir des enregistrements, puis
à estimer les vitesses de propagation à partir de celles-ci.
Sur les regroupements PMC (Point Miroir Commun), la vitesse de correction (Vc) est
le paramètre qui permet par le biais de la correction dynamique Dt de redresser l'hyperbole de
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 38
réflexion et finalement de le rendre horizontale. Inversement, le critère d'alignement des
réflexions permet de déterminer la vitesse de Correction : c’est le principe de l’analyse de
vitesse.
Tableau 4: Relation entre vitesse de propagation et vitesse de correction selon le type de
sous-sol.
Source : Cours de géophysique sismique, pétrole 4 ESPA.
Analyse de vitesse
Les différents trajets sismiques du regroupement PMC (Point Miroir Commun) au point
M obéissent à l’équation : 𝑡2−𝑥2𝑣𝑐2=𝑡02
Cette équation représente, dans le plan (x,t) une famille d’hyperboles dont l’ordonnée
commune à l’origine est t0 c’est « le temps au centre » et dont le paramètre Vc détermine la
pente des asymptotes. À chaque vitesse de correction Vc correspond donc une hyperbole : parmi
celles-ci l’une d’elle coïncidera au mieux avec la réflexion. Elle aura pour paramètre optimal
Vc = V0 (V0 vitesse du modèle réel). Il est beaucoup plus simple d’additionner les amplitudes
le long des différentes hyperboles et de reporter la valeur de la somme AS en fonction du
paramètre Vc .Le maximum de la courbe (AS, Vc) donnera le paramètre V0 cherché.
Habillage physique des sections
Au cours des traitements qui précèdent, plusieurs paramètres ont été mis en évidence et
qui peuvent caractériser les faciès ou leurs variations : les amplitudes par exemple, qui reflètent
les coefficients de réflexion et les variations de vitesses d'intervalle. Parfois on peut utiliser une
présentation spéciale ou faire des traitements spéciaux pour obtenir d'autres paramètres:
fréquence ou phase instantanée dans le premier cas, impédance ou pseudo-impédance dans le
second avec les méthodes de pseudo-log ou d'inversion. On peut enfin, réaliser sur le terrain
des exploitations spéciales pour mettre en évidence des paramètres plus « pointus» : c'est le cas
Type de sous-sol Relation utilisé
Homogène et horizontale Vc = V
Homogène et en pente (pendage α) Vc = V/cos α
Stratifié horizontal Vc = V
Stratifié en pente Vc = Vcos α
Pendages quelconques Vc = Va
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 39
des ondes S, par exemple, qui fournissent des vitesses de cisaillement ou des mesures de
polarité. Les paramètres ainsi dégagés peuvent être reportés sur la section sismique: ils s'y
superposent généralement sous forme de couleurs codées en fonction de l’amplitude des
paramètres à représenter. On aura ainsi réalisé un habillage physique de la section qui fournira,
à l‘interprétateur, des éléments d'identification et de synthèse.
Figure 16: Organigramme montrant les étapes de traitements de données en sismique
réflexion.
Création de
l’ébranlement
Acquisition des
données
Traitement des
données
Explosif ou
Canon à air
Géophone ou
Hydrophone Et
Laboratoire
d’enregistrement
Sommation
Correction statique
Correction dynamique
Filtrage
Correction d’amplitude
Suppression des bruits
Suppression des parasites
Migration
Estimation de vitesse
Analyse de vitesse
Habillage physique Traitements spéciaux
Interprétation des données
Première phase
de traitement
Deuxième
phase de
traitement
PARTIE III :
MODELISATION 2D ET 3D,
INTERPRETATIONS DES
RESULTATS
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 39
Cette dernière partie sera consacrée au cadre pratique du travail. C’est dans cette
partie que se fera la modélisation 2D et 3D proprement dite avec ses interprétations du
point de vue pétrolier
Chapitre 5 : PROCESSUS DE LA MODELISATION 2D, 3D ET
LOGICIELS DE TRAITEMENT
Dans ce chapitre, nous présenterons brièvement les logiciels utilisés pour la réalisation
de notre travail ainsi que les étapes à suivre pour une modélisation.
5.1 Présentation des logiciels de traitement de données
Le traitement des données se fait par des logiciels bien spécifiques. Les données
géophysiques sont traitées avec le logiciel Geosoft (Oasis Montaj 6.4.2) tandis que les cartes
sont réalisées avec le logiciel ArcGis10.
5.1.1 Oasis Montaj 6.4.2
C’est un logiciel de traitement de données et de cartographie très performant et
répondant aux besoins spécifiques d’investigation et d’exploration dans le domaine des
Sciences de la Terre. Il permet une analyse rapide afin de contribuer à la résolution des
problèmes pour faciliter la prise de décision. Oasis Montaj est utilisé pour :
Le traitement, l’analyse et le contrôle qualité des données provenant de prospections
gravimétriques et magnétiques aéroportées, marines ou terrestres ;
La génération et l’évaluation de cibles en exploration minière ;
L’exploration de gisements potentiels pétroliers et gaziers ;
La détection de projectiles non explosés ;
La caractérisation géologique et hydrologique des sous-surfaces ;
La caractérisation des sites environnementaux ;
L’investigation sur sites archéologiques ;
L’océanographie.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 40
Figure 17 : Présentation du logiciel Oasis Montaj 6.4.2
5.1.2 ArcGis 10
C’est un logiciel SIG permettant de visualiser, d’interroger, d’analyser et de mettre en
page les données. L’ArcGis est un système regroupant des logiciels clients tels qu’ArcView,
ArcEditor, ArcInfo et ArcExplorer et des logiciels serveurs ArcSDE et ArcIms. Il fournit des
outils interactifs pour explorer, sélectionner, afficher, éditer, analyser, symboliser et classifier
les données ou pour créer automatiquement, mettre à jour ou gérer les métadonnées grâce aux
composants ArcCatalog, ArcMap et ArcToolBox.
5.2 Choix des profils
Les profils suivent deux directions biens distinctes, à savoir : longitudinalement du
Nord au Sud et transversalement de l’Ouest vers l’Est, et ils sont placés pour bien couvrir
notre zone d’étude. Avant d’effectuer la modélisation en 3D, on a procédé à la modélisation
2D de la zone d’étude en effectuant un maillage suivant ces orientations afin d’obtenir le
maximum de données sous un format bien spécifique des éléments structuraux du bassin
sédimentaire de Rio del Rey.
