Contrôle de la paléotopographie des fonds sous-marins sur l'architecture des systèmes turbiditiques : une approche couplée de restauration structurale et de modélisation numérique des processus sédimentaires, appliquée à un exemple de l'offshore du Brésil., Control of the submarine palaeotopography on the turbidite system architecture : an approach combining structural restorations and sedimentary process-based numerical modeling, applied to a Brazilian offshore case study

Gilberto Albertao

Description

Sous la direction de Thierry Mulder
Thèse soutenue le 21 septembre 2010: Bordeaux 1
La dynamique des courants de turbidité est fortement contrôlée par la morphologie du fond marin. Les turbidites issues de ces courants constituent des réservoirs d’hydrocarbures très importants dans les bassins sédimentaires à travers le monde. L'objectif principal de ce travail est de comprendre comment le paleorelief a contrôlé la géométrie et l'architecture des réservoirs turbiditiques, en utilisant comme zone d'étude les réservoirs du Crétacé d'un champ pétrolier du bassin de Campos (offshore du Brésil), où la tectonique a été en partie dominée par l'halocinèse. La méthodologie utilisée dans cette thèse a couplé deux approches. La première a inclus à la fois la description des séquences sédimentaires, à partir de données de sismique-réflexion et de puits, et les restaurations structurales. Six horizons régionaux et quatre unités-réservoirs ont été identifiés et cartographiés afin de construire un modèle géologique multi-2D. Ces surfaces ont ensuite été aussi restaurées. Les résultats de cette étape suggèrent que les failles liées à l'halocinèse ont contraint la paléotopographie pour le dépôt des réservoirs plus anciens et que des structures tectoniques et un canyon ont formés les contraintes paléotopographiques pour la distribution des réservoirs plus jeunes. La seconde approche a été l'analyse du rôle des paramètres des écoulements en effectuant des simulations numériques du type stratigraphique (Dionisos) et des automates cellulaires (CATS). Une surface restaurée, considérée comme référence pour le dépôt des unités-réservoirs a été utilisée comme paléotopographie pour les simulations CATS. Le modèle numérique a été contraint par les données réservoirs. Cette utilisation inédite des simulations 3D avec des automates cellulaires dans une étude de cas réel concernant des dépôts marins anciens a produit des résultats réalistes par rapport aux exemples modernes connus. Elle a également fourni des résultats plus exploitables à l'échelle de réservoir que les modèles numériques de type stratigraphique. Ce travail met en évidence l'importance des interactions tectonique-sédimentation et de la paléotopographie pour la distribution de réservoirs turbiditiques.
-Paléotopographie liée à la tectonique salifère
-Réservoirs turbiditiques du Crétacé Supérieur
-Canyon
-Bassin de Campos
-Analyse/corrélation puits-sismique
-Modélisation géologique
-Restaurations structurales
-Modélisation numérique
The dynamic of gravity-driven turbidity currents is strongly influenced by the morphology of the seafloor. The resulting turbidites constitute important hydrocarbon reservoirs in sedimentary basins throughout the world. The main objective of the present work is thus to understand the way the paleorelief controls turbidite reservoir architectures, with application in a specific study area with Cretaceous reservoirs in Campos Basin (Brazilian offshore). The tectonics in this Basin was partly controlled by halokinesis. The first approach was describing the local Cretaceous sedimentary sequence architecture, from seismic and well data, and performing structural restorations. Six regional horizons and four reservoir-scale units were identified and mapped in order to build a multi-2D geological model. Structural restorations highlighted the structural evolution and allowed the related horizon palaeotopography to be obtained. The results of this work step suggest that the halokinesis-related listric faults regulated the distribution of the basal reservoirs. Moreover, at the top of the Albian carbonates, a canyon was identified, which, in association with the tectonic structures, forms the palaeotopographic constraints for the upper reservoir geometry. The second approach was analyzing the role of flow controlling parameters by performing stratigraphic (Dionisos) and cellular automata-based (CATS) numerical simulations. The latter provided a more appropriate reservoir scale-simulation process than Dionisos. A restored surface, considered as reference for the deposition of the reservoir units, was used as the palaeotopography for CATS simulations, having as constraints the reservoir data. This pioneer use of cellular automata simulations in a real subsurface case study produced coherent results when compared with the actual reservoir distribution. This work sheds light on the importance of tectonic-sedimentation interactions and of palaeotopography for the distribution of turbidite reservoirs.
-Salt-related palaeotopography
-Upper Cretaceous turbidite reservoirs
-Campos Basin
-Well-seismic analysis
-Geological modeling
-Structural restorations
-Numerical modeling
-Cellular automata simulations
Source: http://www.theses.fr/2010BOR14064/document

