Etude mecanique et modelisation de la fracturation en extension, application au domaine de la mer du nord

• Auteur / Autrice : Christophe Pascal
• Direction : Jacques Angelier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : ?
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail vise a determiner le jeu des failles majeures du champ petrolier de fry (elf norge) situe au sein du viking graben (mer du nord) et soumises au regime extensif jurassique superieur. La demarche adoptee est la suivante : 1) caracteriser l'evolution des champs de paleocontraintes regionales par des travaux de terrain ; 2) predire les jeux des failles du champ de fry lors de l'extension jurassique a l'aide de modeles geomecaniques. Le premier volet de la these presente les travaux de terrain effectues en ecosse du ne et dans les iles shetland et l'analyse de la fracturation des carottes de forage du champ de fry. L'analyse des paleocontraintes permet de determiner quatre phases tectoniques : 1) extension nw-se a ne-sw du devonien moyen a superieur ; 2) compression e-w au carbonifere superieur ; 3) extension localement nne-ssw au jurassique superieur et 4) compression nne-ssw a l'eocene. L'analyse des plans stries des carottes de forage de fry donne une extension wnw-ese au jurassique superieur. Le deuxieme volet de la these porte sur la determination des jeux de failles de fry par deux methodes. La premiere methode a ete developpee par nos soins. Cette methode simplifiee permet le calcul de la contrainte tangentielle appliquee a un plan de faille donne. Elle comporte l'avantage de la souplesse d'emploi et ne requiert que quatre parametres. Nous avons utilise, en deuxieme lieu, la methode des elements distincts 3-d. Son utilisation requiert l'introduction d'un nombre plus eleve de parametres. On affecte aux failles les parametres mecaniques de mohr-coulomb et au materiau rocheux des proprietes elastiques. L'application de contraintes aux limites du modele permet de simuler les jeux des failles du champ soumises a un etat de contraintes regional. Pour les deux modeles nous avons effectue les essais en fonction du rapport de forme du tenseur de contraintes applique. Les principaux resultats de notre etude sont les suivants : 1) pour la methode sortan le resultat optimal est obtenu pour un rapport de forme de eleve, en accord avec le processus de rifting lineaire qui a affecte fry au jurassique superieur ; 2) nous montrons que les methodes simplifiees de wallace-bott sont validees ; 3) des phenomenes impredictibles par les methodes de wallace-bott (rotations de blocs) sont mis en evidence par la med.