5.3 Traitement des données et technique des modélisations
Ce travail est en majorité réalisé sur le logiciel Oasis Montaj, par le traitement des
données et la réalisation des cartes et profils, tandis que le logiciel ArcGis 10 permet la
modification des données téléchargées en format utilisable sur Oasis Montaj, et l’affichage des
cartes après traitement des données.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 41
5.3.1 Technique de modélisation 2D
L’objectif de la modélisation est de mettre en évidence les structures et les formations
géologiques probables de la région. Elle serait possible seulement si on impose des contraintes
dans le but de bien ajuster nos courbes théoriques sur les points expérimentaux. La modélisation
des profils gravimétriques et magnétiques se fait simultanément. Le calcul des anomalies tient
exclusivement compte des masses comprises entre 0 et 15 km de profondeur, des structures et
des formations géologiques de la région.
5.3.2 Technique de modélisation 3D
Un modèle 2D est doté de points ayant des coordonnées XYZ sur une ligne donnée.
Cependant, un modèle 3D est doté aussi de points avec des coordonnées XYZ mais sur une
surface donnée. Le logiciel Oasis Montaj a la fonction d’interpolation des points de coordonnées
XYZ en une surface. Pour modéliser en 3D, il est donc nécessaire d’avoir des données de
plusieurs points d’une même surface de coordonnées XYZ. C’est la raison pour laquelle il est
impératif d’effectuer plusieurs modélisations 2D longitudinaux et transversaux, c’est-à-dire en
maillage et de les regrouper par surface ou marqueur dans une seule et même base de données
pour la réalisation du modèle tridimensionnel.
L’organigramme ci-après résume les étapes de traitement des données, de la
modélisation 2D jusqu’à la modélisation 3D :
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 42
Figure 18: Organigramme présentant le traitement des données, la modélisation 2D et 3D.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 43
Chapitre 6 : PRESENTATION DES DONNEES
Nous présentons dans cette partie l'analyse des cartes des anomalies gravimétriques et
des anomalies magnétiques ainsi que leur interprétation correspondante
6.1 Données disponibles
Les données dont nous disposons et que nous présenterons par la suite, proviennent du
site web http://lithotheque.lyceesaviodouala.org/cameroun.
6.1.1 Investigations sismiques
La figure 19 présente 9 marqueurs subparallèles qui sont fragmentés par de multiples
failles. On note aussi l’installation de puis de forage.
Figure 19 : Profil sismique S-N du bassin du Rio del Rey.
Les figures 20 et 21 présentent des marqueurs subparallèles et des anomalies structurales
comme des failles.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 44
Figure 20 : Coupe sismique montrant un réservoir de gaz.
Figure 21: Calibration des différents profils et recherche d’indices.
6.1.2 Mesures physiques au cours d’un forage
La diagraphie suivante nous révèle une superposition des éléments de gaz, d’huile et de
l’eau dans une roche réservoir. Dans cette diagraphie, nous constatons que les argiles sont des
roches-couvertures, tandis que les hydrocarbures se retrouvent dans les sables, qui sont des
roches réservoirs.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 45
Figure 22: Diagraphie présentant la superposition gaz-huile-eau salée.
6.2Nature et origine des données magnétiques utilisées
Les données des anomalies magnétiques du globe terrestre sont fournies par EMAG2
(Earth Magnetic Anomaly Grid 2), gratuitement, sur le site web suivant : http://geomag.org.
EMAG2 fournit des données compilées des anomalies magnétiques obtenues par satellite,
bateau et avion. Les données d’EMAG2 sont déjà réduites au pôle donc on peut déjà les
interpoler.
L'interprétation qualitative qui est la phase initiale de l'interprétation nécessite un fond
documentaire indispensable, comprenant les diverses études réalisées auparavant; géologiques,
géophysiques, hydrogéologiques, etc.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 46
6.2.1 Interprétation qualitative des données gravimétriques
La carte d’anomalie de Bouguer est dominée par des anomalies positives et négatives. La
valeur des anomalies de Bouguer varie en général de -150 à plus de 90mGal (Figure 24). La
forte valeur de l’anomalie montre la présence de corps à forte densité tandis que la faible valeur
de l’anomalie montre la présence de corps à faible densité comme le pétrole.
Deux lobes d’anomalie négative se trouvent dans la partie Nord Est de la zone d’étude,
ce qui signifie la présence d’un corps léger en dessous mais il reste à savoir si c’est de
l’hydrocarbure ou autres corps moins dense. Par conséquent, on s’intéresse aux anomalies
négatives
Le premier lobe négatif se trouve au niveau de Kumba, au Nord de la carte, qui s’allonge
de direction Nord-Est Sud-Ouest et qui s’étale sur une longueur de 85km environ. Le deuxième
lobe se situe dans le bassin de Rio Del Rey, il est centré aux coordonnées X=419 350m et
Y=461 200m, il est de forme circulaire de rayon 4km.
Deux secteurs d’anomalies positives dominent sur la carte, le premier se situe dans la
partie Nord du Nigeria et le second, se situe sur l’île de Bioko faisant partie de la ligne
volcanique du Cameroun et c’est dû à la présence des roches volcaniques dont, le basalte, le
granite ou encore les péridotites.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 47
Figure 23 : Carte d’anomalie de Bouguer de la zone d’étude
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 48
6.2.2 Interprétation qualitative des données magnétiques
Les anomalies magnétiques sont dues à l’hétérogénéité de la partie supérieure de la
croute terrestre; c’est à dire qu’elles proviennent des contrastes magnétiques et structuraux du
socle et des éléments volcaniques éventuels. En effet, les contrastes magnétiques des roches
sédimentaires doivent être jugés négligeables si on les compare à ceux des roches intrusives,
effusives et métamorphiques, et elles vont dépendre surtout du taux des magnétites dans les
roches.