Sujets

• Canyon
• Bassin de Campos

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 32
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 32 Mo

Extrait

N° d’ordre :

THÈSE
PRÉSENTÉE A
L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1
ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES ET
ENVIRONNEMENTS
LABORATOIRE ENVIRONNEMENTS ET PALEOENVIRONNEMENTS
OCEANIQUES

par ALBERTÃO, Gilberto Athayde

POUR OBTENIR LE GRADE DE
DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : Sédimentologie marine et paléoclimats

TITRE: Contrôle de la paléotopographie des fonds sous-marins sur
l'architecture des systèmes turbiditiques:
Une approche couplée de restauration structurale et de modélisation
numérique des processus sédimentaires, appliquée à un exemple de
l'offshore du Brésil.

Thèse dirigée par MULDER, Thierry
Soutenue le: 21 septembre 2010

Devant la commission d’examen formée de :
MM.
GUILLOCHEAU, François - Professeur, Université Rennes 1 - Rapporteur
KNELLER, Benjamin C. - Professeur, Université d'Aberdeen - Ra
COBBOLD, Peter – Professeur, Université Rennes 1 - Examinateur
SCHNEIDER, Jean-Luc – Professeur, Université Bordeaux 1 - Examinateur
MULDER, Thierryversité Bordeaux 1 – Directeur de Thèse
ESCHARD, Rémi – Dr., IFP – Promoteur de Thèse (IFP)
LOPES, Marcos Roberto Fetter – Dr., Petrobras - Invité
II




Control of the submarine palaeotopography on
the turbidite system architecture:
An approach combining structural restorations
and sedimentary process-based numerical
modeling, applied to a Brazilian offshore case
study

VOL. I

R-A C-15 C-08
Seism-K
Sant. seq.
Tur
Salt



by Gilberto A. ALBERTÃO

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES ET ENVIRONNEMENTS
LABORATOIRE ENVIRONNEMENTS ET PALEOENVIRONNEMENTS OCEANIQUES
UNIVERSITE BORDEAUX 1 – TALENCE - FRANCE
III
ABSTRACT
==============================

The dynamic of gravity-driven turbidity currents is strongly influenced by the morphology of the seafloor. The
resulting turbidites constitute important hydrocarbon reservoirs in sedimentary basins throughout the world. The
main objective of the present work is thus to understand the way the paleorelief controls turbidite reservoir
architectures, with application in a specific study area with Cretaceous reservoirs in Campos Basin (Brazilian
offshore). The tectonics in this Basin was partly controlled by halokinesis.
The first approach was describing the local Cretaceous sedimentary sequence architecture, from seismic and well
data, and performing structural restorations. Six regional horizons and four reservoir-scale units were identified
and mapped in order to build a multi-2D geological model. Structural restorations highlighted the structural
evolution and allowed the related horizon palaeotopography to be obtained. The results of this work step suggest
that the halokinesis-related listric faults regulated the distribution of the basal reservoirs. Moreover, at the top of
the Albian carbonates, a canyon was identified, which, in association with the tectonic structures, forms the
palaeotopographic constraints for the upper reservoir geometry.
The second approach was analyzing the role of flow controlling parameters by performing stratigraphic
(Dionisos) and cellular automata-based (CATS) numerical simulations. The latter provided a more appropriate
reservoir scale-simulation process than Dionisos. A restored surface, considered as reference for the deposition of
the reservoir units, was used as the palaeotopography for CATS simulations, having as constraints the reservoir
data. This pioneer use of cellular automata simulations in a real subsurface case study produced coherent results
when compared with the actual reservoir distribution.
This work sheds light on the importance of tectonic-sedimentation interactions and of palaeotopography for the
distribution of turbidite reservoirs.

