Apport de la gravimétrique et du magnétisme à la connaissance du basin
Les données gravimétriques et magnétiques reflètent les éléments méga-tectoniques principaux et mettent en évidence l’architecture profonde du bassin sénégalo-mauritanien. En effet, cette architecture a eu un effet sur le mode de mise en place des sédiments postérieurs et sur leur évolution tectonique. Des auteurs tels que Crenn & Rechenmann (1965) ; Uchipi et al (1976) ; Roussel & Liger (1983) ; Lecorche et al (1985) et Ponsard (1985) ont proposé des interprétations ; une campagne sismique gravimétrique et magnétique a été effectuée en 1990-91 par PETROCANADA. Cette campagne avait pour but de mieux définir la distribution du volcanisme.
La méthode gravimétrique : Pour la méthode gravimétrie, nous avons utilisé la carte de l’anomalie régionale de Bourger, reflétant essentiellement les changements lithologiques du socle. Très peu de corrélations directes apparaissent entre la carte gravimétrique et la carte géologique du Sénégal. Les seules relations visibles sont: les anomalies de Diass, de Léona et de Gassane. En dehors de ces anomalies circulaires positives, dues à des intrusions volcaniques pour Léona, Gassane et Médina-Sabakh on peut voir deux zones principales, séparées par la latitude 14° Nord au Nord de laquelle les contours gravimétriques ont une orientation prédominante N-S, alors qu’au Sud, ils deviennent E-W (Siby, 1997). Ce changement fait penser que le Sénégal et la Gambie reposent sur deux blocs de socle différents et qu’ils se seraient affaissés à des vitesses différentes. Plusieurs anomalies prononcées ont été cartées, dont les suivantes :
Une large anomalie positive orientée NNO – SSE, située le long des Mauritanides, interprétée par Lecorche et al (1985) comme étant un corps lourd à pendage Ouest, situé le long d’une zone de discontinuité majeure de la croûte, à une profondeur de 15 à 30 Km.
Une anomalie positive centrée sur la rivière de Gambie, interprétée comme une masse plutonique lourde située au sein d’une zone de croûte amincie (Roussel et Liger, 1982 in Ardjuna Ressources Ltd., 1989). Une anomalie négative de forme allongée, dénommée anomalie de Mouk Mouk, s’étend de la frontière de la Mauritanie jusqu’à la région de Sagata- Linguère .
Son origine semble due à la présence d’une ride granitique, reflet de la présence d’un bassin sédimentaire en conjonction avec un épaississement de la croûte vers l’Ouest. Cette zone est bordée par une zone de flexure où les gradients changent, et coïncide avec la ligne charnière du socle.
Au Sud de Diourbel, l’anomalie de Mouk Mouk fait place à une anomalie gravimétrique plus faible, orientée Est-Ouest, qui correspond approximativement au bassin ‘’Pré-Rift’’ de Diourbel.
La méthode magnétique : Les anomalies magnétiques sont pratiquement parallèles aux anomalies gravimétriques avec :
des anomalies magnétiques positives correspondant aux anomalies circulaire de Gassane (D), Léona (H), et de Médina Sabakh (B) (Atlantic Ressources LTD, 1986);
une autre anomalie positive, le long de la côte (gradient côtier), s’infléchit vers l’Ouest au Sud, dans la région de Mbour (G). Sa profondeur est de 7 km et correspond à l’épaisseur des sédiments mésozoïques et cénozoïque de cette zone.
Au nord du 14ième parallèle, la distribution des anomalies magnétiques se superpose à celle des anomalies gravimétriques orientées Nord-Sud.
Pour faire la synthèse, on peut dire qu’il est impossible d’attribuer un âge à des anomalies magnétiques ou gravimétriques, cependant on remarquera que ces anomalies ont les mêmes directions que les structures du substratum Paléozoïque, tout au moins dans la partie nord.
Certains auteurs pensent que ces anomalies de Louga et de Mouk Mouk reflètent les structures hercyniennes et donc la structuration du bassin Paléozoïque.
Dans la partie sud, les anomalies gravimétriques et magnétiques semblent plutôt refléter les structures de l’orogenèse panafricaine, laquelle est bien développée en Guinée et Sierra Léone.