La carte de l’anomalie magnétique obtenue nous donne plusieurs anomalies, mais elle
varie de -20 à 40nT. Les anomalies très remarquables sont :
- des anomalies négatives, l’une est centrée au niveau de Kumba et s’étale sur un rayon
circulaire de l’ordre de 10km, l’autre plus au Sud se situe dans le bassin de Douala.
- Une forte anomalie magnétique est bien marquée dans la partie offshore du bassin
sédimentaire du Rio del Rey, elle s’étale sur une longueur de 80km. Une autre anomalie
fortement positive se trouve dans la partie Nord de Cameroun et le fort gradient
magnétique se traduit par le contact entre des formations géologiques différentes ou bien
des accidents structuraux comme des failles. Il est favorable à un piège pétrolier.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 49
Figure 24: Carte d’anomalie magnétique de la zone d’étude
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 50
Chapitre 7 : MODELISATION 2D DE LA ZONE D’ETUDE
L'interprétation quantitative des données consiste à obtenir un modèle de structure du sous-
sol comportant différentes couches de terrain en précisant leurs paramètres physiques dont
vitesse de propagation d’onde, densité ou susceptibilité magnétique dans notre cas, et leurs
épaisseurs correspondantes. On détermine également la géométrie de l’interface entre les
différents terrains ainsi que des accidents éventuels. Pour ce faire, on procédera à une
interprétation directe des anomalies par une modélisation 2D.
7.1 Choix des profils
Normalement l'interprétation est effectuée à partir des profils exécutés
perpendiculairement à l'allongement principal d’une structure à étudier. Les profils choisis
doivent déborder largement de la zone où la structure supposée comme étant la source de
l’anomalie pour tenir compte de l'effet des roches proches ou éloignées.
L’objectif de cette modélisation est de voir la possibilité de rencontrer des pièges
pétroliers et de fournir un modèle de structure du sous-sol du bassin de Rio del Rey. Par
conséquent les profils choisis seront celles qui coupent les anomalies marquées dans les deux
cartes, anomalie de Bouguer et anomalie magnétique
L'interprétation d'un profil ne conduit pas à une solution unique et l'interprétation 2D est
rarement univoque. La confrontation des modèles gravimétriques et magnétiques avec la
géologie et des coupes sismique est donc indispensable pour déterminer un modèle réaliste.
Pour la gravimétrie, on adoptera les résultats du tableau 1 et on modélisera l’anomalie de
Bouguer en incluant dans le modèle la mer comme une couche de densité 1. Pour le magnétisme
on va reprendre le modèle issue de la méthode gravimétrique en gardant autant que possible la
géométrie, la dimension et la profondeur des formations mais on change la susceptibilité
magnétique jusqu’ à ce que la courbe d’anomalie observée soit la plus proche possible de la
courbe d’anomalie calculée.
7.2 Technique de modélisation
La modélisation du sous-sol est effectuée par le logiciel Oasis Montaj, grâce au
programme de modélisation 2D incorporé « GM-SYS ». La modélisation des profils
gravimétriques et magnétiques se fait simultanément. Le calcul des anomalies tient compte des
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 51
contrastes de densité et de susceptibilité magnétique des corps. Ils sont basés sur les structures
et les formations géologiques rencontrées.
Dans la pratique, l'interprétation s'effectue en quatre étapes :
Construction d'un modèle raisonnable du point de vue géologique,
Tracée de la courbe théorique des anomalies provoquée par ce modèle,
Comparaison entre la courbe expérimentale et la courbe calculée,
Modification du modèle pour améliorer la correspondance entre les anomalies
observées et calculées, et retour à l'étape 2.
Le processus est itératif et la bonne correspondance entre les anomalies observées et
calculées est progressivement améliorée.
7.3 Interprétation du profil sismique
Nous avons pris les résultats du profil sismique disponible dans le bassin de Rio Del
Rey (Cf. Figure 4). Il est de longueur 120km de direction Sud – Nord.
La première séquence est marquée par la couleur rouge, représentant la surface de
réflecteurs continus, de configuration chaotique qui marque probablement la limite du socle. Il
est évident que cette séquence plonge du Nord vers le Sud.
La deuxième séquence marquée par la ligne bleue claire, elle montre des réflecteurs à
horizon continu, de configuration sigmoïde à l’extrême Sud, devenant subparallèle par la suite.
On observe ensuite une petite zone de réflecteurs discontinus de configuration perturbée et
chaotique, séparées par deux failles.
La troisième, qui est une méga séquence, réunissant les lignes verte, jaune, bleue, violet
et rouge, présente des réflecteurs longeant faiblement du Nord vers le Sud, à horizon continu,
de configuration parallèle horizontale au Nord, et parallèle oblique du centre vers le Sud. Elle
représente une superposition des dépôts sédimentaires qui nous montre la possibilité des
gisements pétrolifères. On peut mentionner l’alternance des sables, grès et argile dans cette
méga séquence car elle est la représentation des formations géologiques du Bénin, de l’Agbada
et de l’Akata, avec peut-être quelques couches intrusives du socle.
Du point de vue structural, Plusieurs types de faille sont observés sur le profil, des failles
normales et inverses. Mais pour ne pas saturer la figure, on ne donne des noms qu’aux failles à
grand rejet et les failles qui coupent presque l’ensemble du profil. Dans le cas de notre figure,
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 52
les failles F1, F2, F3, F5, F8 et F9 sont des failles normales et F4 et F7 sont des failles inverses.
Au point de vue tectonique, le rejet des failles dans l’ensemble nous permet de séparer deux
zones :
- zone des rides d’argile, zone de compression,
- zone des failles de croissance, zone de distension.
7.4 Interprétation des modèles gravimétriques et magnétiques
On va voir dans la suite, des profils gravimétriques et magnétiques choisis parmi tant
d’autres et jugés les plus représentatifs du bassin de Rio de Rey. Le nom et plan de position de
ces profils sont tracés sur la carte d’anomalie de Bouguer de la Figure 24.
Afin de réaliser une modélisation en 2D plus ou moins précise, nous allons quadriller par
des profils de deux directions perpendiculaires à savoir trois(03) profils de direction Sud-Nord
et trois(03) autres profils de direction Ouest-Est.
