Étude de faisabilitÉ de forages gÉothermiques a...
TRANSCRIPT
S E G ER E F
Société d'Études Géothermiques de la Région de Fontainebleau
44, rue Saint-Mérry - 77300 Fontainebleau
ÉTUDE DE FAISABILITÉ
DE FORAGES GÉOTHERMIQUES
A FONTAINEBLEAU
BAUDOUIN - CLOT - MAGET
BUREAU DE RECHERCHESGÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONALDépartement Géothermie
B.P. 600945018 Orléans Cedex
Tél.: (38) 63.00.12
ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEUREDES MINES DE PARIS
CENTRE D'INFORMATIQUE GÉOLOGIQUE
35, rue Saint-Honoré77305 Fontainebleau
76 SGN 265 GTH Juin 1976
R E S U M E
L'étude qui fait l'objet de ce rapport a été commandée et
financée par la SEGEREF. Elle a été effectuée en collaboration avec le
2.1.G. de l'Ecole des Mines de Paris et a pour but de préciser les conditions
d'exploitation par forage d'un réservoir d'eau géothermale pour le chauffage
d'un ensemble de logements à Fontainebleau.
Les rapports de sondage des puits forés dans la région avoisinante
ainsi que les diagraphies électriques effectuées sur ces mêmes puits ont
servi de base à l'étude géologique et hydrogéologique du rapport.
Celle-ci montre que le Dogger constitue à Fontainebleau un
réservoir dont l'exploitation peut être envisagée en vue du chauffage de
groupes de logements.
Les résultats des calculs laissent espérer une eau à 74°C ± 4
avec un débit de :
- 50 m3/h sans pompage
- 150 à 2D0 m3/h avec pompage
Néanmoins, comme il apparait sur les courbes de sensibilité»
l'incertitude qui affecte la pression de gisement d'une part et la perméa-
bilité d'autre part, pourrait amener à corriger en baisse ces valeurs.
S O M M A I R E
Pages
CHAPITRE 1 - Cadre géologique - Choix de l'aquifêre 1CHAPITRE 2 - Etude hydrogéologique du Dogger 4
2. 7. GloZoglz 42 . 2 . Lithologie. 4
2.3. Géomé&Uz du Ke.aeA.voin. : pno^ondeJUA, (ipcuAÁzan. 5
2.4. CaA.act&vL&t¿qu&6 hydAodynam¿qu&6 da H.é.6<¿hx>oi>i B
2.4.1. Porosité 6
2.4.2. Perméabilité 6
2.4.3. Pression de gisement 7
2.5. CaAactéJÚAtiquu du iùUdo. 72.5.1. Température 7
2.5.2. Salinité 8
2.5.3. Gaz et huile 8
2.6. TabZexxu fiHumt du ccui/xcX-VvUtlquu 8
CHAPITRE 3 - Caractéristiques du doublet type 10
3.7. VífainÁjtion de¿ ccvtac£&uj>t¿qute t&chnlquQÁ 1°
3» I. I. Ecartement des puits 10
3.1 .2 . Pressions de débit et d'injection 11
3.2 . Casuict&UAtiqueA technique à Tontcúnzbtejom n
1.2.l. Bases de calcul 11
3 .2 .2 . Test de sensibilité 12
3.2 .3 . Principaux résultats 12
3.3, Coati d'•¿nve¿t¿!>¿ejne.n£ ut con&otmatlonà d'inoAgio. 13
3.3.1. Investissement 13
3.3.2. Consommation d'énergie 14
3.3.3. Entretien 14
ragea
CHAPITRE 4 - Programme de forage pour un doublet vertical M4.1. lnXn.oau.cJU.OYi 18
4 . 2 . ?iaZQ.homoj> de. ioKage. 18
4.3 . VonoLQQA 18
4.3.1. Phases de forage successives 19
4.3.2. Diamètres de forage et de tubage 20
4.4. Tubagte 21
4.5. Auüi&¿ zlmontÁ tz.chvú.que¿ 23
4.5.1. Boue de forage 23
4.5.2. Cimentation et habillage des colonnes 24
4.5.3. Diagraphies 24
4.5.4. Completion 25
4.5.5. Estimation des coûts 26
CHAPITRE 5 - Programme de forage pour un doublet conduit 28en déviation dirigée
5.7. Introduction 295.2. Viv-Lotion ¿OUgie. 30
5.3. Vlattiomo. do. ioiage. 30
5.4. Vonagz 30
5.4.1. Phases de forage successives 31
5.4.2. Diamètres de forage et de tubage 32
5.5. TubageA 33
5.6. KvJjiçji é.¿é.me.n¿¿ te.chn¿queA 34
5.6.1. Boue de forage 34
