S E G ER E F

Société d'Études Géothermiques de la Région de Fontainebleau

44, rue Saint-Mérry - 77300 Fontainebleau

ÉTUDE DE FAISABILITÉ

DE FORAGES GÉOTHERMIQUES

A FONTAINEBLEAU

BAUDOUIN - CLOT - MAGET

BUREAU DE RECHERCHESGÉOLOGIQUES ET MINIÈRES

SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALDépartement Géothermie

B.P. 600945018 Orléans Cedex

Tél.: (38) 63.00.12

ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEUREDES MINES DE PARIS

CENTRE D'INFORMATIQUE GÉOLOGIQUE

35, rue Saint-Honoré77305 Fontainebleau

76 SGN 265 GTH Juin 1976

R E S U M E

L'étude qui fait l'objet de ce rapport a été commandée et

financée par la SEGEREF. Elle a été effectuée en collaboration avec le

2.1.G. de l'Ecole des Mines de Paris et a pour but de préciser les conditions

d'exploitation par forage d'un réservoir d'eau géothermale pour le chauffage

d'un ensemble de logements à Fontainebleau.

Les rapports de sondage des puits forés dans la région avoisinante

ainsi que les diagraphies électriques effectuées sur ces mêmes puits ont

servi de base à l'étude géologique et hydrogéologique du rapport.

Celle-ci montre que le Dogger constitue à Fontainebleau un

réservoir dont l'exploitation peut être envisagée en vue du chauffage de

groupes de logements.

Les résultats des calculs laissent espérer une eau à 74°C ± 4

avec un débit de :

- 50 m3/h sans pompage

- 150 à 2D0 m3/h avec pompage

Néanmoins, comme il apparait sur les courbes de sensibilité»

l'incertitude qui affecte la pression de gisement d'une part et la perméa-

bilité d'autre part, pourrait amener à corriger en baisse ces valeurs.

S O M M A I R E

Pages

CHAPITRE 1 - Cadre géologique - Choix de l'aquifêre 1CHAPITRE 2 - Etude hydrogéologique du Dogger 4

2. 7. GloZoglz 42 . 2 . Lithologie. 4

2.3. Géomé&Uz du Ke.aeA.voin. : pno^ondeJUA, (ipcuAÁzan. 5

2.4. CaA.act&vL&t¿qu&6 hydAodynam¿qu&6 da H.é.6<¿hx>oi>i B

2.4.1. Porosité 6

2.4.2. Perméabilité 6

2.4.3. Pression de gisement 7

2.5. CaAactéJÚAtiquu du iùUdo. 72.5.1. Température 7

2.5.2. Salinité 8

2.5.3. Gaz et huile 8

2.6. TabZexxu fiHumt du ccui/xcX-VvUtlquu 8

CHAPITRE 3 - Caractéristiques du doublet type 10

3.7. VífainÁjtion de¿ ccvtac£&uj>t¿qute t&chnlquQÁ 1°

3» I. I. Ecartement des puits 10

3.1 .2 . Pressions de débit et d'injection 11

3.2 . Casuict&UAtiqueA technique à Tontcúnzbtejom n

1.2.l. Bases de calcul 11

3 .2 .2 . Test de sensibilité 12

3.2 .3 . Principaux résultats 12

3.3, Coati d'•¿nve¿t¿!>¿ejne.n£ ut con&otmatlonà d'inoAgio. 13

3.3.1. Investissement 13

3.3.2. Consommation d'énergie 14

3.3.3. Entretien 14

ragea

CHAPITRE 4 - Programme de forage pour un doublet vertical M4.1. lnXn.oau.cJU.OYi 18

4 . 2 . ?iaZQ.homoj> de. ioKage. 18

4.3 . VonoLQQA 18

4.3.1. Phases de forage successives 19

4.3.2. Diamètres de forage et de tubage 20

4.4. Tubagte 21

4.5. Auüi&¿ zlmontÁ tz.chvú.que¿ 23

4.5.1. Boue de forage 23

4.5.2. Cimentation et habillage des colonnes 24

4.5.3. Diagraphies 24

4.5.4. Completion 25

4.5.5. Estimation des coûts 26

CHAPITRE 5 - Programme de forage pour un doublet conduit 28en déviation dirigée

5.7. Introduction 295.2. Viv-Lotion ¿OUgie. 30

5.3. Vlattiomo. do. ioiage. 30

5.4. Vonagz 30

5.4.1. Phases de forage successives 31

5.4.2. Diamètres de forage et de tubage 32

5.5. TubageA 33

5.6. KvJjiçji é.¿é.me.n¿¿ te.chn¿queA 34

5.6.1. Boue de forage 34

5.6.2. Cimentation et habillage des colonnes 34

5.6.3. Diagraphies 34

5.6.4. Completion 34

5.6.5. Estimation des coûts 35

CONCLUSION 3B

CHAPITRE 1

CADRE GEOLOGIQUE

CHOIX DE L'AQUIFERE

- 1 -

CADRE GEOLOGIQUE

Les formations sédimentaires du bassin parisien sont disposées

en couches successives à peu près régulières qui ont leur maximum de profon-

deur sous la Brie, entre Meaux et Provins. La ville de Fontainebleau se situe

non loin de la région centrale du bassin, sur la remontée SW des terrains

vers le Massif Armoricain (cf. carte de la planche 1).

Les différentes formations géologiques que l'on rencontre depuis

la surface s'étagent du Tertiaire jusqu'au Trias, dont la base est à plus

de 2 Kilomètres de profondeur. La coupe schématique de la planche 2 présente

la succession des terrains pour lesquels sont précisées la lithologie domi-

nante et leur valeur au point de vue hydrogéologique (colonne perméabilité).

Ce tableau fait apparaître plusieurs horizons aquifères dont nous donnons

ci-dessous les principales caractéristiques :

- Albien : Les sables de l'Albien constituent un excellent

réservoir exploité depuis le siècle dernier dans la région

parisienne ¡ mais du fait de sa faible profondeur -de l'ordre

de 750 m- la température de l'eau est assez basse (moins de 40°),

En outre, l'exploitation de cette nappe est soumise a une légis-

lation très rigoureuse.

- Néocomien : 200 mètres plus bas, on rencontre d'autres bancs

sableux intercalés dans des niveaux argileux. La température

est encore faible, de l'ordre de 45°.

- Purbeckien : Les calcaires dolomitiques du Purbeckien cons-

tituent un réservoir d'épaisseur très réduite immédiatement sous

les sables du Néocomien.

- Lusitanien : Dans la région de Fontainebleau, les calcaires

du Lusitanien ont une faible porosité. Nous sommes à la limite

occidentale des calcaires oolithiques qui sont aquifères sous

la Brie.

- Dogger : Les calcaires oolithiques et graveleux du Dogger

constituent le premier réservoir rencontré, à une profondeur

supérieure à 1 700 mètres. Ils renferment de l'eau salée a

une température de plus de 70°.

- Trias : Le Trias est formé par une puissante série détriti-

que argilogréseuse qui renferme plusieurs niveaux gréseux

perméables entre 2 200 et 2 400 mètres de profondeur. II est

cependant mal connu, étant donné qu'il a été traversé par très

peu de forages. De plus, le caractère discontinu de ce type de

sédiments entraîne un risque géologique important.