Les interprétations sont modélisées à quatre terrains d’après les résultats des coupes
géologiques de notre zone d’étude (Figure 3). Les grandeurs utilisées sont données en gramme
par centimètre cube (g/cm3) pour les densités et en centimètre/gramme/seconde(CGS) pour les
susceptibilités magnétiques.
7.4.1 Modélisation du Profil 1
Le profil 1 s’étend du Sud vers le Nord sur une distance d’environ 76km.
La modélisation met en évidence quatre formations de densité et de susceptibilité
magnétique distinctes. Ces couches sont tabulaires et légèrement inclinées vers le Nord. La
première formation superficielle a une densité de 2.00 et de susceptibilité magnétique de 1201,
la formation la plus profonde à une densité de 2,4 et de susceptibilité magnétique 851.
Le toit de la couche 4 une inclinaison vers le Nord tout au long du profil. A l’abscisse
69km<X<71km, elle présente un pic de presque 1km de profondeur, ce qui pourrais
probablement indiquer la présence d’une faille
La couche 3 est caractérisée par une densité de 1,75 et une susceptibilité magnétique de
301. S’étendant sur la couche 4, elle s’épaissie progressivement du début à la fin du profil mais
son toit reste presque tabulaire jusqu’à l’abscisse 58 km<X< 61km ou il s’incline un peu plus
vers la couche 2 de façon concave et redevient tabulaire jusqu’à la fin du profil
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 53
La couche 2 de densité 2,2 et de susceptibilité magnétique 401, elle par contre est mince
du début du profil jusqu’à l’abscisse X=13km ou elle commence à s’épaissir progressivement.
Elle présente un léger pic à l’abscisse X=69km avant de retrouver sa forme initiale jusqu’au
bout du profil.
Pour la première couche, elle reste presque tabulaire et s’amincit entre l’abscisse
55km<X<65km avant de retrouver presque sa forme initiale jusqu’à la fin du profil.
Figure 25: Modélisation 2D du profil 1
7.4.2 Modélisation du Profil 2
Comme le profil 1, le profil 2 s’étend du Sud vers le Nord sur une distance de 76km
environ. La modélisation met en évidence 4 formations de densité et de susceptibilité
magnétiques distinctes. Les couches sont légèrement inclinées vers le Nord. La première
formation superficielle a une densité de 2,09 et de susceptibilité magnétique de 851. L’erreur
sur la précision de l’interprétation magnétique est peu élevée, c’est peut être due à la variation
latérale du taux de magnétite au niveau de la couche 2.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 54
Figure 26: Modélisation 2D du profil 2
Le toit de la couche 4 présente une forte inclinaison vers le Nord jusqu’à l’abscisse
22km<X<31km ou elle devient presque horizontale. Entre l’abscisse 51km<X<61km, le toit de
cette couche présente une forte dénivelé de l’ordre de presque 1km ce qui pourrait probablement
indiquer la présence d’une faille.
La couche 3, caractérisée par une densité de 1,75 et de susceptibilité magnétique 301,
elle est également inclinée vers le Nord et s’épaissit considérablement de presque 1km au début
du profil jusqu’à presque 4,5km de profondeur a l’abscisse X=55km environ avant de rétrécir
légèrement jusqu’à la fin du profil. Cette variation d’épaisseur serait probablement due à la
présence d’une faille localisée dans la couche 4.
La couche 2 est caractérisée par une densité de 2,2 et de susceptibilité magnétique de
401. Cette couche reste presque tabulaire et ensuite s’amincit progressivement jusqu’à
l’abscisse 51km<X<56km ou son toit est presque confondu avec celui de la couche 3, ce qui
est probablement due à la présence d’une faille ou affectée par d’autres mouvements
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 55
tectoniques. Après l’abscisse X=56km, la couche 2 s’épaissit jusqu’à atteindre une profondeur
de presque 500 mètres vers la fin du profil.
Pour la première couche, elle s’épaissit légèrement suivant la même direction que celles
des précédentes.
7.4.3 Modélisation du Profil 3
Le profil 3 s’étend du Sud au Nord avec une longueur totale de l’ordre de 76 km.
L’erreur sur la précision de l’interprétation magnétique c’est peut être due à la variation du taux
de magnétite au niveau de la couche 3
Figure 27: Modélisation 2D du profil 3
La modélisation met en évidence quatre formations de densités et susceptibilités
magnétiques bien distingues, elles sont tabulaires et légèrement inclinées vers le Nord. ). La
première formation superficielle est de densité 2,00 et de susceptibilité 1201. La formation la
plus profonde de densité 2,40 et de susceptibilité 851.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 56
Le toit de la couche 4 présente une forte inclinaison vers le Nord, du début de profil jusqu’à la
distance environ 36-38km ; au-delà de cette distance, il devient globalement horizontal avec
une légère ondulation. Toujours au niveau de cette abscisse X=36-38km, le toit de cette couche
a une dénivelée importante, de l’ordre de 1km, qui pourrait indiquer la présence d’une faille ;
La couche 3 est caractériser par une valeur de densité 1.75 et de susceptibilité magnétique 301,
s’étendant sur la couche 4, est également inclinée vers le Nord et s’épaissit aussi vers cette
direction. En effet, au début du profil, elle a une épaisseur moyenne de l’ordre de 1km pour
atteindre une épaisseur de plus de 2km au Nord. La probable faille, par contre a entrainé sur
cette couche un épaississement;
La couche 2 s’incline très légèrement vers le Nord. Elle a une épaisseur de l’ordre de 400m,
puis s’amincit au niveau de la faille probable et s’épaissit enfin après la faille pour atteindre une
épaisseur de l’ordre de 800m.
Pour la première couche de couverture. Pareille que les précédentes couches, elle s’épaissit
aussi vers le Nord, la faille a également affecté cette couche.
7.4.4 Modélisation du Profil 4
Comme les trois premiers profils précédents, le profil 4 s’étend sur une distance de
76km, mais se différencie par sa direction qui va de l’Ouest vers l’Est.
