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Thèse : Thermicity, fluid-flow and fracture sealing appraisal...

Thermicity, fluid-flow and fracture sealing appraisal to de-risk geothermal exploration in sedimentary basins - case of the Geneva Basin

Secteur d'activité : Recherche et enseignement

Employeur : IFP Energie Nouvelles

Localisation : Rueil-Malmaison

Description :

The exploration of geothermal targets in sedimentary basins has to face several challenges including the prediction of the temperature distribution in potential water reservoirs, and the connectivity of fracture networks which affects production efficiency. Combining the characterization of fossil and active geothermal systems with geological modeling offers the potential to better assess the above parameters.

A wide exploration campaign is presently carried out in the Geneva Basin, the westernmost sector of the Swiss Molasse Plateau. Here, the Mesozoic sedimentary pile and the Permo-Carboniferous troughs include different potential geothermal reservoirs. Seismic and borehole data are available together with present day fluid geochemistry and a 3D basin-scale geological model. Exhumed analogues of the potential reservoirs are accessible in sub-surface cores and at outcrops and locally reveal the presence of past circulations of geothermal fluids (i.e. fractures cemented by various mineralizations).

This project aims at capitalizing the IFPEN in-house expertise in geosciences to serve geothermal exploration via multiple tasks:

1) The description of the geometric characteristics of the faults and fractures were geothermal fluids were channeled, by studying fossil geothermal systems which are analogues of the active ones.

2) The characterization of paleo-fluids origin (timing, temperature, pressure, composition and migration paths) via the diagenesis study of mineralized fractures, representing the fossil witnesses of the past fluid-flow at basin scale.

3) Fluid-rock interaction simulations will test the thermodynamic validity of the cementation processes, define kinetic parameters and evaluate cement volume and spatial distribution. Integration of the whole results into the basin-scale geological model will evaluate the cementation risk in areas with different thermo-barometric history and distances from paleo-fluid sources.

Keywords: geothermal fluids, fracture diagenesis, basin thermal history, basin paleo-hydrology, cementation risk

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Thèse : Caractérisation de la déformation de l'avant‐pays alpin et impact sur l’organisation des systèmes fluviatiles fossiles oligo‐miocènes

Secteur d'activité : Recherche et enseignement

Employeur : MinesParis Tech

Localisation : Paris

Contact : caroline.mehl@mines‐parsitech.fr

Description :

Caractériser l’impact de la déformation du substratum sur les hétérogénéités sédimentaires constitue un enjeu majeur en termes de prédiction de l’hétérogénéité des réservoirs clastiques.
Une reconstitution paleo‐hydrologique des bassins versants de deux systèmes fluviatiles fossiles oligomiocènes situés de part et d’autre du front de la nappe de Digne (thèse AE Held) a permis de mettre en évidence un important impact de la déformation d’avant‐pays sur l’organisation des systèmes fluviatiles fossiles de l’Ubaye et de la Durance.
Nous proposons, dans ce travail de thèse, de caractériser la déformation incrémentale dans les séries synchrones de ces systèmes fluviatiles fossiles ainsi que les fluides ayant circulé de part et d’autre du front de la nappe au cours de ces épisodes de déformation. La déformation précoce des séries sera abordée par une campagne d’Anisotropie de Susceptibilité magnétique dans l’encaissant des systèmes fluviatiles. La déformation cassante sera déduite d’une étude du réseau fracturé et de la cinématique des failles au regard du plissement des séries. L’origine des fluides ayant circulé au front de la nappe sera déduite de l’analyse des isotopes stables C et O des ciments des grès et des remplissages de fractures.

Ce sujet s’adosse à un projet RGF en cours de montage.

Profil :

Le candidat sélectionné devra faire preuve d’une grande curiosité et d’un goût pour le travail pluridisciplinaire, afin de gérer un sujet à la frontière entre tectonique et sédimentation. Puisqu’une partie du travail
s’effectuera sur le terrain et en laboratoire, une bonne expérience d’acquisition de données sur terrain et un goût pour le travail analytique semblent essentiels.

Encadrement

Unité(s) de recherche au sein de laquelle le doctorat est réalisé : Equipe de Géologie, centre de Géosciences
Mines Paristech.
Directeur de l’unité : I. COJAN
Directeur(s)* de thèse (HDR ou équivalent) : I. COJAN
Co‐encadrant (non HDR) : C. MEHL.
Collaboration P. ROBION, Université de Cergy Pontoise

Date limite de soumission des candidatures : 10/06/2018