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Analyse de la fracturation et de la perméabilité des grès du Groupe de Potsdam face aux ressources géothermiques profondes.

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Gauchat, Laurent (2017). Analyse de la fracturation et de la perméabilité des grès du Groupe de Potsdam face aux ressources géothermiques profondes. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 139 p.

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Résumé

Le spectre des changements climatiques dus à l’augmentation des gaz à effet de serre amène à réévaluer les sources d’énergie utilisées. La géothermie est une alternative à explorer pour diversifier les sources d’énergie au Québec. Grâce à l’avancement des technologies et l’arrivée des centrales géothermiques à cycle binaire, il est désormais possible d’envisager la production d’électricité dans les bassins sédimentaires profonds, comme celui des Basses-Terres du Saint-Laurent. La perméabilité, la porosité et la fracturation des roches-réservoirs sont des facteurs primordiaux à évaluer pour l’exploitation d’un réservoir géothermique en profondeur. Ces facteurs doivent être évalués dans le grès de base du Groupe de Potsdam à proximité de l’interface avec le socle, puisqu’il s’agit de la zone ayant le plus de potentiel lorsque le contact est suffisamment profond. À l’aide de données collectées sur le terrain et de données échantillonnées dans des carottes de forage, il est possible d’affirmer que le taux de fracturation est faible dans le grès profond et que la majeure partie des fractures présentes à proximité de l’interface sont remplies par des ciments ou de la matrice. Les fractures sont généralement subverticales avec les orientations dominantes E-O, N-S et NO-SE. Pour ce qui est de la porosité des grès, les résultats de diagraphie et les analyses faites par l’industrie pétrolière montrent des porosités allant majoritairement de 0 à 5%. En lame mince, on voit que la porosité est très faible en dehors de quelques zones non cimentées dans lesquelles la porosité peut atteindre 25 à 30%. L’analyse des rapporst de forage montrent que ces zones de bonne porosité sont lessivées, et que le grès y est bien trié. Les essais en tige indiquent des valeurs de perméabilité faible autour de 0,1 mD à 1 mD, avec des valeurs allant de 0,001 mD à 15mD. Il est difficile d’établir un lien définitif entre les porosités et les perméabilités, mais les données disponibles relient les porosités superieures à 6% à des zones avec absence de ciment où le grès est bien trié. Les simulations de pompage montrent que sans fracture avec un pompage réaliste, le rabattement est trop fort, augmentant fortement la puissance de pompage requise, rendant le sénarios non-économiques. Pour obtenir des puissances de pompage économique, il faut de la fracturation. Les deux types de simulation avec fracturation arrivent à cette même conclusion. Il est ainsi possible d’envisager exploiter le grès de base du Groupe de Potsdam comme réservoir géothermique si la fracturation artificielle de la roche est faisable.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Malo, Michel
Mots-clés libres: fracturation; perméabilité; porosité; grès; groupe de Postdam; ressources géothermiques profondes; géothermie; énergie; Basses-Terres du Saint-Laurent
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 03 juill. 2018 14:57
Dernière modification: 03 juill. 2018 14:57
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/6918

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