De cette rapide analyse, il apparaît que seul le Dogger, consti

tue un objectif intéressant en géothermie. Nous n'étudierons donc que cet

horizon.

CHAPITRE 2

ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DU DOGGER

- 4 -

ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DU DOGGER

2.7

Les calcaires oolithiques et graveleux qui constituent le réservoir

sont des formations caractéristiques de mer peu profonde, chaude et agitée.

Des débris d'organismes formant le noyau de concrétions calcaires, ont été

roulés dans des zones de courant et la juxtaposition de tous ces "spherules"

a abouti à la formation d'une roche présentant une porosité de matrice.

Ce type de sédiment s'est mis en place au Dogger entre un sillon plus

profond à l'Ouest, où se sont déposées des marnes, et une plateforme au

Nord Est du bassin parisien, où la sédimentation calme a entraîné le dépôt

de calcaire compact.

2.2.

La répartition des bancs poreux dans le Dogger est déduite de

l'étude des forages les plus proches. On distingue plusieurs niveaux qui

se retrouvent dans toute la région, à quelques variations près, et que l'on

désignera par les symboles suivants :

R : pour les niveaux perméables (réservoir]

C : pour les niveaux de calcaire compact

A : pour les niveaux argileux.

La couche schématique est la suivante :

" 5iÇi : La partie sommitale du Dogger est formée par une alternance

de calcaires compacts et vacuolaires. Elle est très souvent

fissurée dans la région considérée. A l'Est, cet horizon

devient franchement compact : la carte de la planche 1 pré-

sente la limite orientale du Dogger supérieur plus ou moins

poreux.

_ c. _

R.I*. : C'est le réservoir principal du Dogger, formé par les cal-

caires oolithiques et graveleux du Bathonien-Callovien.

A l'Ouest, il devient compact argileux mais il est particu-

lièrement développé au Nord, sous la Brie. Au Sud Est, les

oolithes et gravelles sont prises dans un ciment crayeux qui

rend peu perméable et friable (cf carte de la planche 1).

C ; : La base de ces calcaires est compacte.

A 1I I : Calcaire argilo-gréseux avec intercalation de marne ; imper-

méable.

R..2.. : Un autre horizon calcaire renferme des niveaux oolithiques qui

constituent un réservoir "secondaire". La porosité est cepen-

dant faible et l'épaisseur réduite.

AL2L : Epaisse série marneuse du Bajocien.

R 3._ : Un niveau calcaire d'épaisseur très réduite constitue locale-

ment dans le bassin parisien un réservoir "annexe". Dans la

région de Fontainebleau, il est plutôt compact.

Cette répartition des niveaux dans le Dogger est reportée sur la

planche 3 suivant une coupe Nord-Sud.

De cette coupe schématique, on retiendra comme réservoir les niveaux

RC [irrégulièrement poreux et fissuré] et R.I. (réservoir principal).

2.3.

La profondeur et l'épaisseur du réservoir sont déduites de la carte

structurale du toit des calcaires du Dogger (I) et du calcul des porosités

à l'aide des diagraphies différées relatives aux forages voisins.

"Potentiel géothermique du bassin parisien" - Action concertée

DGRST - BRGM - ELF Aquitaine - 1976-

- 6 -

Les résultats sont portés ci-dessous :

cote du toit du réservoir (m.NGF) - 1 650 m

cote Sol + 75 m

Profondeur du toit du réservoir 1 725 m

Précision ± 25 m

Epaisseur totale des calcaires (RC+RIJ 110 m

Epaisseur utile du réservoir 70 m

Porosité correspondante 11 - 13 %

2,4,

Nous indiquons ci-dessous les paramètres essentiels qui interviennent

dans les formules d'écoulement utilisées pour la définition du "doublet

géothermique" (forage de production et forage d'injection) :

2.4.1. Porosité : La porosité est obtenue soit à partir des mesures

sur carottes prélevées dans les forages voisins, soit

par calcul d'après les diagraphies différées.

Sur l'épaisseur totale des calcaires (niveaux RC et

RI), la porosité est faible (moins de 10 %) ; en

excluant les bancs compacts, elle est de 11 à 13 %

sur une hauteur utile de 70 m environ.

Signalons que les calcaires du Dogger sont probable-

ment fissurés ; il est donc intéressant de capter

la totalité des calcaires.

2.4.2. Perméabilité : Ce paramètre définit la facilité plus ou moins

grande avec laquelle la formation se laisse traverser'

par un fluide. Sur les forages pétroliers, il est

déterminé à partir d'enregistrements des variations

de pression obtenus au cours d'essais de formation.

Il faut noter cependant que les très faibles durées

de ces essais et que l'influence de la boue de fora-

ge rendent ces mesures très imprécises ; de plus, ces

essais ont été réalisés dans la partie supérieure du

réservoir (niveau RC) où la porosité est relativement

faible.

- 7 •

La seule valeur de perméabilité connue pour l'en-

semble du Dogger, dans la région, provient du forage

d'exploitation géothermique de Melun : elle est de

0,5 Darcy.

Cependant, l'évolution du faciès au Sud de Melun

[niveaux compacts plus épais et proximité des cal-

caires crayeux) peut entraîner une perméabilité moin-

dre. Nous prendrons donc un intervalle possible de

0,3 à 0,5 Darcy.

2.4.3« Pression de gisement : La pression au toit du réservoir est

évaluée à partir de la surface pièzométrique de la

nappe du Dogger, compte tenu de la densité de l'eau

dans les conditions de gisement, soit :

P = 180 Kg/cm2 à 1 725 m de profondeur.

La nappe est artésienne dans toute la région de

Fontainebleau. La pression au sol pourrait être

voisine de 10 Kg/cm2.

L'étude de la surface pièzométrique montre une mise

en charge au Sud Est, dans la région comprise entre

le Loing et L'Yonne.

2.5.

2.5.1. Température : Une étude entreprise dans le cadre d'une évalua-

tion du potentiel géothermique du bassin parisien a

permis de connaître les variations du gradient

géothermique, c'est-à-dire, l'augmentation de la

température pour un accroissement de la profondeur

de 100 mètres. Dans la région de Fontainebleau, le

gradient est de l'ordre de 3,6 °/1G0 m.

Au sommet du réservoir, la température de l'eau se-

rait de 74°. Compte tenu de l'imprécision sur la dé-

termination du gradient géothermique et sur la pro-

fondeur, le risque d'erreur est de ± 4°.

- 8 -

2.5.2. Salinité : La salinité de l'eau prélevée dans les forages pé-

troliers est habituellement exprimée en teneur en

chlorure de sodium (g/1 de Na Cl). L'eau du Dogger

est essentiellement chlorurée sodique et cette don-

née représente approximativement les 9/10 de la

salinité totale (cf. planche 4].

Au droit de Fontainebleau, la salinité -au sommet

du réservoir- est de l'ordre de 5 g/1. A la base du

réservoir, elle peut être supérieure de 2 à 5 g/1

(soit une salinité de 7 à 10 g/1).