La modélisation met toujours en évidence 4 couches distinctes de densité et de
susceptibilité magnétique différentes. La première formation superficielle à une densité de 2,00
et une susceptibilité magnétique de 1201, et la formation la plus profonde est de densité 2,40 et
de susceptibilité magnétique de 851.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 57
Figure 28: Modélisation 2D du profil 4
Le toit de la couche 4 présente une forte inclinaison vers l’Est et une forte déclinaison
de l’ordre de 2,5km entre l’abscisse 9km<X<16km. Ce qui pourrait indiquer la présence
probable d’une faille. Au-delà de X=20km, le toit de cette couche redevient presque tabulaire
jusqu’à la fin du profil, ceci avec une légère ondulation.
La couche 3, caractérisée par une valeur de densité de 1,75 et de susceptibilité
magnétique de 401, reste presque tabulaire en son toit le long du profil avec une légère
ondulation. En son fond, elle suit la forme du toit de la couche 4 tout le long du profil.
La couche 2 caractérisée par une valeur de densité de 2,2 et de susceptibilité magnétique de
481. Elle est très amincit au début du profil, ce qui montre probablement qu’elle a été affectée
par la faille, puis s’épaissit progressivement à partir de l’abscisse X=18km jusqu’à atteindre
une valeur de presque 700m vers la fin du profil.
La couche 1 est pareillement comme les autres couches, légèrement inclinée vers l’Est
et oscille légèrement entre 0 à 700m d’épaisseur.
7.4.5 Modélisation du Profil 5
Le profil 5 s’étend de l’Ouest vers l’Est sur une longueur totale de 76km.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 58
La modélisation met toujours en évidence 4 couches distinctes de densité et de
susceptibilité magnétique différentes. La première couche superficielle a une densité de 2.09 et
de susceptibilité magnétiques de magnétiques de 1201, et la formation la plus profonde de
densité 2,67 et de susceptibilité magnétiques de 851.
La couche 4 a une épaisseur moyenne de l’ordre de 2km avec une légère ondulation en
son toit tout le long du profil.
Les couches 3 ; 2 ; 1 de densités respectives de 1,75 ; 2,2 ; 2,00 et de susceptibilité
magnétiques respectives de 301, 401,1021 sont légèrement inclinées vers l’Est et sont presque
tabulaire avec une légère ondulation tout le long du profil.
Figure 29: Modélisation 2D du profil 5
7.4.6 Modélisation du Profil 6
Le profil 6 s’étend de l’Ouest vers l’Est sur une distance de 76km.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 59
Comme pour les profils précédents, la modélisation met en évidence 4 couches
distinctes de densités et de susceptibilités magnétiques identiques aux couches des profils
précédents.
La couche 4 à savoir celle la plus profonde a une épaisseur moyenne d’environ 4km et
est légèrement inclinée vers l’Est. Son toit est presque tabulaire et ondule légèrement tout le
long du profil.
La couche 3 a une épaisseur moyenne de 0,5km. Elle reste presque tabulaire et s’amincit
légèrement à la fin du profil. Son toit présente une forme convexe entre 38km<X<56km avant
de retrouver légèrement sa forme initiale jusqu’à la fin du profil.
La couche 2 reste tabulaire en son toit du début à la fin du profil et en son fond, elle
épouse la forme de la couche 3
La couche superficielle est très fine du début vers le milieu du profil, ou elle s’épaissit
progressivement jusqu’à la fin du profil.
Figure 30: Modélisation 2D du profil 6
7.5 Synthèse d’interprétation des profils
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 60
Les profils choisis ont été pris sur une distance de 76km environ. Les variations du taux
de magnétite et de densité calculées et observées ont permis d’avoir un modèle des formations
en deux dimensions sous les différents profils prédéfinis, on a subdivisé en 4 terrains. Ces
variations nous ont également permis d’avoir un aperçu sur la forme des différentes couches,
suivit de leur densité et leur susceptibilité magnétique. L’étude des modes 2D permet d’avoir
un aperçu sur les formations et les phénomènes qui les affectent à savoir les plissements, les
déformations, les failles (comme présentées dans les profils 1,2 et 3). Elle permet d’avoir un
aperçu global de l’épaisseur du profil de sa base à son toit et ceci tout le long du profil.
Les anomalies gravimétriques sont faibles. Les densités varient suivant la lithologie et
la profondeur des couches. On peut prendre par exemple les dernières couches avant le socle
cristallin donc la densité est 2,4 g/cm3 et essentiellement formées de grès. On sait que le grès a
une densité moyenne de 2,35g/cm3 mais avec une compaction des couches en profondeur, cette
densité peut s’accroitre.
Les différences de densité de ces différentes couches ont aidé à la mise sur pied des
formes presque identiques entre les sections sismiques interprétées et les modèles construits.
La modélisation est qualifiée comme une interprétation quantitative des données magnétiques
et gravimétriques. Cette ressemblance entre la modélisation et l’interprétation des données
sismiques peut confirmer les résultats exposes auparavant.
Hors mis le faite que les failles un rôle dans le transit des hydrocarbures de la roche
mère vers le roche réservoir, elles peuvent aussi favoriser l’enfouissement des roches
sédimentaires riches en matière organique où le processus de formation du pétrole pourra
commencer. Vu que le processus de formation et de migration du pétrole se passe entre 1000 à
5000 mètres de profondeur voir même plus, les failles permettent aussi de mieux localiser ou
déterminer le bloc (où se trouve un piège) où on peut implanter un forage quelconque. Ceci à
travers les images satellites, la gravimétrie, les photos aériennes, la géophysique, l’anomalie de
fuite etc… donc c’est aussi un outil de prospection.
La modélisation 3D, qui est une caractérisation volumique de l’objet surfacique du
model 2D, nous permettra à travers les différents marqueurs qu’elle présente d’avoir une vision
plus proche de la réalité de notre zone d’étude.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 61
Chapitre 8 : MODELISATION 3D ET INTERPRETATIONS
Comme cité précédemment, la modélisation des anomalies tient compte des contrastes
de la densité et de la susceptibilité magnétique des corps compris entre 0 et 15 km de
profondeur. Ce sont les marqueurs de ces contrastes que l’on va modéliser en 3D. D’après les
modèles 2D, on peut en sortir trois (03) marqueurs dont leurs emplacements sont précisés dans
le tableau ci-dessous :
Tableau 5 : Présentation des marqueurs
Les couches numérotées de 1 à 4 sont communes aux six (06) profils.