5.6.2. Cimentation et habillage des colonnes 34
5.6.3. Diagraphies 34
5.6.4. Completion 34
5.6.5. Estimation des coûts 35
CONCLUSION 3B
CHAPITRE 1
CADRE GEOLOGIQUE
CHOIX DE L'AQUIFERE
- 1 -
CADRE GEOLOGIQUE
Les formations sédimentaires du bassin parisien sont disposées
en couches successives à peu près régulières qui ont leur maximum de profon-
deur sous la Brie, entre Meaux et Provins. La ville de Fontainebleau se situe
non loin de la région centrale du bassin, sur la remontée SW des terrains
vers le Massif Armoricain (cf. carte de la planche 1).
Les différentes formations géologiques que l'on rencontre depuis
la surface s'étagent du Tertiaire jusqu'au Trias, dont la base est à plus
de 2 Kilomètres de profondeur. La coupe schématique de la planche 2 présente
la succession des terrains pour lesquels sont précisées la lithologie domi-
nante et leur valeur au point de vue hydrogéologique (colonne perméabilité).
Ce tableau fait apparaître plusieurs horizons aquifères dont nous donnons
ci-dessous les principales caractéristiques :
- Albien : Les sables de l'Albien constituent un excellent
réservoir exploité depuis le siècle dernier dans la région
parisienne ¡ mais du fait de sa faible profondeur -de l'ordre
de 750 m- la température de l'eau est assez basse (moins de 40°),
En outre, l'exploitation de cette nappe est soumise a une légis-
lation très rigoureuse.
- Néocomien : 200 mètres plus bas, on rencontre d'autres bancs
sableux intercalés dans des niveaux argileux. La température
est encore faible, de l'ordre de 45°.
- Purbeckien : Les calcaires dolomitiques du Purbeckien cons-
tituent un réservoir d'épaisseur très réduite immédiatement sous
les sables du Néocomien.
- Lusitanien : Dans la région de Fontainebleau, les calcaires
du Lusitanien ont une faible porosité. Nous sommes à la limite
occidentale des calcaires oolithiques qui sont aquifères sous
la Brie.
- Dogger : Les calcaires oolithiques et graveleux du Dogger
constituent le premier réservoir rencontré, à une profondeur
supérieure à 1 700 mètres. Ils renferment de l'eau salée a
une température de plus de 70°.
- Trias : Le Trias est formé par une puissante série détriti-
que argilogréseuse qui renferme plusieurs niveaux gréseux
perméables entre 2 200 et 2 400 mètres de profondeur. II est
cependant mal connu, étant donné qu'il a été traversé par très
peu de forages. De plus, le caractère discontinu de ce type de
sédiments entraîne un risque géologique important.
De cette rapide analyse, il apparaît que seul le Dogger, consti
tue un objectif intéressant en géothermie. Nous n'étudierons donc que cet
horizon.
CHAPITRE 2
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DU DOGGER
- 4 -
ETUDE HYDROGEOLOGIQUE DU DOGGER
2.7
Les calcaires oolithiques et graveleux qui constituent le réservoir
sont des formations caractéristiques de mer peu profonde, chaude et agitée.
Des débris d'organismes formant le noyau de concrétions calcaires, ont été
roulés dans des zones de courant et la juxtaposition de tous ces "spherules"
a abouti à la formation d'une roche présentant une porosité de matrice.
Ce type de sédiment s'est mis en place au Dogger entre un sillon plus
profond à l'Ouest, où se sont déposées des marnes, et une plateforme au
Nord Est du bassin parisien, où la sédimentation calme a entraîné le dépôt
de calcaire compact.