2.5.3. Gaz et huile : L'hydrogène sulfuré a été décelé dans la quasi-

totalité des forages ayant reconnu le réservoir du

Dogger. L'équipement des puits devra donc être con-

çu en fonction du risque de corrosion qui en résulte.

Dans plusieurs forages avoisinants -et en particulier

le plus proche (Chailly Sud : 258-6-64)- du gaz est

signalé. Des arrivées brutales peuvent provoquer

des accoups dans les pompes.

Enfin, signalons que le Dogger est une formation pro-

ductrice d'huile au Nord de Fontainebleau (champ de

Chailly, de Brie) ; le dépôt d'une fine pellicule

huileuse au niveau des échangeurs peut nuire à l'ef-

ficacité de l'installation, du point de vue thermique,

2,6. ÇonchU-ion

Nous récapitulons ci-dessous les principales données relatives au

réservoir principal du Dogger :

Cote du toit du réservoir

Profondeur (si Zs : 75 m)

Epaisseur utile

Porosité correspondante

Perméabilité

Pression de gisement (à 1725 m de profondeur)

Température

Salinité

- 1 650 m

I 725 m ± 25 m

70 m

II à 13 %

0,3 Darcy

180 Kg/cm2 ± 4

74° ± 4

5 g/1 (NaCl)

CHAPITRE 3

CARACTERISTIQUES DU DOUBLET TYPE

- 10 -

Les caractéristiques techniques des puits à définir sont les sui-

vantes : pression au puits de production, pression au puits d'injection, .

écartement des puits, programme de forage.

Dans l'étude demandée 2 programmes de forage sont à envisager :

- un programme de puits verticaux;

- un programme de puits en déviation

Ces programmes font l'objet d'un chapitre spécial. Nous noterons sim-

plement ici que le diamètre des tubages et le diamètre de forage dans le ré-

servoir sont déterminés en fonction du débit à produire et de la pression de

gisement de manière à limiter les pertes de charge dans le puits et à ne pas

dépasser la vitesse d'écoulement dans le tubage compatible avec la tenue

des matériels utilisés.

3.7. ^

3.1,1. Ecartement des puits

Par la réinjection dans le réservoir de l'eau refroidie après

passage dans les échangeurs, il se crée autour des puits d'injection une

zone à température égale à celle de l'eau injectée qui s'étend pendant

l'exploitation du réservoir jusqu'à atteindre les puits de production. Le

temps qui s'écoule entre la mise en production d'un doublet isolé et le

début de refroidissement de l'eau extraite est fonction du débit, de 1'écar

tement entre les puits et des caractéristiques de l'aquifère.

Pour un doublet, cette distance se détermine facilement à

l'aide d'un modèle mathématique sur calculateur numérique.

- 11 -

3.1*2. Pression de débit et d'injection

La pression de débit en tête de puits est donnée par la relation

P = Pg - Pcq - Phq

où Pg : pression de gisement mesurée en tête de puits en atm

Pcq : perte de charge totale dans le matériel tubulaire au débit Q«

depuis le toit du réservoir jusqu'à la surface du sol en atm.

PhQ : pression hydrodynamique de débit au débit Q en atm

De la mime façon« la pression d'injection Piq est égale à :

Piq = Pg + Pcq + Phq

où Pcq = se calcule de la même façon que précédemment en tenant compte

cependant que la viscosité est celle de l'eau injectée.

Phq : est calculé selon une formule qui tient compte des viscosités

de l'eau produite et de l'eau injectée, des températures de débit

et d'injection, du temps de pompage, de la compressibilité totale

(eau + roche], du débit, du diamètre foré dans le réservoir et de

la distance entre les puits.

3.3.

3.2.1. Bases de calcul :

- Pression de gisement : 180 Kg/cm2

- Hauteur utile : 70 m

- Perméabilité : 0,3 Darcy

- Porosité efficace : 12 %

- Durée de vie à température constante : 30 ans

- Température de gisement : 74°C

- Salinité : 5 g/1

- Programme des forages verticaux : puits tubes en 7" avec

chambre de pompage et réservoir foré en 6"

- Programme des forages déviés : puits tubes en 7" avec cham

bre de pompage, réservoir foré en 6", avec amorçage de la

déviation à 500 m et déviation maximum de 25° 17'.

- 12 -

3o202„ Test de sensibilité :

La planche 5 donne d'une part les variations de la pression de

débit au puits de production en fonction du débit extrait pour différentes

valeurs de pression de gisement (176,180, 184 kg/cm2] et une perméabilité

de 0,3 Darcy, d'autre part ces mêmes variations de la pression de débit en

fonction du débit extrait pour différentes valeurs de perméabilité Í0.3 - 0,4

0,5 Darcy) et une pression de gisement de 180 kg/cm2.. Ces calculs correspon-

dent au programme de puits verticaux.

La relation pression de débit-pression de gisement étant li-

néaire, si on fait varier la pression de gisement, on déplace la courbe pres-

sion de débit-débit parallèlement d'un montant égal à cette variation de

pression, quel que soit le débit.

Si les résultats sont peu sensibles à la perméabilité pour

des faibles valeurs de débit, cette sensibilité augmente pour de faibles

valeurs de perméabilité et des débits élevés (200 m3/h au plus]» Voir

planche 5, courbes K. = 0,3 et K. = 0,2.

L'incidence de la déviation sur ces résultats est assez faible.

Les calculs montrent que l'augmentation des pertes de charge

tubulaires (par augmentation des longueurs de tubage) est de 0,54 atm

pour un débit de 200 m3/h ce qui donnerait un rabattement supérieur de

5,5 m par rapport à un forage vertical.

3.2.3o Principaux résultats :

- Pression de débit

Avec une pression de gisement de 180 kg/cm2, le maximum en

débit artésien est de 84 mVh. Si l'on désire une pression en tête de puits

d'environ 3,5 kg/cm2 pour vaincre les pertes de charge dans les canalisations

de transport, le débit disponible n'est plus que de 50 m3/h. Voir planche 5.

Les débits de l'ordre de 150 à 200 m3/h que l'on peut envisager d'extraire

nécessiteront l'emploi d'une pompe immergée. On constate que pour les

caractéristiques adoptées (k = 0,3 et P = 180 kg/cm2) un débit de 200 m3/h

nécessitera un rabattement de 170 m (en prévoyant une pression en tête

de puits de 3,5 kg/cm2).

- 13

Dans l'hypothèse la plus pessimiste (k = 0,2 et P = 176 kg/cm2]

avec le même rabattement* on obtiendra un débit de l'ordre de 125 m3/h.

- Pression d'injection

La planche 6 représente les variations de la pression d'injection

en fonction du débit injecté pour différentes valeurs de perméabilitéj

après 30 ans de pompage,

- Ecartement des puits

Celui-ci a été calculé avec une température d'injection supposée

constante de 30°C. La planche 7 donne l'écartement minimal des puits en

fonction du débit pour 2 durées d'exploitation du puits à température

constante de 30 et 50 ans. Ces valeurs ne sont valables que dans le cas

d'un seul doublet. Dans l'hypothèse de plusieurs doublets, l'implantation

du puits doit être vérifiée sur un modèle de simulation.

