Sujet de thèse IFPEN : « Sédimentologie des Black shale » – Montney Fm

IFPEN lance un sujet de thèse sur la sédimentologie des Black Shale et est à la recherche d’un étudiant ayant un background terrain, sédimentologie et stratigraphie séquentiel.

Cette thèse commencera à la rentrée 2012 et sera encadrée par S. Rohais (IFPEN) et F. Baudin (P6). Vous trouverez ci-dessous le résumé et l’abstract que vous pouvez faire circuler.

Relation pétrofaciès, sédimentologie et architecture stratigraphique dans les argiles riches en matière organique – Cas des Montney Shale, bassin W-Canadien (Alberta-British Columbia).
Avec le développement des « Gas-Shale plays », l’architecture stratigraphique et le contenu en matière organique des cortèges argileux est un verrou scientifique majeur (absence de modèle de dépôt, processus sédimentaires…) dont les retombées industrielles et économiques sont très sensibles (localisation et trajectoire de puits, méthode de production). Comment restaurer l’architecture stratigraphique d’un bassin sédimentaire dont le remplissage est dominé par des argiles? Comment relier les hétérogénéités dans les cortèges distaux argileux avec les surfaces et les ensembles sédimentaires des cortèges plus proximaux? Quelle est l’échelle des hétérogénéités et à quoi sont-elles dues? Quel est le lien entre faciès, teneur en matière organique et minéralogie? Ces questions de premier ordre doivent être traitées afin de pouvoir être prédictif dans la distribution et la caractérisation géométrique des niveaux de roche mère les plus propices à la production. L’objectif de cette thèse est donc d’établir un (des) modèle(s) stratigraphique(s) intégré(s) de la distribution des argiles riches en matière organique en contexte marin.
Au cours de cette thèse, nous avons choisi de travailler principalement sur le cas des Montney Shale, bassin W-Canadien (Alberta-British Columbia). Il s’agira de (1) réaliser une étude couplée sédimentologie/géochimie/minéralogie détaillée à partir d’analyses directes et de synthèse de données (description de carotte, coupe sédimentologique sur le terrain, analyse Rock-Eval, analyse DRX), (2) d’intégrer cette étude dans un contexte régional afin de restaurer l’architecture stratigraphique du bassin pour la période de temps concernée (interprétation diagraphique, analyse d’électrofaciès, corrélations stratigraphiques), pour au final (3) établir un modèle stratigraphique intégré de la distribution des argiles riches en matière organique en contexte marin (lien entre TOC, type de matière organique, minéralogie, réponse diagraphique et processus sédimentaires).
Finalement, ce cas sera comparé avec d’autres cas bien documentés et testé à l’aide de modélisation stratigraphique afin de proposer un (des) modèle(s) stratigraphique(s) intégré(s) de la distribution des argiles riches en matière organique en contexte marin.

Petrofacies, sedimentology and stratigraphic architecture in organic-rich shales – Insights from the Montney Shale, W-Canadian basin (Alberta-British Columbia).
Increased interest in unconventional « Gas-Shale » is currently leading an strong research dynamic on organic-rich fine-grained sediment, specially to better characterize the sedimentary processes, depositional models and concepts to restore the stratigraphic architecture of these « black shales ». Key milestones have to be reached (depositional model, typology of sedimentary processes…) for providing constraints on well implantation, trajectory and production. How can we restore the stratigraphic architecture of a « black shale »-dominated basin? What are the nature, scale of the main heterogeneities in the black shales? What is the relationship between facies, TOC and mineralogy? We will have to address these questions to characterize the distribution of the best potential facies/intervals for production. The PhD’s objective is thus to establish an (several) integrated stratigraphic model(s) of organic-rich fine-grained sediments in a marine setting.
The main study case will be the Montney Shale, W-Canadian basin (Alberta-British Columbia). The workflow will include (1) an integrated sedimentological-geochemical-mineralogical study based on data acquisition and synthesis of published analysis (core description, measured section, Rock-Eval analysis, XRD analysis), (2) stratigraphic correlations and basin fill characterization (log interpretation, electrofacies analysis, sequence stratigraphy), to establish (3) an (or several) integrated stratigraphic model(s) of organic-rich fine-grained sediments in a marine setting (relationship between, TOC, type of organic matter, mineralogy, log response, sedimentary processes, sequences).
This study case will then be compared with some other well documented black shale deposits and tested using stratigraphic forward modelling to propose a (or several) unifying stratigraphic model(s).

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