Géochimie organique du bassin de Paris Organic Geochemistry of the Paris Basin

Abstract

On présente ici les principaux résultats de l'étude géochimique réalisée, dans le bassin de Paris, à partir des déblais et des carottes provenant de 100 sondages pétroliers ou miniers, et des huiles prélevées dans les réservoirs du Mésozoïque (Trias, Bathonien supérieur, Néocomien). Les différentes méthodes géochimiques utilisées sont la pyrolyse, particulièrement bien adaptée à l'étude des nombreux échantillons de déblais recueillis, la chromatographie en phase gazeuse pour l'analyse détaillée des huiles et des extraits de roche, la spectrométrie de masse pour l'étude des biomarqueurs. Les époques principales de formation de l'huile et du gaz ont été déterminées par simulation sur ordinateur d'un modèle mathématique de genèse des hydrocarbures. Les méthodes de pyrolyse ont permis de dresser des logs géochimiques des forages étudiés et de déterminer, par le calcul, les paramètres de pyrolyse initiaux des roches-mères, avant leur enfouissement. On a pu ainsi établir, dans le périmètre étudié, des cartes de carbone organique initial, de potentiels pétroliers totaux et de quantités d'HC migrés. L'ensemble de ces résultats montre que les roches-mères de la grande majorité des huiles du Mésozoïque sont situées dans le Lias, s'échelonnant depuis le Toarcien jusqu'à l'Hettangien et que les meilleures zones de potentiel pétrolier du Bassin sont localisées à l'emplacement des régions de forte subsidence à l'époque du Lias. L'étude détaillée des hydrocarbures et celle des biomarqueurs ne permettent pas de distinguer les différentes huiles entre elles, quelle que soit leur profondeur, ni de leur attribuer une origine précise à partir des différents niveaux du Lias. Les cartes de migration mettent en évidence des déplacements latéraux des hydrocarbures dans certaines roches-mères (cas du Toarcien inférieur). Elles montrent aussi un déficit important en hydrocarbures à la base du Lias (Hettangien-Sinémurien) qui apparaît comme une roche-mère potentielle des huiles du Trias. En ce qui concerne ces dernières, leurs principaux chemins de migration sont probablement les failles qui recoupent le Trias et la base du Lias qui ont pu jouer un rôle important au cours du Tertiaire (failles en distension). Une migration latérale dans les réservoirs (calcaires poreux du Dogger, grès du Trias) est envisagée. A l'est du Bassin (sud de Nancy) quelques gisements de gaz et d'huile rencontrés dans le Muschelkalk semblent avoir une origine paléozoïque (bassin Sarro-Lorrain). This article gives the main results of the geochemical survey made in the Paris Basin from cuttings and core samples coming from 100 petroleum or mining boreholes and from oil samples taken from Mesozoic reservoirs (Triassic, Upper Bathonian, Neocomian). The different geochemical methods used are pyrolysis, which is well suited for examining the numerous cuttings samples gathered, gas chromatography for the detailed analysis of oils and rock extracts, and mass spectrometry for examining biomarkers. The main times when oil and gas were formed were determined by computerized simulation using a mathematical model for the formation of hydrocarbons. Pyrolysis methods were used to compile geochemical logs of the boreholes investigated and to determine, by computing, the initial pyrolisis parameters of source rocks before their burial. In this way, within the area investigated, maps were compiled of the initial organic carbon, the total petroleum potentials and the amounts of migrated hydrocarbons. These results as a whole show that the source rocks for the great majority of the Mesozoic oils are situated in the Lias, ranging from the Toarcian to the Hettangian, and that the zones having the best petroleum potential in the Basin are located in areas of strong subsidence in Lias times. The detailed examination of the hydrocarbons and biomarkers did not distinguish different oils from each other, no matter what depth they came from, nor could these oils be attributed to a specific origin in the different levels of the Lias. The migration maps reveal lateral displacements of hydrocarbons in some source rocks (Lower Toarcian). They also show a considerable hydrocarbon deficit at the bottom of the Lias (Hettangian, Sinemurian) that appears to be a potential source rock for Triassic oils. With regard to these oils, their main migration paths were probably the faults that cut through the Triassic and the bottom of the Lias, which must have played an important role during the Tertiary (distensional faults). Lateral migration in reservoirs (porous limestone in the Dogger, sandstone in the Triassic) is considered. In the eastern part of the basin (south of Nancy), several gas and oil fields found in the Muschelkalk seem to be of Paleozoic origin (Saar-Lorraine Basin).