3 , Ç o â t & _ ^ ¿ ^ ^ _

3.3.1. Inve s t i s s ement

Les 2 programmes de forage Cpuits verticaux et puits déviés)

sont donnés aux chapitres 4 et 5. Ils comprennent l'ensemble des presta-

tions nécessaires y compris la surveillance géologique des forages et

ingénierie ainsi qu'une provision de 7 % pour imprévu.

Ils ne comprennent pas le coût des canalisations de surface

destinées à relier les puits.

Il est très important de noter que ces estimations reposent

sur des prix pratiqués à la date de la réalisation de l'étude et qu'ils, sont

susceptibles de connaître des variations aussi bien en baisse qu'en hausse

suivant l'évolution du marché des forages profonds, Ce marché est très

étroit (4 ou 5 entreprises en France) et la demande variable.

- 14 -

Les coûts présentés ci-après ne sont donnés qu'à titre in-

dicatif et devront être revus au moment de la préparation du projet en

fonction des résultats d'un appel d'offres.

Les 2 puits verticaux, tubes en 7" (avec chambre de pompage

10"3/4 en puits de production] sont estimés à 6 900 000 F hors taxes ;

la pompe immergée permettra d'extraire des débits jusqu'à 150 m3/h (aans

le programme de forage envisagé].

Les puits déviés, tubes en 7" (avec chambre de pompage

10"3/4 en puits de production] sont estimés à 8 100 000 F hors taxes.

Il est à noter que les coûts des 2 programmes de forages ne

peuvent être comparés qu'à condition d'y inclure le coût de l'ensemble

des canalisations de surface reliant les puits aux échangeurs et celui des

surfaces nécessaires à l'implantation des forages (2 fois plus importantes

dans le cas des forages verticaux].

3=3.2, Consommation d'énergie

Les courbes des planches 8 et 9 représentent respectivement

les puissances nécessaires au prélèvement de l'eau géothermale par pompe

immergée et a la réinjection, en fonction du débit. Elles ont été construi-

tes à partir des caractéristiques de matériel disponible sur le marché et

tiennent compte du rendement global des pompes.

Dans une phase ultérieure, on pourra calculer la consommation

d'énergie due aux pompes quand sera connue la durée d'utilisation annuelle

celle-ci dépendant du système de chauffage géothermique adopté et des con-

ditions climatiques.

3.3.3. Entretien

Faute d'expérience suffisante, les chiffres cités ci-après,

ne doivent être pris qu'à titre indicatif. Nous avons envisagé successivement

les problèmes posés par : la corrosion dans les tubages, l'entretien des

pompes (immergées et réinjection], une stimulation éventuelle des puits.

- 15

- tubages : On. peut lutter efficacemerrt contre, la corrosion

dans les tubages par l'emploi d'inhibiteurs de corrosion. Ces produits

sont injectés, au niveau-de. la. pomps-, immergée...par. des tubings de petit

diamètre ("macaroni") j la quantité et la périodicité sont à déterminer en

fonction d'analyses périodiques de l'eau au niveau de la tête d'injection.

Le coût de ces opérations a été estimé à 30 000 F/an HT par doublet,

- pompes immergées : Selon le constructeur, les pompes immer-

gées dans l'eau du Dogger doivent tenir plusieurs années sans incidente

Néanmoins, moyennant un abonnement de 5 000 F/an HT, il est possible de

dépanner ce type de matériel dans les 48 heures avec échange standard des

pièces défectueuses. De plus l'intervention d'un appareil de servicing que.

nécessitent la dépose et la pose de la pompe est estimé à 30 000 F HT.

- pompes réinjection : Un entretien périodique, notamment le

démontage et le rinçage à l'eau douce des pompes, le changement des

presse-étoupes, à chaque arrêt de plusieurs heures, améliorera leur tenue

dans le temps.

- stimulation des puits : II pourra s'avérer nécessaire après

une période de fonctionnement de 10 à 20 ans de stimuler les puits par

lavage à l'acide. Le coût d'une telle opération est estimée à 150 000 F HT

par puits.

CHAPITRE 4

PROGRAMME DE FORAGEPOUR UN DOUBLET VERTICAL

- 17 -

Préambule

Les programmes de forage ci-après ont servi de base aux estimations

de coût qui ont été traitées dans les chapitres précédents.

Chaque programme est étudié pour un ensemble de deux puits (doublet]

l'un de production, l°autre d'injection.

Les choix techniques seront exposés dans le corps du texte : les

solutions retenues sont celles qui a priori paraissent les meilleures dans

l'état actuel des connaissances et des matériels disponibles, mais il est

bien évident qu'au niveau des études d'avant projet des solutions différen-

tes pourraient être préconisées. Ces changements ne devraient pas modifier

de façon sensible l'ordre de grandeur des coûts annoncés.

- 18 -

4 - Programme de forage d8un doublet vertical

4J,

Lorsque les terrains nécessaires sont disponibles, cette technique

est généralement d'un coût inférieur à celle d'un doublet foré en déviation

dirigée. L'économie est largement plus appréciable si l'on doit forer

plusieurs doublets devant desservir une seule chaufferie.

L'emprise du chantier est variable selon le type d'appareil de

forage utilisé ; ses dimensions moyennes sont ici de l'ordre de

80 x 100 m. Sur cette emprise, une plateforme empierrée et compactée permet

la circulation des véhicules (15 t. par essieu] sans risque d'embourbe-

ment. Une semelle en béton et une fosse bétonnée (la "cave"] supportent

l'appareil de forage sur l'emplacement du puits.

Sur un des grands côtés de la plateforme doit être creusé un bourbier

de 2 000 m3 environ, servant à l'évacuation des boues de forage et au

recueil de l'eau extraire pendant les essais de débit. Les boues doivent

être évacuées et mises en décharge contrôlée par une entreprise spécialisée ;

il doit en être de même de 1'eau^produite sauf s'il est possible de la

rejeter dans le milieu naturel sans risques de pollution.

La coupe technique des forages est établie à partir de la coupe pré-

visionnelle des terrains traversés1. Les profondeurs auxquelles doivent être

posés les tubages techniques et la succession des phases de forage qui en

résulte sont indépendantes des diamètres de tubages adoptés.

: 19 -

4,3.1, Phases de forage successives

a) Eventuellement, forage et pose d'un tube guide en surface.

b) Forage de la surface au toit de la craie, vers 150 m» Pose

d'une colonne de surface cimentée en tête.

Ce tubage couvrant les terrains quaternaires et tertiaires a

pour objet :

d'isoler les terrains de surface de toute pollution ultérieure

en cours de forage, et de couvrir les zones de pertes possibles dans les

aquifères de surface.

- d'éviter tout éboulement des sables du Cuisien et des bancs

de lignites qui pourraient survenir ultérieurement lors du forage de la

craie du crétacé supérieur en pertes totales.