2.2.
La répartition des bancs poreux dans le Dogger est déduite de
l'étude des forages les plus proches. On distingue plusieurs niveaux qui
se retrouvent dans toute la région, à quelques variations près, et que l'on
désignera par les symboles suivants :
R : pour les niveaux perméables (réservoir]
C : pour les niveaux de calcaire compact
A : pour les niveaux argileux.
La couche schématique est la suivante :
" 5iÇi : La partie sommitale du Dogger est formée par une alternance
de calcaires compacts et vacuolaires. Elle est très souvent
fissurée dans la région considérée. A l'Est, cet horizon
devient franchement compact : la carte de la planche 1 pré-
sente la limite orientale du Dogger supérieur plus ou moins
poreux.
_ c. _
R.I*. : C'est le réservoir principal du Dogger, formé par les cal-
caires oolithiques et graveleux du Bathonien-Callovien.
A l'Ouest, il devient compact argileux mais il est particu-
lièrement développé au Nord, sous la Brie. Au Sud Est, les
oolithes et gravelles sont prises dans un ciment crayeux qui
rend peu perméable et friable (cf carte de la planche 1).
C ; : La base de ces calcaires est compacte.
A 1I I : Calcaire argilo-gréseux avec intercalation de marne ; imper-
méable.
R..2.. : Un autre horizon calcaire renferme des niveaux oolithiques qui
constituent un réservoir "secondaire". La porosité est cepen-
dant faible et l'épaisseur réduite.
AL2L : Epaisse série marneuse du Bajocien.
R 3._ : Un niveau calcaire d'épaisseur très réduite constitue locale-
ment dans le bassin parisien un réservoir "annexe". Dans la
région de Fontainebleau, il est plutôt compact.
Cette répartition des niveaux dans le Dogger est reportée sur la
planche 3 suivant une coupe Nord-Sud.
De cette coupe schématique, on retiendra comme réservoir les niveaux
RC [irrégulièrement poreux et fissuré] et R.I. (réservoir principal).
2.3.
La profondeur et l'épaisseur du réservoir sont déduites de la carte
structurale du toit des calcaires du Dogger (I) et du calcul des porosités
à l'aide des diagraphies différées relatives aux forages voisins.
"Potentiel géothermique du bassin parisien" - Action concertée
DGRST - BRGM - ELF Aquitaine - 1976-
- 6 -
Les résultats sont portés ci-dessous :
cote du toit du réservoir (m.NGF) - 1 650 m
cote Sol + 75 m
Profondeur du toit du réservoir 1 725 m
Précision ± 25 m
Epaisseur totale des calcaires (RC+RIJ 110 m
Epaisseur utile du réservoir 70 m
Porosité correspondante 11 - 13 %
2,4,
Nous indiquons ci-dessous les paramètres essentiels qui interviennent
dans les formules d'écoulement utilisées pour la définition du "doublet
géothermique" (forage de production et forage d'injection) :
2.4.1. Porosité : La porosité est obtenue soit à partir des mesures
sur carottes prélevées dans les forages voisins, soit
par calcul d'après les diagraphies différées.
Sur l'épaisseur totale des calcaires (niveaux RC et
RI), la porosité est faible (moins de 10 %) ; en
excluant les bancs compacts, elle est de 11 à 13 %
sur une hauteur utile de 70 m environ.
Signalons que les calcaires du Dogger sont probable-
ment fissurés ; il est donc intéressant de capter
la totalité des calcaires.
2.4.2. Perméabilité : Ce paramètre définit la facilité plus ou moins
grande avec laquelle la formation se laisse traverser'
par un fluide. Sur les forages pétroliers, il est
déterminé à partir d'enregistrements des variations
de pression obtenus au cours d'essais de formation.
Il faut noter cependant que les très faibles durées
de ces essais et que l'influence de la boue de fora-
ge rendent ces mesures très imprécises ; de plus, ces
essais ont été réalisés dans la partie supérieure du
réservoir (niveau RC) où la porosité est relativement
faible.