8.1 Modélisation 3D
8.1.1 Marqueur 1
Le marqueur est celle de l’interface entre les couches 1 et 2, le résultat obtenu est donné
par la figure ci-après.
Figure 31: Modèle 3D du marqueur 1
Nomenclature
marqueurs
Couche
supérieure
Densité
[g/cm3]
Couche
inférieure
Densité
[g/cm3]
Marqueur 1 Couche 1 2,09 Couche 2 2,2
Marqueur 2 Couche 2 2,2 Couche 3 1,75
Marqueur 3 Couche 3 1,75 Couche 4 2,4
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 62
La profondeur des sédiments de ce marqueur est comprise entre -31 m à -636 m. ce
marqueur a une forme convexe légèrement arrondi aux extrémités. La profondeur maximale de
ce marqueur se situe au Nord-Est de la zone d’étude. Il constitue le toit de la roche de couverture
du système pétrolier dans notre zone d’étude. On remarque une diminution de la profondeur
des extrémités du model vers son centre.
8.1.2 Marqueur 2
Le marqueur est celle de l’interface entre les couches 2 et 3, le résultat obtenu est donné
par la figure ci-après.
Figure 32: modèle 3D du marqueur 2
Ce marqueur, de forme légèrement convexe, est l’interface entre la roche mère et la
roche réservoir. La profondeur des sédiments de ce marqueur est comprise entre -162 m à -1756
m. La partie la plus affaissée se trouve au Nord-Est et on remarque une diminution de
profondeur du Nord-Est vers le Sud-Ouest, et un linéament de même direction.
8.1.3 Marqueur 3
Le marqueur est celle de l’interface entre les couches 3 et 4, le résultat obtenu est donné
par la figure ci-après.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 63
Figure 33: modèle 3D du marqueur 3
Contrairement aux marqueurs précédents, ce marqueur a une forme concave et est
beaucoup plus épaisse que les précédents. La profondeur des sédiments de ce marqueur est
comprise entre -872 m à -4400 m soit une épaisseur de l’ordre de 3000m environ. La partie
centrale de ce marqueur est la zone la plus profonde et on remarque une diminution de
profondeur du centre vers les extrémités.
Ce marqueur fait ressortir les différentes failles probables énoncées dans les profils
modélisés en 2D. Après corrélation des différentes failles énoncées et leur direction, nous avons
donc dans ce marqueur deux (02) grandes failles ayant pour directions respectives Sud-Est
Nord-Ouest pour la première et Sud-Ouest-Ouest Nord-Est-Est pour la seconde.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 64
8.2 Modèle 3D de la zone d’étude
Après avoir effectué la modélisation individuelle de chaque marqueur qu’on peut
rencontrer dans le sous-sol de notre zone d’étude, on peut présenter un modèle tridimensionnel
qui n’est autre que la superposition des différents marqueurs. Ceci est fait afin d’en tirer une
interprétation convenable en tenant compte des données géologiques et géophysiques.
Figure 34: modèle 3D de la zone d’étude
8.3 Caractérisation du système pétrolier du bassin du Rio del Rey
D’après l’interprétation et la corrélation des différentes sections gravimétriques,
sismiques et les données géologiques, nous allons essayer de dégager dans les séries
sédimentaires : les différentes formations, sous-formations qui ont les possibilités d’être roche-
mère, roche réservoir et roche couverture.
Donc, le tableau ci-dessous synthétise les différents systèmes pétroliers dans la zone
d’étude.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 65
Tableau 6 : Possibilité de système pétrolier de la zone d'étude
Possibilité Série
Quaternaire Tertiaire Crétacé Jurassique
Roche
couverture
Sédiments
d’argiles,
marnes du
crétacé
supérieur
Sous-formation argile de Lias
supérieur
Présente d’une bonne
perméabilité
Roche réservoir Formation
d’Agbada
formée
d’alternance
d’argiles et de
sable grossiers,
moyens et fins
Sous formation de grès-
sableuse avec une bonne
porosité
Roche mère Formation
d’Akata
essentiellement
argileuse
Formation marneuse
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY 66
CONCLUSION
Cette étude a permis de donner une vision globale sur les principales méthodes
géophysiques les plus utilisées à la recherche pétrolière. Les cartes gravimétriques et
magnétiques donnent une perspective de la structure du sous-sol et les analyses des faciès des
sections sismiques permettent de reconstituer les évènements géologiques passés, du sous-sol.
La combinaison de ses trois différentes méthodes permet d’avoir un modèle approprié du sous-
sol.
Les informations obtenues par la modélisation est cruciale pour l’exploration pétrolière
car on peut évaluer la présence ou non de gisement de pétrole ou de gaz dans une zone et
d’estimer leur potentiel.
On a aussi vu que la méthode sismique 2D est un processus efficace pour l’exploration
pétrolière surtout quand elle est combinée avec la magnétique et la gravimétrie. Une intégration
de la technique de la modélisation en 3D nous a permis d’avoir une meilleure visualisation de
la structure du sous-sol et ce qui nous conduit à faire une interprétation beaucoup plus détaillée.
La modélisation 3D des données géophysiques est donc un atout majeur pour la prospection et
l’exploration pétrolière car elle peut être utilisée à une échelle très locale à une échelle plus
régionale sans pour autant affecter la précision des résultats attendus de l’étude.
Enfin, les données géophysiques satellitaires en plus des profils sismiques de notre zone d’étude
ont permis d’atteindre notre objectif sur l’étude structurale de notre zone d’étude dont les
formations présentent des caractéristiques pouvant, probablement, constituer des gisements
d’hydrocarbure. C’est surement la raison de l’implantation des différentes compagnies
pétrolières internationales dans cette région. La roche mère constitue la formation d’Akata
essentiellement argileuse et d’une formation marneuse tandis que la roche réservoir constitue
la formation d’Agbada formée essentiellement d’argile et de sables grossiers, moyens et fins et
la roche couverture formée d’argiles et e marnes.