- de prévenir en cas de pertes totales, des affaissements des

terrains sous jacents qui risqueraient de menacer la stabilité du derrick.

c) Forage du toit de la craie à la base du crétacé inférieur

vers 1 000 m et pose d'une colonne technique cimentée par-

tiellement de 1 000 m à 500 m et de 0 à 150 m.

Ce tubage a pour but :

- de couvrir les zones de pertes de la craie pour éviter des

incidents de forages ultérieurs.

- de protéger l'albien, principal aquifère profond d'eau

douce du Bassin de Paris.

d) Forage de la base du Crétacé inférieur au toit du réservoir

vers 1 725 m et pose d'un tubage cimenté en deux étages

jusqu'au jour.

e) Forage du réservoir. Les calcaires du Dogger ayant une

bonne tenue, il n'est pas nécessaire de crépiner la forma-

tion ; le forage sera donc laissé en trou ouvert. Une ca-

rotte de 18 m sera prélevée pour permettre l'étude détaillée

des caractéristiques lithologiques du réservoir.

- 20 -

4.3.2, Diamètres de forage et de tubage

Remarque préalable : le programme de forage et tubage a

été envisagé pour un débit de 150 mVh. Néanmoins, dans les conditions

adoptées au chapitre 3, il n'est pas illusoire d'espérer des débits de

l'ordre de 200 m V h qui pourraient être atteints en modifiant la profondeur

de la chambre de pompage ; il faudrait alors prévoir pour celle-ci 210 m

au lieu des 150 m définis plus loinc Ceci conduirait à modifier légèrement

le programme de tubage du puits de production, mais sans incidence notable

sur les coûts du forage.

a) Puits d'injection.

Nous conseillons de réaliser le puits d'injection en premier

car il représente un coût inférieur au forage d'un puits d'exhaure.

Profondeurs

0

150

1000

1725

1900

- •

: •

•

•

0

•

y

y

r

de

17

12

8

6

forage

1/2"

1/4"

3/4"

1/8"

-

0 des

13 3/8"

•I

tubages

9 5/8"\

•

7"•

- 21 -

b) Puits de production

Pour un débit ds 15G m3/h le rabattement prévisible est de

l'ordre de 110 m. En conséquence, il est nécessaire de consituer une

chambre de pompage. La profondeur de cette chambre a été fixée à 150 m.

de façon à maintenir une charge suffisante sur la pompe.

Profondeurs

0

150

1000

1725

1900

-I

>

0

•

-

•

•

de

24

12

a

6

forage

1/4"

3/4"

1/8"

18 5/8" 13

^ _i_

[

0 de

3/8"

9 5/8

tubages

1

_i\

M

•

0 3/4"

7"f

4,4.

Les diamètres de tubages ont été indiqués au paragraphe précédent.

Compte tenu des caractéristiques chimiques attendues pour l'eau

de la formation, il a été prévu des tubages en acier ; le grade d'acier

proposé est le E 36 V dont la structure de recuit est garantie par le

fabricant.

Caractéristiques mécaniques

E i 36 Kg/mm2

R £ 52 Kg/mm2

A ^ 20 %

Composition chimique

C £ 30 %

Si $ 35 %

Mg $ 1 ,40 %

S $ 0,035 %

P ¿ 0,035 %

- 22 -

Les colonnes techniques peuvent être réalisées en casing à filetage

API court qui est le plus économique.

Les colonnes de production et d'injection, ainsi que le tubing de

production des pompes immergées sont prévus avec filetage VAM à manchons

normaux. Cette solution plus onéreuse, assure une étanchéité parfaite du

tubage et minimise les risques de corrosion du fait de l'absence de

rétreint au niveau des accouplements des manchons.

Pour la réalisation des chambres de pompage, le principe d'une

colonne mixte a été choisi de préférence à la pose d'une colonne perdue sus-

pendue par "liner hanger".

La colonne perdue, suspendue dans un casing de diamètre supérieur

par "liner hanger", constitue souvent la solution la plus économique malgré

le coût de la pose ; toutefois, elle a été écartée en raison des risques

de mauvaise tenue des caoutchoucsd'étanchéité au cours du temps, des

risques d'incidents au cours de la pose (coincement de l'outil de pose,

glissement des coins de suspension entraînant un flambage du tubage) ;

enfin de la difficulté de réaliser dans cette solution une cimentation

multiétagée.

La colonne mixte est composée de deux casings de diamètres différents

reliés par une réduction ; cette solution permet de réaliser une économie

importante par rapport au prix d'un tubage du diamètre le plus élevé sur

toute la hauteur de la colonne ; elle garantit une étanchéité aussi bonne

que celle d'une colonne simple, elle est compatible sans difficulté, avec

une cimentation multiétagée nécessaire lorsque les pressions de fractura-

tion des terrains traversés sont faibles.

- 23 -

4.5.

4o5.1. Boues de forage

Les boues de forage sont nécessaires à la lubrification du

trépan, permettant de ramener au jour les déblais (cuttings] et assurent

la tenue des parois du trou»

La consommation d'eau industrielle du forage, pour la pré-

paration des boues notamment, est de l'ordre de 50 m3/jour en moyennej mais

les besoins de pointe peuvent atteindre 100 m3/h.

La traversée des terrains quaternaires et tertiaires s'effec-

tue avec une boue bentonitique simple.

Le forage de la craie est fait à l'eau douce ; en cas de

pertes totales, un débit d'eau neuve de 100 m3/h doit pouvoir être assuré.

Le forage se poursuit jusqu'à la base du crétacé inférieur

avec une eau clarsolée.

De la base du Crétacé inférieur au toit du réservoir, il est

nécessaire d'utiliser une boue élaborée. Enfin, le réservoir se fore avec

une boue de completion biodégradable.

Les caractéristiques précises des fluides de forage et l'es-

timation détaillée des quantités des produits préconisés doivent faire

l'objet d'une étude approfondie lors de la mise au point du projet.

- 24 -4.5.2-. Cimentations et habillage des colonnes

. . La. colonne de surface [150 m] est munie d'un sabot à bille

et cimentée sur toute sa hauteur*

La colonne technique (1000 m] est équipée d'un sabot à soupa-

pe, d'un "float collar" (manchon de retenue pour bouchon) et de centreurs.

Elle est cimentée de 1000 à 500 m et de 150 m au jour ; cette cimentation

partielle a pour but d'éviter des pertes de ciment dans la craie par frac-

turation de cette formation, tout en cimentant l'Albien sur toute sa

hauteur.

La colonne de production ou d'injection est équipée d'un

sabot à soupape d'un "float collar", d'une "DV stage cémenter" (soupape de

cimentation étagée) et de centreurs. Il est prudent de prévoir une cimen-

tation en deux étages en raison de l'aléa existant sur les pressions de

fracturation du Dogger, du Rauracien et du Séquanien. Lors de la cimenta-

tion du premier étage, du toit du Dogger au toit du Séquanien, la pression

exercée par la colonne de ciment sur ces formations reste faible, et le

risque de fracturation est très réduit. La cimentation du deuxième étage

étant effectuée après la prise du premier étage, il n'y a plus de risques

de pertes de ciment.