- 7 •
La seule valeur de perméabilité connue pour l'en-
semble du Dogger, dans la région, provient du forage
d'exploitation géothermique de Melun : elle est de
0,5 Darcy.
Cependant, l'évolution du faciès au Sud de Melun
[niveaux compacts plus épais et proximité des cal-
caires crayeux) peut entraîner une perméabilité moin-
dre. Nous prendrons donc un intervalle possible de
0,3 à 0,5 Darcy.
2.4.3« Pression de gisement : La pression au toit du réservoir est
évaluée à partir de la surface pièzométrique de la
nappe du Dogger, compte tenu de la densité de l'eau
dans les conditions de gisement, soit :
P = 180 Kg/cm2 à 1 725 m de profondeur.
La nappe est artésienne dans toute la région de
Fontainebleau. La pression au sol pourrait être
voisine de 10 Kg/cm2.
L'étude de la surface pièzométrique montre une mise
en charge au Sud Est, dans la région comprise entre
le Loing et L'Yonne.
2.5.
2.5.1. Température : Une étude entreprise dans le cadre d'une évalua-
tion du potentiel géothermique du bassin parisien a
permis de connaître les variations du gradient
géothermique, c'est-à-dire, l'augmentation de la
température pour un accroissement de la profondeur
de 100 mètres. Dans la région de Fontainebleau, le
gradient est de l'ordre de 3,6 °/1G0 m.
Au sommet du réservoir, la température de l'eau se-
rait de 74°. Compte tenu de l'imprécision sur la dé-
termination du gradient géothermique et sur la pro-
fondeur, le risque d'erreur est de ± 4°.
- 8 -
2.5.2. Salinité : La salinité de l'eau prélevée dans les forages pé-
troliers est habituellement exprimée en teneur en
chlorure de sodium (g/1 de Na Cl). L'eau du Dogger
est essentiellement chlorurée sodique et cette don-
née représente approximativement les 9/10 de la
salinité totale (cf. planche 4].
Au droit de Fontainebleau, la salinité -au sommet
du réservoir- est de l'ordre de 5 g/1. A la base du
réservoir, elle peut être supérieure de 2 à 5 g/1
(soit une salinité de 7 à 10 g/1).
2.5.3. Gaz et huile : L'hydrogène sulfuré a été décelé dans la quasi-
totalité des forages ayant reconnu le réservoir du
Dogger. L'équipement des puits devra donc être con-
çu en fonction du risque de corrosion qui en résulte.
Dans plusieurs forages avoisinants -et en particulier
le plus proche (Chailly Sud : 258-6-64)- du gaz est
signalé. Des arrivées brutales peuvent provoquer
des accoups dans les pompes.
Enfin, signalons que le Dogger est une formation pro-
ductrice d'huile au Nord de Fontainebleau (champ de
Chailly, de Brie) ; le dépôt d'une fine pellicule
huileuse au niveau des échangeurs peut nuire à l'ef-
ficacité de l'installation, du point de vue thermique,
2,6. ÇonchU-ion
Nous récapitulons ci-dessous les principales données relatives au
réservoir principal du Dogger :
Cote du toit du réservoir
Profondeur (si Zs : 75 m)
Epaisseur utile
Porosité correspondante
Perméabilité
Pression de gisement (à 1725 m de profondeur)
Température
Salinité
- 1 650 m
I 725 m ± 25 m
70 m
II à 13 %
0,3 Darcy
180 Kg/cm2 ± 4
74° ± 4
5 g/1 (NaCl)
CHAPITRE 3
CARACTERISTIQUES DU DOUBLET TYPE
- 10 -
Les caractéristiques techniques des puits à définir sont les sui-
vantes : pression au puits de production, pression au puits d'injection, .
écartement des puits, programme de forage.
Dans l'étude demandée 2 programmes de forage sont à envisager :
- un programme de puits verticaux;
- un programme de puits en déviation
Ces programmes font l'objet d'un chapitre spécial. Nous noterons sim-
plement ici que le diamètre des tubages et le diamètre de forage dans le ré-
servoir sont déterminés en fonction du débit à produire et de la pression de
gisement de manière à limiter les pertes de charge dans le puits et à ne pas
dépasser la vitesse d'écoulement dans le tubage compatible avec la tenue
des matériels utilisés.