Acquisition des données sismiques
La méthodologie de la sismique réflexion : La sismique réflexion utilise la réflexion des ondes sur les interfaces entre plusieurs niveaux géologiques. Les ondes émises se propagent et sont en partie réfléchies à chaque limite de couches de roches, ayant des vitesses et des densités différentes. Elles sont captées par des récepteurs en surface, des hydrophones en mer ou des géophones sur terre.
La source de l’onde élastique est habituellement constituée d’un ou plusieurs vibrateurs travaillant à la surface. Les ondes de retour enregistrées sont en général assez complexes.
Elles incluent un signal lié directement à la source des ondes, un signal lié aux réflexions en sous-sol et un signal associé à certaines réfractions.
Le temps de retour de l’onde sismique permet de situer la position de cette transition dans l’espace. L’amplitude de l’onde peut apporter des renseignements sur certains paramètres physiques des milieux en contact. Cependant, en raison de l’atténuation rapide des hautes fréquences dans le sous-sol, la profondeur d’investigation diminue rapidement en fonction de la fréquence centrale de la source utilisée.
Le signal associé à la source inclut en général des ondes de compression, des ondes de cisaillement ainsi que des ondes de surface. Ces deux derniers types d’ondes sont généralement éliminés lors du traitement des données.
L’acquisition en sismique réflexion est obtenue par la mise en œuvre sur le terrain de systèmes d’émission, de détection et d’enregistrement appropriés .
Le traitement des données sismiques
Les données sismiques brutes acquises en onshore ou en offshore doivent être corrigées, renforcées afin d’être exploitables pour l’interpréteur qui cherche des informations géologiques et des pièges. Le traitement sismique peut comprendre une partie ou la totalité des opérations suivantes :
Le démultiplexage : Il permet de convertir les bandes magnétiques multiplexées sur lesquelles est enregistré le signal initial en format utilisable numériquement.
La corrélation des signaux longs : En sismique onshore, l’impulsion du signal est longue (elle dure 12 secondes avec les camions vibrateurs) et couvre une large bande de fréquences allant de 10 à 70 Hz. La récupération du gain et la correction des atténuations : Souvent réalisées durant l’acquisition en temps réel, elles permettent d’améliorer le signal en amplifiant les réflexions profondes.
La déconvolution avant sommation : Elle permet de ramener le signal émis, c’est-à-dire l’ondelette, à un signal bref ne présentant pas de nombreuses oscillations. Celles-ci sont fréquentes en sismique marine et sont dues aux rebonds provoqués par les canons à air. Sans l’opération de déconvolution avant sommation, les réflexions multiples seraient nombreuses et le signal deviendrait difficilement interprétable. En sismique onshore, les réflexions multiples sont généralement dues aux synclinaux. Les corrections statiques : elles sont mises en œuvre en sismique onshore. Les corrections statiques consistent à ramener les temps de parcours des ondes comme si les sources ainsi que les géophones étaient situés à un plan arbitraire appelé «Datum» situé en dessous de la zone altérée.
La mise en collection des points communs : lors de l’acquisition sismique, le point milieu commun est le point en surface qui est situé à mi-chemin entre la source et le récepteur et qui est partagé par plusieurs couples source-récepteur.
Interprétation des données sismiques
L’interprétation par les géologues et les géophysiciens consiste à suivre ce caractère le long des lignes sismiques. L’interprétation d’un profil sismique est délicate du fait que l’on ne sait pas, à priori, quelle est la nature des surfaces qui réfléchissent les ondes, ni leur profondeur précise. En effet, les données recueillies sont les temps d’aller-retour des ondes (temps double). Ces temps devront ensuite être convertis en profondeurs, exploitables pour implanter un forage par exemple. Ces conversions sont délicates, car elles dépendent de la vitesse de propagation des ondes dans les différentes roches traversées. Ces vitesses ne sont pas toujours connues, ce qui implique de nombreuses hypothèses. À partir des profils sismiques obtenus, les spécialistes parviennent à obtenir une idée de la structure associée à la couche sédimentaire. Si cette couche sédimentaire possède un réservoir poreux et que sa structure locale a les caractéristiques d’un anticlinal, alors elle a un bon potentiel pour contenir des hydrocarbures ou les emmagasiner.