4.5.3. Diagraphies

Les diagraphies ont pour but de permettre :

- l'établissement d'une coupe géologique précise du forage,

- le contrôle de l'état du trou avant la descente des tubages,

- le calcul des volumes de ciment a injecter pour la cimenta-

tion des colonnes,

- le contrôle des cimentations,

- l'évaluation de la qualité (porosité) du réservoir.

Le programme à partir duquel a été estimé le coût des diagra-

phies tient compte de ces objectifs et comprend les opérations suivantes :

- avant poste du tubages 9 5/8" et 7" :

BGT (Bore hole Geometrical Tool)

Laterolog

Gamma Ray

- 25 -

- après cimentation des colonnes 9 5/8 et 7" :

Thermométrie

puis CBL (Cernent Bond Log)

- après forage du réservoir :

Gamma Ray FDC (Formation Density Compensated]

Microlog

Microlaterolog

diamétreur

4o5.4o Completion

On a regroupé dans ce paragraphe les problèmes posés par le

développement du puits et l'équipement des têtes de puits.

Malgré le forage du réservoir avec une boue de completion bio-

dégradable, il est souvent nécessaire, pour assurer un développement satis-

faisant du puits, de procéder à un lavage à l'acide des parois du trou.

L'attaque du calcaire par l'acide libère alors les particules de boue ou

d'argile qui obturaient plus ou moins les pores de la roche et auraient

provoqué une diminution importante de la perméabilité du réservoir au

niveau du forage (skin effect). Le coût de l'acidification a donc été inclu

dans l'évaluation du coût des puits»

Les têtes de puits sont consituées d'une vanne maîtresse et de

vannes latérales dont le diamètre est fonction des débits à produire ou à

injecter. Il est souhaitable qu'elles soient équipées d'un manomètre et d'un

thermomètre. La tête du puits de production doit être calorifugée.

Les groupes de pompage d'exhaure et d'injection doivent être

sélectionnés soigneusement en fonction des caractéristiques chimiques de

l'eau, des pression et des températures attendues. Pour disposer d'un

matériel parfaitement adapté, il faudrait ne passer les commandes qu'après

la réalisation et l'interprétation des essais de débit et des analyses

chimiques sur le premier forage. En raison des longs délais de livraison

demandés par-les constructeurs, il n'est souvent pas possible de procéder

de la sorte ; un calcul rapide fait apparaître qu'il est préférable de

disposer d'un matériel surpuissant commandé sur la base des prévisons lors

du lancement du projet plutôt que de laisser les puits inexploités faute

de matériel pendant une saison de chauffe.

- 26 -

Les pompes d'exhaure les mieux adaptées sont des pompes cen-

trifuges multiétagées immergées et suspendues a un tubing de production ;

il est souhaitable qu'elles soient munies d'un séparateur de gaz et elles

doivent être équipées d'un moteur pouvant fonctionner à haute température.

Les pompes d'injection sont des pompes centrifuges à haute

pression. Il est nécessaire de prévoir deux pompes d "injection si l'exploi-

tation s'effectueselon deux régimes différents [hiver et été) et si le

second nécessite des débits et donc des pressions beaucoup plus faibles

que le premier.

4.5,5. Estimation des coûts

Les coûts sont estimés dans les conditions économiques du

premier trimestre 1976 pour des forages verticaux réalisés par une entre-

prise ayant accepté un contrat au métré.

Dans ce cas en effet, l'entreprise de forage prend en charge

une part importante des risquesdu forage, ce qui permet d'évaluer le coût

d'un doublet d'une façon assez précise.

Au contraire, dans le système de la régie, le coût des puits

est lié beaucoup plus directement aux incidents aléatoires survenant en

cours de forage, la totalité du risque étant à la charge du maître d'ou-

vrage.

En outre, il est important de noter que, quel que soit le

type de contrat, le coût d'un forage géothermique reste entaché d'aléas.

L'estimation ci-dessous prend en compte les conséquences des in-

cidents les plus probables auxquels on a ajouté une provision pour imprévus

assez importante (7 % ) . Elle pourrait toutefois être largement dépassée en

cas d'incidents graves, entraînant par exemple l'abandon d'un puits ; la

probabilité de tels incidents dans le Bassin de Paris est faible ; mais

elle n'est pas nulle.

- 27 -

On rappellera enfin les réserves énoncées au paragraphe 331

sur la validité des estimations effectuées ici.

Coûts de forage HT (pour un doublet]

Génie civil des plateformes 400 000

Amenée du matériel de forage 200 000

Démontage et remontage entre 2 forages 80 000

Repli du matériel" de forage en fin de marché ' 115 000

Perforation des puits 1760 300

Opérations divErses en régie

(attentes, cimentations, colmatage des pertes etc] 600 000

Boues de forages 200 000

Vidange des bourbiers 150 000

Tubages 1200 000

Diagraphies 150 000

Cimentations 250 000

Acidification du réservoir 150 000

Tête de puits, matériel de pompage 480 000

Provision pour imprévu 401 500

Surveillance géologique 90 000

Maîtrise d'oeuvre (ingénierie] 610 000

Total.»...... 6836 800

arrondi à........ 6900 000

Ce prix ne comprend pas le coût des canalisations de surface.

CHAPITRE 5

PROGRAMME DE FORAGEPOUR UN DOUBLET

CONDUIT EN DEVIATION DIRIGEE

- 29 -

Cette technique peut être retenue si les terrains nécessaires à

plusieurs implantations ne sont pas disponibles. Une seule plateforme sera

alors construite. La longueur des canalisations de surface sera réduite

à la condition expresse de positionner les puits aux abords immédiats de

la chaufferie.

Ce mode de forage entraîne obligatoirement la signature d'un contrat

en régie. De ce fait on doit prévoir la location d'un intendant de forage

faisant office de chef de chantier dont la mission est distincte de la

supervision technique. De plus un contrat sera passé avec une société

spécialement équipée pour la conduite du forage en déviation dirigée.

R.G.M.

nai $orii G 30 V /

o KôP a5Z0 m.

Project c on. hori zontaLe.

- 3D -

5.2,

L'angle de déviation maximum des forages sera de 25° 17' =

L'amorce de la déviation (KOP) se fera à partir de 520 m après avoir

tube les pertes de la craie. Le gradient de déviation sera de 3/4°par 10 m

(build-up). L'angle choisi permettra alors d'avoir des puits suffisamment

espacés à l'arrivée sur l'objectif. La tolérance de l'objectif correspond

à un cercle de 80 m de rayon au toit du réservoir.

Compte tenu du sens de l'écoulement de la nappe, 1"azimuth sera par

rapport au Nord géographique N 135° pour le puits de production et N 315°

pour le puits d'injection. La déclinaison magnétique dans la région de

Fontainebleau est 6°30'W.

5.3.

La plateforme de forage selon l'appareil utilisé sera légèrement plus

vaste que s'il s'agissait de l'aire d'un forage vertical, ses dimensions

seront de 20 % supérieures à celle décrite au paragraphe 4.2.

5.4.

La coupe technique des forages est établie à partir de la coupe

prévisionnelle des terrains traversés. Les profondeurs auxquelles doivent

être posés les tubages techniques et la succession des diamètres de forage

qui en résulte sont indépendantes des diamètres de tubages adoptés. Les

profondeurs seront données par rapport à la verticale et en fonction du

déplacement, ceci permettra de connaître directement les longueurs des

tubages.