Nous proposons d’approfondir l’étude pour la connaissance des structures anticlinales
et nous suggérons de faire des profils sismiques avant d’entamer des forages de reconnaissance,
afin d’avoir une idée sur la potentialité de la roche réservoir.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY I
BIBLIOGRAPHIE
[1]- ANDRIANARISON Maherilanja Valinony, 2014. « Modélisation 2D et 3D des données
géophysiques de l’ouest du bassin sédimentaire de Morondava», mémoire d’ingénierie
pétrolière, 122pages ; ESPA Vontovorona Antananarivo
[2]- CHOUTEAU Michel, Cours de « Géophysique Appliquée I - Gravimétrie », Montréal
2002, Ecole Polytechnique de Montréal ;
[3]- CHOUTEAU Michel, Cours de « Géophysique Appliquée I - Magnétisme », Montréal
2002, Ecole Polytechnique de Montréal ;
[4]- CRAVE Alain, PROUST Jean-Noël, RENAULT Mathieu, « Cartographie sédimentaire
du cours de la Vilaine Imagerie sonar et sismique », Rennes, 2007, UMR 6118 CNRS-
Université de Rennes1 ;
[5]- EGRETEAU Alexandre, 2005. « Etude des variations de l’amplitude de la réflectivité
du sous-sol après imagerie sismique en profondeur », Paris, thèse de Doctorat, Ecole des
Mines de Paris ;
[6]- GEIDER Markus, 2004 «Sedimentary and stratal patterns in Jurassic successions of
western Madagascar », Brême, thèse de Doctorat, Université de Brême ;
[7]- J.L. Mari, G Arens, D. Chapelier, P. Gaudiani, « Géophysique de gisement et du génie
civil » Edition Technip, 2004 ;
[8]- JACQUES F. et al.,« Le Pétrole » Edition Technip, 1961 ;
[9]- M. Sarrailh, G. Balmino, « La mesure directe du champ de gravité de la terre : la
gravimétrie » Bureau Gravimétrique International (BGI), Toulouse 2004, France ;
[10]- NKOUE NDONDO Gustave Raoul <<AQUIFERES TRANSFRONTALIERS AU
CAMEROUN>>, Exposé d’Enseignant – Chercheur, Université de Douala, Cameroun du
16 au 19 Mai 2011, 33pages ;
[11]- Pierre GIRESSE, Jean-Philémon MEGOPE-FOONDE, Gabriel NGUEUTCHOUA,
Jean-Claude ALOISI, Martin KUETE et Jacques MONTEILLET, << CARTE
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY II
SÉDIMENTOLOGIQUE DU PLATEAU CONTINENTAL DU CAMEROUN>>Edition
l’ORSTOM, Paris 1996, 46pages ;
[12]- TETIEU NESSE Patrick E. << IDENTIFICATION D’ÉVENTUELS GISEMENTS
PÉTROLIFÈRES DANS LE BASSIN SÉDIMENTAIRE DE RIO DEL REY PAR
MÉTHODES GÉOPHYSIQUES>>, mémoire de Master en Technologie Pétrolière,
promotion 2015, 85pages ; ISPM Antananarivo
[13]- VEEKEN Paul H.C., « Seismic Stratigraphy, Basin Analysis and Reservoir
Characterisation » Handbook of geophysical exploration - seismic exploration, 2007;
[14]- VERNEY Philippe, « Interprétation géologique de données sismiques par une méthode
supervisée basée sur la vision cognitive », Paris 2009, thèse de Doctorat de l’Ecole Nationale
Supérieure des Mines de Paris.
MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES GEOPHYSIQUES DU BASSIN SÉDIMENTAIRE DU RIO DEL REY III
WEBOGRAPHIE
(1)- http://geomag.org. Consulté en Avril 2017
(2)- http://lithotheque.lyceesaviodouala.org/cameroun. Consulté en Avril 2017
(3)- http://agencecofin.com>hydrocarbures. Consulté en Avril 2017
(4)- http://investiraucameroun.com > énergie. Consulté en Avril 2017
(5)- http://fr.wikipedia.org > wiki > rio del rey. Consulté en Avril 2017
(6)- http://geosoft.com. Consulté en Mai 2017
(7)- http://bgi.omp.obs-mip.fr. Consulté en Mai 2017
(8)- http://theses.recherches.gov.mg. Consulté en Avril 2017
(9)- http://pastel.archives-ouvertes.fr. Consulté en Avril 2017
(10)- http://www.geo.wvu.edu. Consulté en Mai 2017
(11)- http://www.geosoft.com. Consulté en Mai 2017
(12)- http://www.math.univ-paris13.fr. Consulté en Mai 2017
(13)- http://core2.gsfc.nasa.gov. Consulté en Mai 2017
(14)- http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp . Consulté en Mai 2017
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENTS ................................................................................................................... i
SOMMAIRE ............................................................................................................................. iii
LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................. iv
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................... v
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ vii
INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1
PARTIE I : PRESENTATION GENERALE DE L’ETUDE
Chapitre 1 : PRESENTATION DU PROJET ..................................................................... 3
1.1 Études bibliographiques ....................................................................................... 3
1.2 Connaissance actuelle sur la zone ........................................................................ 6
1.3 Objectifs de ce travail ........................................................................................... 7
1.3.1 Perspective .................................................................................................... 8
Chapitre 2 : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ................................................ 9
2.1 Délimitation de la zone d’étude. .......................................................................... 9
2.2 Contexte géologique de la zone d’étude ............................................................ 10
2.2.1 Géologie du Cameroun ..................................................................................... 10
2.2.2 Contexte climatique .......................................................................................... 13
2.2.3 Contexte socio-économique ............................................................................. 13
2.2.4 Contexte géomorphologie ................................................................................. 13
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES APPLIQUES POUR LA RECHERCHE
PETROLIERE
Chapitre 3 : GENERALITES SUR UN GISEMENT DE PETROLE .............................. 14
3.1 Définition ................................................................................................................ 14
3.2 Matière organique au pétrole .............................................................................. 14
3.2.1 Accumulation de la matière organique dans les sédiments .............................. 14
3.2.2 Formation du kérogène ..................................................................................... 15
3.2.3 Maturation du kérogène en pétrole ................................................................... 15
3.2.4 Le cas des schistes bitumineux ......................................................................... 16
3.3 Formation des gisements de pétrole ................................................................... 17
3.3.1 Migration primaire ............................................................................................ 17
3.3.2 Migration secondaire ........................................................................................ 17
3.4 Différents « pièges à pétrole » ............................................................................ 18
3.4.1 Pièges structuraux ............................................................................................. 18
3.4.2 Pièges stratigraphiques ..................................................................................... 19
Chapitre 4 : METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION PETROLIERE
........................................................................................................................................... 20
4.1 Prospection magnétique ..................................................................................... 20
