Characterisation of deep reservoirs for geothermal application: development of a proof of concept in the Loiret department (Centre-Val de Loire region, France)

La connaissance géologique et hydrogéologique des réservoirs géothermiques profonds dans les bassins sédimentaires français diffère considérablement en fonction de l'exploration antérieure effectuée (principalement pour la recherche d'hydrocarbures). Actuellement, le développement de la géothermie pour la production de chaleur en France est principalement concentré dans les régions d'Ile-de-France et de Nouvelle-Aquitaine. Pour favoriser le développement de projets de géothermie profonde dans d'autres aquifères et zones géographiques, une meilleure connaissance de la géométrie et des propriétés des ressources géothermiques est nécessaire en retraitant les données existantes issues de l'exploration pétrolière (forages, campagnes sismiques), et les données issues de l'exploitation des ressources géothermiques ou en eau. Dans ce contexte, le BRGM a été missionné par la Direction Générale du Climat et de l'Énergie (DGEC) pour coordonner un inventaire géothermique national. La première année (2023-2024) a permis de réaliser une première preuve de concept avec une revue et une analyse des données hydrocarbures pour caractériser le potentiel géothermique des réservoirs profonds (> 500m) appartenant aux unités de l'Oxfordien, du Dogger et du Trias dans le département du Loiret du bassin parisien. Des analyses de diagraphies ont été effectuées sur 46 puits (45 puits d'hydrocarbures, 1 puits géothermique) et un ensemble de 12 puits a été sélectionné pour une interprétation quantitative et un modèle pétrophysique. Environ 1930 km de données sismiques anciennes ont été retraitées, en appliquant une séquence de traitement qui reflète au mieux la géométrie du sous-sol et préserve les amplitudes sismiques, ce qui permet de les utiliser pour l'interprétation quantitative. Un processus spécifique a été développé pour caractériser les réservoirs géothermiques profonds. Dans un premier temps, les environnements de dépôt (types de roches) ont été définis pour chaque type de réservoir (carbonates, grès) sur la base de l'interprétation des diagraphies et des corrélations stratigraphiques des puits. Dans un deuxième temps, un modèle géologique 3D a été construit en utilisant les horizons de l'interprétation sismique convertis en profondeur et remplis avec des environnements de dépôts en utilisant une approche stochastique. Dans un troisième temps, des analyses statistiques ont été réalisées pour extraire des cartes de favorabilité du modèle 3D pour chaque réservoir. Les cartes de favorabilité définissent la probabilité d'intercepter un faciès avec des propriétés réservoir. En outre, des cartes de profondeur, de température, d'épaisseur totale et nette ont été définies. Le workflow a été complété par des interprétations quantitatives (volume d'argile, porosité totale et effective) le long des lignes sismiques 2D (600 km sur les 1930 km). Ce travail se poursuivi en 2024-2025 pour l'ensemble de la région Centre-Val de Loire et Picardie dans le bassin parisien.