- 31 -

5,4ol. Phases de forages successives

aJ éventuellement, forage et pose d'un tube guide,

b) forage vertical de la surface au toit de la craie vers 150 m.

Pose d'une colonne de surface cimentée en tête.

Ce tubage couvre les terrains quaternaires et tertiaires ; il

a pour objet :

- d'isoler les terrains de surface de toute pollution ulté-

rieure au cours du forage et de couvrir les zones de pertes possibles dans

les aquifères de surface ¡

- d'éviter en cas de pertes totales, des affaissements des

terrains sous-jacents, qui risqueraient de menacer la stabilité du derrick,

- d'éviter tout éboulement des sables du Cuisien et des bancs

de lignite qui pourraient survenir lors du forage de la craie du Crétacé

en pertes totales.

c) Forage vertical du toit de la craie jusque vers 500 m

(Turonien) et pose d'une colonne technique cimentée si possible jusqu'en

tête de puits.

Ce tubage a pour but, de couvrir les zones de pertes de la

craie pour éviter des incidents de forage ultérieurs et permettre l'amorce

du forage dévié en toute sécurité.

d) Forage en déviation dirigée à la turbine de 520 à 846 m

(profondeur verticale). Cette phase correspond à l'amorce de la déviation

plus communément appelée "build up". De 846 à 1000 m environ (toit du port-

landien) forage en déviation dirigée correspondant au début de la phase de

stabilisation. Pose d'un tubage cimenté en un seul étage jusqu'au jour.

Ce tubage est imposé par l'arrondissement minéralogique dans

le but de protéger la nappe de l'albisn.

- 32 -

e) Forage en déviation dirigée du toit du portlandien au

toit du Dogger et pose d'un tubage cimenté en deux étages jusqu'au jour.

f) Forage du réservoir en déviation dirigée. Les calcaires du

Dogger ayant une bonne tenue il n°est pas nécessaire de crépiner la forma-

tion. Une carotte de 18 m sera prélevée pour permettre 1"étude détaillée

des caractéristiques lithologiques du réservoir.

5.4-2,, Diamètres de forage et de tubage

Voir remarque en 4.3.2,,

a] Puits d'injection

Nous conseillons de réaliser le puits d'injection en

premier, car il représente un investissement inférieur à celui d'un

puits d'exhaure.

¡Profondeur: verticale

: 0

: 150

: 500

: 1000

: 1725

: 1900

Longueursréelles

0

150

500

1055

1860

2050

0 deforage

-,

•

•

24"

•

17 1/2"

12 1/4"

8 3/4"•

6"

0 des tubages :

•

18 5/8"

•

-13 3/8"

•

9 5/»

•

7" ::

- 33 -

b) Puits de production

Pour un débit de 150 m V h le rabattement prévisible est de

l'ordre de 110 m et compte tenu d'une légère surpression en tête de puits

destinée à vaincre les pertes de charges des canalisations de surface.

En conséquence, il est nécessaire de constituer une chambre de pompage»

La profondeur de cette chambre a été fixée à 150 m.

Profondeurverticale

Longueursréelles

0 deforage

0 des tubages

0

150

500

1000

1725

1900

0

150

500

1055

1860

2050

24-

17 1/2»

12 1/4 "

8 3/4 »

6"

20" 1gH 13"3/8 10"3/4

13 "3/8

9 »5/8

5.5.

Les diamètres du tubages ont été indiqués au paragraphe précédent,

(cf voir paragraphe 4.4. pour les caractéristiques des tubages].

- 34 -

5.6.

5.6=1» Boue de forage

Pendant le forage des terrains quaternaires et tertiaires, la

boue de forage sera une boue bentonitique normale.

Le forage de la craie jusqu'à 500 m se fera à l'eau claire.

Le forage dirigé se fera à l'aide d'une boue à l'huile à emul-

sion inverse. Ce type de boue est aussi compatible pour le forage du ré-

servoir. C'est une boue de completion ne formant pas de cake sur les parois,

elle n'endommage donc pas les formations. Elle permet d'atténuer le risque

de collage, important dans les trous déviés. Elle pourra être récupérée en

fin de forage et sera réemployée pour le second puits.

5.6.2. Cimentation et habillage des colonnes

(cf. voir paragraphe 4.5.2.]

Les 2 points suivants seront particulièrement étudiés lors

du projet définitif.

a) habillage des colonnes

Les tubages auront tendance par gravité à s'appuyer sur la

paroi inférieure des forages. L'habillage des colonnes devra donc être

particulièrement important pour éviter les collages.

b) Avant les cimentations seront injectés des "fluide spacers"

(fluide tampon} spécifiquement adaptés au type de boue pour éviter toute

contamination ciment-boue et pour détruire la fine pellicule d'huile autour

des tubages de façon à ce que le ciment adhère parfaitement au tube,

506.3. Diagraphies

(cf. voir paragraphe 4.5.3.)

5,6c4» Completion

(cf. voir paragraphe 4.5.4.)

- 35 -

5,6,5o Estimation des coûts

(cf. voir paragraphe 4.5,5.J

Coûts de forage HT pour un doublet dévié.

Génie civil des plateformes 250 000

Amenée du matériel de forage 200 000

Rîpage de l'appareil sur 10 m entre deux forages 40 000

Replis du matériel en fin de marche 115 000

Location de l'appareil de forage (120 j) 2040 000

Achats des outils de forage 100 000

Opérations diverses 600 000

Opérations de déviation 263 000

Boues de forages " 300 000

Vidange des bourbiers 150 000

Tubages 1500 000

Diagraphies 150 000

Cimentations 300 000

Acidification du réservoir 150 000

Tête de puits matériel de pompage 480 000

Provision pour imprévus 465 000

Intendant de forage 150 000

Surveillance géologique 90 000

Maitrise dBoeuvre 735 000

Total..... . ..8078 000

arrondi à..........8100 000

- 36 -

CONCLUSION

Cette étude a permis de montrer que l'utilisation de l'énergie

géothermique pour le chauffage de logements dans la région de Fontainebleau

offre de réelles possibilités.

Le réservoir le plus intéressant est le Dogger. Ses caractéristiques

principales sont les suivantes :

Toit du réservoir/sol 1 725 m

Epaisseur utile 70 m

Porosité 12 %

Pression de gisement 180 kg/cm2 ± 4

Température 74°C

Perméabilité 0,3 Darcy

Salinité 5 g/1

Un espacement entre les puits de production et de réinjection de

963 mètres permet une durée d'utilisation de 30 ans à température constante,

pour un débit de 150 m3/h. Cette distance est portée à 1 215 mètres pour

une durée de vie de 50 ans, dans les mêmes conditions d'utilisation.

Les débits-pressions-puissances de pompage aux puits sont indiqués

dans le tableau ci-après. Celui-ci donne pour différents débits, les ra-

battements et puissances de pompage nécessaires au puits de production

d'une part, et, d'autre part, les pressions d'injection et puissances de

pompage au puits de réinjection. Ces valeurs tiennent compte d'une surpres-

sion de 3,5 Kg/cm2 en tête, au puits de production, pour vaincre les pertes

de charge dans les canalisations de surface.