Title: "Control of the submarine palaeotopography on the turbidite system architecture: an approach combining structural
restorations and sedimentary process-based numerical modeling, applied to a Brazilian offshore case study".
Keywords: Salt-related palaeotopography, Upper Cretaceous turbidite reservoirs, canyon, Campos Basin, well-seismic
analysis, geological modeling, structural restorations, numerical modeling, cellular automata simulations.


RESUME
==============================

La dynamique des courants de turbidité est fortement contrôlée par la morphologie du fond marin. Les turbidites
issues de ces courants constituent des réservoirs d’hydrocarbures très importants dans les bassins sédimentaires à
travers le monde. L'objectif principal de ce travail est de comprendre comment le paleorelief a contrôlé la
géométrie et l'architecture des réservoirs turbiditiques, en utilisant comme zone d'étude les réservoirs du Crétacé
d'un champ pétrolier du bassin de Campos (offshore du Brésil), où la tectonique a été en partie dominée par
l'halocinèse.
La méthodologie utilisée dans cette thèse a couplé deux approches. La première a inclus à la fois la description
des séquences sédimentaires, à partir de données de sismique-réflexion et de puits, et les restaurations
structurales. Six horizons régionaux et quatre unités-réservoirs ont été identifiés et cartographiés afin de
construire un modèle géologique multi-2D. Ces surfaces ont ensuite été aussi restaurées. Les résultats de cette
étape suggèrent que les failles liées à l'halocinèse ont contraint la paléotopographie pour le dépôt des réservoirs
plus anciens et que des structures tectoniques et un canyon ont formés les contraintes paléotopographiques pour
la distribution des réservoirs plus jeunes.
La seconde approche a été l'analyse du rôle des paramètres des écoulements en effectuant des simulations
numériques du type stratigraphique (Dionisos) et des automates cellulaires (CATS). Une surface restaurée,
considérée comme référence pour le dépôt des unités-réservoirs a été utilisée comme paléotopographie pour les
simulations CATS. Le modèle numérique a été contraint par les données réservoirs. Cette utilisation inédite des
simulations 3D avec des automates cellulaires dans une étude de cas réel concernant des dépôts marins anciens a
produit des résultats réalistes par rapport aux exemples modernes connus. Elle a également fourni des résultats
plus exploitables à l'échelle de réservoir que les modèles numériques de type "stratigraphique".
Ce travail met en évidence l'importance des interactions tectonique-sédimentation et de la paléotopographie pour
la distribution de réservoirs turbiditiques.

Titre: "Contrôle de la paléotopographie des fonds sous-marins sur l'architecture des systèmes turbiditiques: une approche
couplée de restauration structurale et de modélisation numérique des processus sédimentaires, appliquée à un exemple de
l'offshore du Brésil".
Mots-clefs: Paléotopographie liée à la tectonique salifère, réservoirs turbiditiques du Crétacé Supérieur, canyon, bassin de
Campos, analyse/corrélation puits-sismique, modélisation géologique, restaurations structurales, modélisation numérique,
simulations avec les automates cellulaires.
IV



















































A mon père, in memoriam
Control of submarine paleotopography on turbidite systems – application in the Brazilian offshore (PhD thesis of G. Albertão) V

ACKNOWLEDGEMENTS
==============================


Developing a doctorate thesis is perhaps the most collective of solitary undertakings. It is a task
performed individually in which one must demonstrate his scientific capacity to develop a preferably
new theme; nevertheless, the task only reaches its conclusion with the indispensible support of
colleagues, friends, relatives, and the entire “team” involved in some technical or logistical aspects of
the work. The doctorate is an opportunity offered to few people that can also be deemed as a burden or
a chance for growth. As T. Mauduit comments in his thesis manuscript, such perception is the
combination of the personal aspects, of the theme of the thesis, and also of the environment where the
work takes place. I believe I took the most out of the opportunity for professional gro