Bassins de la province orientale Bassins de la province orientale L’ensemble des bassins d’Illizi, Oued Mya, Berkine et Amguid-Hassi Messaoud constitue un vaste domaine de près de 493 632 km2 (fig. 1.1 et 1.2). Les ressources piégées dans les différents bassins sédimentaires, tout au long de leur histoire géologique, sont loin d’avoir été toutes explorées et découvertes. Les bassins de Hassi Messaoud, Illizi et Oued Mya sont essentiellement paléozoïques. Quant au bassin de Berkine, son histoire géologique est plus complexe puisqu’il a été moins soumis à l’érosion hercynienne que les secteurs qui l’entourent et plus subsident au Mésozoïque. La quasi-totalité des réserves découvertes à ce jour se situe dans la partie est du Sahara, où les plus grands gisements en huile et gaz sont situés à Hassi Messaoud et Hassi R’mel. Le bassin de l’Oued Mya est limité à l’ouest par la dorsale d’Idjerane-M’zab et à l’est par la dorsale Amguid-El Biod, qui limite aussi au sud le dôme de Hassi Messaoud. Les bassins de l‘Oued Mya et le môle d’Amguid-Hassi Messaoud, qui sont comblés par une puissante série sédimentaire paléozoïque et méso-cénozoïque, recèlent d’importants gisements d’hydrocarbures mis en évidence dans le Cambrien, l’Ordovicien et le Trias.1 Les bassins d’Illizi et de Berkine sont bordés à l’ouest par la dorsale d’Amguid et à l’est par le môle de Tihemboka. Ils s’appuient au sud sur le bouclier Touareg. Plusieurs découvertes ont été mises en évidence dans ces deux bassins (Sonatrach et en partenariat). La majorité des anticlinaux explorés est concentrée dans les parties centrale et méridionale de la dorsale Amguid. Au niveau de certains hauts structuraux, les réservoirs érodés du Paléozoïque sont en contact direct avec les réservoirs triasiques, créant de ce fait un chemin de migration et d’alimentation en hydrocarbures. Pour la dorsale Amguid-Hassi Messaoud, les principales découvertes à mettre en exergue sont celles réalisées récemment sur le pourtour de Hassi Messaoud dans les réservoirs cambrien et ordovicien. Stratigraphie Dans la partie septentrionale de la plate-forme (Oued Mya), la série sédimentaire type dont l’épaisseur peut atteindre 6 000 mètres (fig. 1.5), présente des dépôts paléozoïques souvent érodés jusqu’à l’Ordovicien et le Cambrien. Le Mésozoïque, discordant sur le Paléozoïque, est présent du Trias au Crétacé. Le Cénozoïque est représenté par une mince série détritique du Mio-Pliocène. Les séries sédimentaires caractéristiques des bassins d’Illizi et de Berkine, dont l’épaisseur augmente du sud vers le nord de 2 500 à plus de 6 000 mètres, présentent une série paléozoïque complète discordante sur le Précambrien, suivie de nouveau en discordance (hercynienne) par une série mésozoïque aussi complète, puis un Mio-Pliocène peu épais. Les formations mésozoïques affleurent au centre du bassin d’Illizi où elles sont en partie détritiques à la base. En ce qui concerne Berkine, les dépôts du Mésozoïque sont surtout caractérisés par une série argilo-détritique et évaporitique sur l’ensemble du bassin. Bassins de la province orientale Bassins de la province orientale Aspect structural L’histoire géologique de la plate-forme saharienne est très ancienne. Son évolution est influencée par la présence de boucliers parfois très vieux, comme le bouclier Reguibat, qui a acquis sa stabilité entre 1 800 et 2 000 MA, et de boucliers plus jeunes comme le bouclier Touareg résultant de la phase panafricaine, qui date d’environ 500 MA. Le trait structural majeur est la présence de grandes failles sub-méridiennes verticales, soulignées par de puissantes bandes de mylonites. Ces accidents sub-méridiens sont décalés par un réseau de