- 37 -

; Débits: m3/h

: 50

: 100

: 150

: 200

Puits de production

Rabattementm

Artésien

50

110

170

Puissance dePompagekw

0

18

60

155

Puits d'injection :

Pressiond ' injection

kg/cm2

14,4

22,7

31,9

41,7

Puissance de :Pompage :kw :

40 :

90 :

185 :

310 :

Les coûts des 2 programmes de forage envisagés sont les suivants :

- coût d'un doublet en forage vertical : 6 900 000 F HT.

- coût d'un doublet en forage dirigé : 8 100 000 F HT.

Ces prix n'incluent pas les terrains de surface nécessaires à l'im-

plantation des forages, ni toutes les canalisations de surface destinées

à faire communiquer les puits et la chaufferie, dont il faudra tenir compte

avant d'adopter l'un ou l'autre de ces programmes. La réalisation des

forages ne présente pas de problème particulier.

Néanmoins, les aléas sur la pression de gisement et la perméabilité,

font recommander, en cas de réalisation du projet, de commencer par le forage

d'injection, moins coûteux et qui, en fonction du résultat des essais,

permettra de mieux définir les caractéristiques du réservoir et modifier,

si besoin est, le programme de forage et tubage du puits de production.

Planche 1

FONTAINEBLEAU

POSITION SCHEMATIQUE DES PRINCIPALES FORMATIONS AQUIFERES

Etage géologique Lithologiedes réservoirs

Perméabilité

nulle faible bonne

Températureapproximative Observation

Tertiaire

Sénonien

Turonien

Cénomanien

Albien

Néocomien

Purbeckien

Portlandien

Kimméridgien

Lusitanien

Oxfordien

Callovien

Lias

Rhétien

Trias

craie

sable

sable

dolomie

calcairegréso-crayeux

calcaire

• l - l - l - l

-l-l-l-

I7T7T7F,-I-I-H

•l- l- l- l

o | o | o | c

grès argileux

grès, grès argileux

38°

45°

45°

55°-60°

70°

80°

90°-100°

Exploitation réglementée

Température faible

Epaisseur trop réduite

Médiocre dans l'ensemble

(Aquifère étudié)

Epaisseur très réduite

Réservoir discontinu

Eau très salée

Formation mal connue

Planche 2

FONTAINEBLEAU

CADRE GEOLOGIQUE

PROFONDEUR DU RESERVOIR

Echelle 1/500.000

50= =

Forage ayant atteint le Dogger

Site éventuel du forage d'exploitation géothermique

•ZÀ Limite occidentale des calcaires oolithiques vacuolaires

^ ^ = : Limite orientale du Dogger terminal ± vacuolaire

~—p^ Limite septentrionale du Dogger crayeux

Trace de la coupe géologique dans le Dogger (planche 3)

—1600— Courbe d'égale profondeur du toit du réservoir (en mètres, par rapport au niveau de la mer)

— Courbe intercalaire

PI.3

N.

Vert Saint Denis 1

2 5 8 - 1 - 3 9

1682

A

FONTAINEBLEAU

(projection)

Choiily 3

2 5 8 - 5 - 3

Chailly-Sud 1

2 5 8 - 6 - 6 4

LIAS

Villemer 102

294-7

s.

LIAS

FONTAINEBLEAU

COUPE LITHOLOGIQUE DANS LE DOGGER

ECHELLE

Horizontale : 1/500.000

Verticale : 1 /2 .000

LEGENDE

LITHOLOGIE

Calcaire oolithique ougraveleui ( poreux)

Calcaire sublithorapniqueou recristallisé (compact)

Calcaire argileux, marne,argile (Imperméable )

Niveau fracturé

POROSITE

> 15%

10 - 15 %

5-10%

< 5%

S Y M B O L E S LITHOLOGIQUES(Cf. rapport)

R C Calcairi alttrnofivtmcnT poreux »t compact

R.1 Réservoir "principal" du Dogger

C Colcoirt compact

A.1 Niveau marnegx imperméable

R 2 Réservoir " secondaire"

A 2 Niveau marneux imperméable

R.3 Réiervolr "annexe"

FONTAINEBLEAUHYDROCHIMIE DU DOGGER

Planche 4

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Planche 5

Pression de débiten tête de puits

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FONTAINEBLEAU

PRESSIONS EN TETE DE PUITS

VARIATIONS EN FONCTION DU DEBIT

200 m 3 / h

Débit

Variations en fonction des paramètres hydrogéologiques : K

P

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P = 180 kg/cm2

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FONTAINEBLEAU

PRESSION D'INJECTION

Planche 6

Pressiond'injection

kg/cm 2

60-1

Variation de la pression d'injection

en fonction du débit pour différentes

valeurs de perméabilité (après 30 ans)

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40-

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tubage 7 "forages verticauxpression de gisement 180 kg /cm 2

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Planche 7

FONTAINEBLEAU

ECARTEMENT ENTRE LES PUITS

150CH

1000 H

500 H

150 200 m 3 / h

Planche 8

FONTAINEBLEAU

PUISSANCE DE PRELEVEMENT

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Débit

200 m 3 /h

Planche 9

FONTAINEBLEAU

PUISSANCE D'INJECTION

Puissance

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200H

100 150

Débit

200 m 3 / h

FONTAINEBLEAU

COUPE GEOLOGIQUE PREVISIONNELLE

Planche 10

Profondeur

130

570

650

685

825

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Epaisseur

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140

175

25

132

183

245

112

28

110

Lithologie

Calcaire

Calcaire gréseux

Calcaire et calcaire crayeux

Argile silteuie

Grés fin

Sable; débris végétaux pyritisét

Craie blanche à silex

Craie, devenant argileuse à la base

Craie argileuse, glauconieuse

Argile sableuse; intercalations de grès

glauconieux

Argile finement sableuse et glauconieuse

S a M e glauconieux

Passées d'argile plus ou moins sableuse, glauconieuse

Passées de lignite

Argile sableuse et sabh

Lignite très abondante i la bate

Calcaire dolomitique, parfois gréseux, graveleux

Calcaire sublithographique

Marne finement gréseuse, calcaire argileux

Marne plus ou moins gréseuse, micacée;

intercalations de calcaire argileux

Calcaire argileux; débris coquille»

Calcaire parfois argileux; intercalations de marne

Calcaire fin, parfois légèrement gréseux, très

localement crayeux

Marne grise, localement gréseuse

Oalithes ferrugineuses-

Marne grise, compacte; fossiles abondants

Calcaire oalithique et graveleux

Argile

Stratigraphie

TERTIAIRE

SENONIEN

TURONIEN

CENOMANIEN

GAULT

ALBO-APTIEN

NEOCOMIEN

PURBECKIEN

PORTLANDIEN

KIMMERIDGIEN

"LUSITANIEN"

ARGOVO-OXFORDIEN

CALLOVIEN

Observations

Pertes

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FONTAINEBLEAU

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