Ainsi, les études sismiques peuvent fournir une image de la structure du sous-sol, et même dans certains cas renseigner sur la nature et les propriétés de certaines couches sédimentaires d’intérêt économique. Ces technologies permettent de dresser des cartes en trois dimensions du sous-sol, avec une résolution de l’ordre de la dizaine de mètres. Le coût des études sismiques est ainsi largement compensé par la diminution du nombre de forages de prospection, et par l’augmentation de leur taux de succès.
L’interprétation passe par deux étapes essentielles : l’analyse des séquences sismiques et l’analyse de faciès sismiques
Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : GENERALITES SUR L’ONSHORE NORD GAMBIE
1-1- CADRE GEOGRAPHIQUE
1-2- CADRE GEOLOGIQUE
1.2.1. La séquence Pré-rift (Protérozoïque-Paléozoïque)
L’Ordovicien
Le Silurien
Le Dévonien
Le Carbonifère
1.2.2. La séquence Syn-rift
1.2.3. Une séquence Post-rift
Le Jurassique
Les unités lithologiques Crétacées
Le Crétacé inférieur (Néocomien s-l ; Aptien et Albien)
Le Crétacé supérieur
Le Cénozoïque
1.3. CADRE STRUCTURAL
La zone Nord Gambie
La zone sud Gambie
1.4. APPORT DE LA GRAVIMETRIQUE ET DU MAGNETISME A LA CONNAISSANCE DU BASIN
1.4.1. La méthode gravimétrique
1.4.2. La méthode magnétique
Chapitre 2 : LA METHODE SISMIQUE REFLEXION
INTRODUCTION
2.1. PRINCIPE DE LA SISMIQUE REFLEXION
2.1.1. Nature des ondes sismiques
Les ondes P
Les ondes S
2.1-2 Coefficient de réflexion
2.1.3 Le tracé sismique
2.2. ACQUISITION DES DONNEES SISMIQUES
2.2.1. Le dispositif d’émission
2.2.2. Les détecteurs sismiques
2.2.3. Le dispositif d’enregistrement
2.3. LE TRAITEMENT DES DONNEES SISMIQUES
2.3.1. Le démultiplexage
2.3.2. La corrélation des signaux longs
2.3.3. La récupération du gain et la correction des atténuations
2.3.4. La déconvolution avant sommation
2.3.5. Les corrections statiques
2.3.6. La mise en collection des points communs
2.3.7. La sommation en points milieux communs
2.3.8. La déconvolution après sommation et la Migration
2.4. INTERPRETATION DES DONNEES SISMIQUES
Chapitre 3 : INTERPRETATION SISMIQUE DE LA ZONE ONSHORE NORD GAMBIE
INTRODUCTION
3.1. QUALITE DES DONNEES
3.1.1. Les données de Shell
3.1.2. Les données de Petro-Canada
3.2. CALAGE PUITS SISMIQUE ET POINTE DES HORIZONS
3.2.1. Le calage des horizons
3.2.2. Le pointé de toits des horizons
Pointer des horizons paléozoïques
3.3. INTERPRETATION STRUCTURALE ET SISMOSTRATIGRAPHIQUE
3.3.1. Interprétation structurale
Les failles
Les pièges anticlinaux
3.3.2- Cartographie et interprétation de toits des unités sismiques
La discordance majeure de la base du Mésozoïque
3.3.3 Interprétation sismostratigraphique
Les unités sismostratigraphiques
Les pièges en biseaux
Structure synclinal de remplissage sédimentaire
3.4. ETUDE DU POTENTIEL EN RESSOURCES NON CONVENTIONNELLES
3.5. COMPARAISONS DU BASSIN PALEOZOIQUE DU SENEGAL AVEC D’AUTRES BASSINS DE MARGE PASSIVE PRE-ATLANTIQUES
3.5.1. Comparaisons du bassin Paléozoique du Sénégal avec le bassin d’Illizi de l’Algérie
Présentation du bassin d’Illizi
Intérêt pétrolier
Comparaison géochimique des roches mères
3.5.2. L’exemple de bassins paléozoïques Nord-Américains
Le schiste de Barnett
Les schistes de Marcellus
Conclusion partielle
CONCLUSION GENERALE ET RECOMMANDATIONS
Références bibliographiques
Annexe