failles conjuguées. Les accidents du socle d’orientation N-S, NE-SO et NOSE sont au moins d’âge panafricain tardif. Ce réseau de fracturation jouera ultérieurement un rôle important sur la structuration et la sédimentation de la plate-forme saharienne (fig. 1.6). Plusieurs phases tectoniques ont modelé la plateforme saharienne, à savoir : - la distension cambro-ordovicienne la compression taconique la compression calédonienne les différents événements tectonosédimentaires du Dévonien les mouvements hercyniens les événements méso-cénozoïques (phases Autrichienne et Alpine). Distension du Cambro-Ordovicien et mise en place de la couverture sédimentaire La phase orogénique panafricaine, qui prend fin au cours du Cambrien, est suivie d'une période d'érosion importante qui nivelle les structures et reliefs antérieurs. Il se forme une vaste pédiplaine appelée infra-tassilienne.2 Par la suite, l’environnement paléogéographique cambro-ordovicien est influencé par une instabilité tectonique qui se matérialise par des variations d'épaisseur et de faciès de part et d'autre des accidents sub-méridiens, dont l'exemple le plus remarquable est celui du môle de Foum Belrem. Plusieurs forages de la région de Hassi Messaoud et du bassin de l‘Oued Mya ont traversé des roches volcaniques intercalées dans des grès attribués au Cambrien (Ra et R2) et à l’Ordovicien. D'après le BEICIP-Sonatrach (1972), on est en présence de coulées plus ou moins basiques ou de fragments de spilites resédimentés en même temps que se déposent les grès de Hassi Messaoud. Bassins de la province orientale Les mouvements hercyniens Structure actuelle Ils sont divisés en mouvements précoces et majeurs (Paléozoïque terminal). Les mouvements hercyniens précoces ont en général une influence sur la sédimentation. Dans la région orientale (Illizi), on remarque aussi l’individualisation de certaines structures appuyées sur des accidents orientés nordouest– sud-est. Les mouvements hercyniens majeurs ont par contre joué un rôle majeur dans la structuration des différents bassins de la plate-forme saharienne et dans la distribution des roches réservoirs. Le résultat est bien visible sur l’écorché pré-mésozoïque (fig. 1.7) de la région de Hassi Messaoud. Le schéma actuel est le résultat de l’action – sur un substratum fracturé, plissé et érodé, et sur la couverture sédimentaire – de plusieurs phases tectoniques qui peuvent être soit distensives, soit compressives. Celles-ci sont souvent en relation avec les mouvements relatifs des plaques lithosphériques issues de la désintégration de la Pangée à partir du Trias. Le réseau de fracturation de ces bassins est essentiellement nord-sud et nord-est–sud-ouest.3 Bassins de la province orientale Roches mères Le Silurien est le principal niveau roche mère dans les bassins de l‘Oued Mya et Amguid-Hassi Messaoud, grâce à un niveau basal d’argiles radioactives gris noir à noires très riche en matière organique. Quelques régions en sont dépourvues par suite de l’érosion hercynienne. Ce niveau présente une excellente richesse au nord et à l’ouest du dôme de Hassi Messaoud (fig. 1.8a). Il est généralement moins épais à l’est et au nord qu’à l’ouest (Oued Mya) où il atteint 60 m en moyenne. Le Silurien est en phase à huile dans la majeure partie du pourtour, à l’exception des régions ouest (HBA-1, BRD-4 et BK-1) où il serait à gaz (fig. 1.8b). L’époque de génération d’huile daterait de la fin du Jurassique-début du Crétacé pour la région orientale (GEA, EAT), et essentiellement du Crétacé pour la région occidentale. Elle est cénomanienne (90 MA) pour la bordure proximale, et aptienne (110 MA) pour la bordure distale. Vers les parties centrales