4.1.1 Généralités de la méthode magnétique ............................................................. 21
4.1.2 Mode prospection magnétique par satellite (MAGSAT) ............................ 23
4.1.3 Traitement des données magnétiques ......................................................... 25
4.1.4 Interprétation des mesures magnétiques ..................................................... 25
4.2 Prospection gravimétrique .................................................................................. 26
4.2.1 Principe de la gravimétrie ................................................................................. 27
4.2.2 Mode de levés gravimétriques par satellite ...................................................... 28
4.2.3 Principe de la mesure par satellite ................................................................... 28
4.2.4 Traitement des données gravimétriques .......................................................... 29
4.2.5 Interprétation des données gravimétriques ....................................................... 30
4.3 Prospection sismique .......................................................................................... 31
4.3.1 Généralités sur la prospection sismique ........................................................... 31
4.3.2 Sismique réflexion ............................................................................................ 34
PARTIE III : MODELISATION 2D ET 3D, INTERPRETATIONS DESRESULTATS
Chapitre 5 : PRINCIPE DE LA MODELISATION 2D, 3D ET LOGICIELS DE
TRAITEMENT ................................................................................................................. 39
5.1 Présentation des logiciels de traitement de données .......................................... 39
5.1.1 Oasis Montaj 6.4.2 ............................................................................................ 39
5.1.2 ArcGis 10 .......................................................................................................... 40
5.2 Choix des profils ................................................................................................ 40
5.3 Traitement des données et technique des modélisations .................................... 40
5.3.1 Technique de modélisation 2D ......................................................................... 41
5.3.2 Technique de modélisation 3D ......................................................................... 41
Chapitre 6 : PRESENTATION DES DONNEES ............................................................. 43
6.1 Données disponibles ............................................................................................... 43
6.1.1 Investigations sismiques .................................................................................. 43
6.1.2 Mesures physiques au cours d’un forage .......................................................... 44
6.2.1 Interprétation qualitative des données gravimétriques ..................................... 46
6.2.2 Interprétation qualitative des données magnétiques ......................................... 48
Chapitre 7 : MODELISATION 2D DE LA ZONE D’ETUDE ........................................ 50
7.1 Choix des profils ................................................................................................ 50
7.2 Technique de modélisation ................................................................................. 50
7.3 Interprétation du profil sismique ........................................................................ 51
7.4 Interprétation des modèles gravimétriques et magnétiques .................................... 52
7.4.1 Modélisation du Profil 1 ................................................................................... 52
7.4.2 Modélisation du Profil 2 ................................................................................... 53
7.4.3 Modélisation du Profil 3 ................................................................................... 55
7.4.4 Modélisation du Profil 4 ................................................................................... 56
7.4.5 Modélisation du Profil 5 ................................................................................... 57
7.4.6 Modélisation du Profil 6 ................................................................................... 58
7.5 Synthèse d’interprétation des profils .................................................................. 59
Chapitre 8 : MODELISATION 3D ET INTERPRETATIONS ....................................... 61
8.1 Modélisation 3D ................................................................................................. 61
8.1.1 Marqueur 1 ....................................................................................................... 61
8.1.2 Marqueur 2 ....................................................................................................... 62
8.1.3 Marqueur 3 ....................................................................................................... 62
8.2 Modèle 3D de la zone d’étude ............................................................................ 64
8.3 Caractérisation du système pétrolier du bassin du Rio del Rey ......................... 64
CONCLUSION ........................................................................................................................ 66
BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................... I
WEBOGRAPHIE ..................................................................................................................... III
TABLE DES MATIERES
«MODELISATION 2D ET 3D DES DONNEES
GEOPHYSIQUES DU BASSIN SEDIMENTAIRE DE RIO DEL
REY, CAMEROUN »
Nombre de pages : 66
Nombre de figures : 34
Nombre de tableaux : 6
Résumé
Depuis sa découverte il y a de cela plusieurs décennies, le pétrole a jusqu’à nos jours
toujours eu une place très importante dans le développement des hommes. La recherche de
nouveaux gisements se fait de plus en plus pressante. Cette étude nous permet d’identifier le
gites pétrolifère dans le bassin sédimentaire de Rio Del Rey, au Cameroun, par l’intermédiaire
des données géophysiques disponibles et en utilisant les logiciels appropriés. Les cartes
d’anomalie de Bouguer et d’anomalie magnétique nous permettent de localiser les zones
favorables à l’accumulation pétrolifère et les sections sismiques et les modélisations des
données gravimétriques et magnétiques, permettent de faire sortir des modèles à deux
dimensions (2D) et trois dimensions (3D). Elles nous aident à la détermination du système
pétrolier dans le domaine d’exploration.
Mots Clés : Rio Del Rey, modélisation, géophysique, gisement pétrolifère, bassin
sédimentaire.
Abstract
Since its discovery several decades ago, oil has always had a very important place in the
development of men. The search for new deposits is becoming more and more urgent. This
study allows us to identify the oil deposit in the Rio Del Rey sedimentary basin, Cameroon,
through available geophysical data and using appropriate software. The Bouguer anomaly and
magnetic anomaly maps allow us to locate areas favorable to oil accumulation and the two-
dimensional (2D) and three-dimensional (3D) seismic and gravimetric sections help us to
determine Petroleum system in the field of exploration.
Key Words: Rio Del Rey, modeling, geophysics, oilfield, sedimentary basin.
Nom : TSAFACK ATEMEZEU
Prénom : Pacôme
Contact : +261 34 72 73 760 / +261 33 85
86 727
E-mail : [email protected]
Rapporteurs :
-RAZAFINDRAKOTO Boni Gauthier,
Maître de Conférences, ESPA
-ANDRIAMBOAVONJY Mamy Rija,
Géophysicien, SGDM