Modèle de dépot, evolution diagénétique, propriétés physiques et analyse de sismique quantitative du réservoir carbonaté de gaz de Yadana (Offshore Birmanie)

La plateforme carbonatée de Yadana est le réservoir principal d’un champ de gaz en Mer d’Andaman, au large des côtes Birmanes produisant depuis 1998. Le réservoir est d’âge Oligocène-Miocène et est scellé par 1200 m de sédiments silicoclastiques. Prédire les ressources en hydrocarbure et les mouvements des fluides durant la production est un challenge majeur pour ce champ devenu mature. Le présent travail de thèse met en place une méthodologie aboutissant à la construction détaillée de l’architecture du réservoir. Ce travail est multi-échelle, intégratif, multidisciplinaire couvrant des domaines tels que la sédimentologie, la diagenèse, la géochimie, la physique des roches, la géophysique et se base sur un large et complet jeu de données incluant des carottes, des diagraphies, des mesures petrophysiques, des données de production ainsi que des données de sismique 3D. D’un point de vue sédimentologique, trois types d’usines à carbonates ont été identifiés, produisant les sédiments au sommet de la plateforme dans des conditions oligophotiques à mésophotiques. Les faibles modifications latérales de facies et l’architecture de dépôt en couches stratifiées déduite des corrélations de puits et de l’imagerie sismique suggèrent un dépôt sur un haut-fond à faible relief. La production et l’accumulation des carbonates étaient, au début du Miocène principalement contrôlé par la pénétration de la lumière, la teneur en éléments nutritifs et les conditions hydrodynamiques elles-mêmes liées aux variations d’intensité de la mousson, aux apports terrigènes et à l’activité des courants d’upwelling en mer d’Andaman. Avec une porosité moyenne de 28%, la diagenèse est un facteur de contrôle important des propriétés réservoir. Les sédiments riches en coraux enregistrent une dissolution marine de l’aragonite ainsi qu’une lithification précoce de la matrice. L’analyse géochimique suggère que le hiatus de dépôt au sommet de la plateforme est lié à un ennoiement de la plate-forme. La diminution importante de la porosité (jusqu’à 10%) en dessous du contact gaz-eau suggère une phase majeure d’évolution de la porosité pendant et/ou après la mise en place des hydrocarbures. En modifiant considérablement la porosité et le réseau poreux, la diagenèse contrôle en grande partie l’architecture acoustique et sismique du réservoir. La calibration puits sismique a permis de mettre en évidence l’origine des réflecteurs sismiques. Ils se forment ainsi, dans la zone à gaz, à la limite entre deux unités diagénétiques ou résultent d’interférences entre les réflexions de la base et du sommet de ces intervalles. La lithification marine précoce des intervalles à coraux génère des réflecteurs de fortes amplitudes, continus, et assimilables à des lignes-temps chronostratigraphiques. En revanche, un réflecteur diachrone, recoupant la stratigraphie, est généré au niveau d’un contraste de porosité au voisinage du contact eau-hydrocarbure. Enfin, une méthode d’inversion pétrophysique basée sur une approche DEM (Differential Effective Medium theory) a été développée et appliquée sur les données de sismique 3D. Cette approche a permis de prédire de manière pertinente les hétérogénéités géologiques ayant une incidence sur les écoulements de fluide et la montée du niveau d’eau dans le réservoir. Fournissant un cadre géologique robuste à la caractérisation du réservoir de Yadana, la présente thèse apporte également des informations supplémentaires sur la compréhension des facteurs géologiques et environnementaux contrôlant les systèmes de carbonates isolés cénozoïques en Asie du Sud-Est. Ce travail met en évidence l’interdépendance existante entre la géologie et l’imagerie sismique et démontre que les caractérisations paléoenvironnementale et diagénétique sont essentielles à la fois en phase d’exploration, mais aussi en phase d’évaluation et de production d’hydrocarbures.