des bassins de Berkine et de l’Oued Mya, la maturation serait liée à l’enfouissement atteint à la fin du Paléozoïque, d’où une génération d’huile datant de la fin du Dévonien-début du Carbonifère.4 Autour de Hassi Messaoud, le Silurien radioactif aurait généré 1 080 BBL (billions de barils) d’huile et 730 TCF (trillions de cubic feet) de gaz, et expulsé 850 BBL d’huile et 730 TCF de gaz. Avec un coefficient de piégeage moyen de 12 %, les quantités d’huile qui auraient été piégées seraient de 102 BBL. En tenant compte des réserves dont l’existence est prouvée (54 BBL), les quantités d’huile restant à découvrir dans la région seraient de l’ordre de 48 BBL d’huile, principalement dans les plays cambro-ordoviciens au nord-ouest de Berkine suivant l’axe structural REB-NZ, et au sud-est du flanc oriental du bassin de l‘Oued Mya ainsi que dans les plays triasiques, particulièrement les régions nord et ouest du dôme de Hassi Messaoud (OEM, BKZ, BKH). Les bassins d’Illizi et de Berkine présentent essentiellement deux roches mères, à savoir le Silurien et le Frasnien. Dans le bassin d’Illizi, le dépôt des argiles radioactives frasniennes est contrôlé par la paléo-topographie existant au début du Frasnien. L’épaisseur maximale se trouve vers le nord-est du Tinhert et le sud-ouest de la plate-forme d’Illizi. Un amincissement des épaisseurs est à noter vers l’est (môle de Tihemboka). Le Frasnien possède une bonne richesse en matière organique sur tout le bassin (2,4 à 10 % de COT). Les valeurs de COT (carbone organique total) initial excèdent les 7 % au nord du môle d’Ahara et vers la partie sudoccidentale du bassin d’Illizi. Le Silurien radioactif s’épaissit vers l’est de Tinhert et vers le sud-ouest de la plate-forme, avec des épaisseurs allant de 50 à 85 m. Sur le môle de Tihemboka, les épaisseurs varient de 20 à 35 m. Le Silurien radioactif présente d’excellentes valeurs en COT initial (fig. 1.8b), les régions les plus riches (COT de 9 à 11 %) se localisant dans la région de Tin Fouyé, au centre de la plate-forme et vers le sud. En dehors de la région de Bordj Omar Driss, où cette roche mère est en début de génération d’huile à maturation modérée, la matière organique en question est en phase à condensat et gaz. Deux périodes d’expulsion ont été mises en évidence, l’une précoce vers les régions nord-est et ouest de la plate-forme d’Illizi (CarbonifèreJurassique et Crétacé), et une seconde tardive vers le nord-ouest et le sud (Crétacé supérieur à Tertiaire). Le maximum d’épaisseur pour les argiles du Frasnien dans le bassin de Berkine a été enregistré dans la partie centrale (RKF-1, HAD-1, WT-1 et BKE-1). Elles sont complètement érodées en raison de l’érosion hercynienne à l’ouest. La richesse en matière organique augmente vers le nord-est. Les valeurs de COT varient de 4 à 6 % dans les régions de MLSE, EME-1, RKF-1, WT-1 et AKF-1 vers le nord. Le degré de concentration de la matière organique dépend en partie de l’environnement du dépôt (courants d’upwelling, milieu réducteur) et en partie du degré de maturation. Le Frasnien est en phase à gaz sec au centre du bassin (RMD-1, RKF-1). Bassins de la province orientale Le Silurien radioactif est en phase à gaz sec (TR > 90 %) dans la majeure partie du bassin de Berkine. Cependant, il est en phase à huile dans la partie nord (ANR-1, BTR-1, ELB-1, SMR-1) et vers le môle d’Ahara Est. D’une manière générale deux phases génération d’hydrocarbures ont eu lieu : de - une première, au Carbonifère, essentiellement de l’huile avec - une seconde, post-hercynienne, caractérisée par une génération de gaz humide durant le Crétacé inférieur et de gaz sec durant le Crétacé supérieur et le Tertiaire.