3.7. ^
3.1,1. Ecartement des puits
Par la réinjection dans le réservoir de l'eau refroidie après
passage dans les échangeurs, il se crée autour des puits d'injection une
zone à température égale à celle de l'eau injectée qui s'étend pendant
l'exploitation du réservoir jusqu'à atteindre les puits de production. Le
temps qui s'écoule entre la mise en production d'un doublet isolé et le
début de refroidissement de l'eau extraite est fonction du débit, de 1'écar
tement entre les puits et des caractéristiques de l'aquifère.
Pour un doublet, cette distance se détermine facilement à
l'aide d'un modèle mathématique sur calculateur numérique.
- 11 -
3.1*2. Pression de débit et d'injection
La pression de débit en tête de puits est donnée par la relation
P = Pg - Pcq - Phq
où Pg : pression de gisement mesurée en tête de puits en atm
Pcq : perte de charge totale dans le matériel tubulaire au débit Q«
depuis le toit du réservoir jusqu'à la surface du sol en atm.
PhQ : pression hydrodynamique de débit au débit Q en atm
De la mime façon« la pression d'injection Piq est égale à :
Piq = Pg + Pcq + Phq
où Pcq = se calcule de la même façon que précédemment en tenant compte
cependant que la viscosité est celle de l'eau injectée.
Phq : est calculé selon une formule qui tient compte des viscosités
de l'eau produite et de l'eau injectée, des températures de débit
et d'injection, du temps de pompage, de la compressibilité totale
(eau + roche], du débit, du diamètre foré dans le réservoir et de
la distance entre les puits.
3.3.
3.2.1. Bases de calcul :
- Pression de gisement : 180 Kg/cm2
- Hauteur utile : 70 m
- Perméabilité : 0,3 Darcy
- Porosité efficace : 12 %
- Durée de vie à température constante : 30 ans
- Température de gisement : 74°C
- Salinité : 5 g/1
- Programme des forages verticaux : puits tubes en 7" avec
chambre de pompage et réservoir foré en 6"
- Programme des forages déviés : puits tubes en 7" avec cham
bre de pompage, réservoir foré en 6", avec amorçage de la
déviation à 500 m et déviation maximum de 25° 17'.
- 12 -
3o202„ Test de sensibilité :
La planche 5 donne d'une part les variations de la pression de
débit au puits de production en fonction du débit extrait pour différentes
valeurs de pression de gisement (176,180, 184 kg/cm2] et une perméabilité
de 0,3 Darcy, d'autre part ces mêmes variations de la pression de débit en
fonction du débit extrait pour différentes valeurs de perméabilité Í0.3 - 0,4
0,5 Darcy) et une pression de gisement de 180 kg/cm2.. Ces calculs correspon-
dent au programme de puits verticaux.
La relation pression de débit-pression de gisement étant li-
néaire, si on fait varier la pression de gisement, on déplace la courbe pres-
sion de débit-débit parallèlement d'un montant égal à cette variation de
pression, quel que soit le débit.
Si les résultats sont peu sensibles à la perméabilité pour
des faibles valeurs de débit, cette sensibilité augmente pour de faibles
valeurs de perméabilité et des débits élevés (200 m3/h au plus]» Voir
planche 5, courbes K. = 0,3 et K. = 0,2.
L'incidence de la déviation sur ces résultats est assez faible.
Les calculs montrent que l'augmentation des pertes de charge
tubulaires (par augmentation des longueurs de tubage) est de 0,54 atm
pour un débit de 200 m3/h ce qui donnerait un rabattement supérieur de
5,5 m par rapport à un forage vertical.
3.2.3o Principaux résultats :
- Pression de débit
Avec une pression de gisement de 180 kg/cm2, le maximum en
débit artésien est de 84 mVh. Si l'on désire une pression en tête de puits
d'environ 3,5 kg/cm2 pour vaincre les pertes de charge dans les canalisations
de transport, le débit disponible n'est plus que de 50 m3/h. Voir planche 5.
Les débits de l'ordre de 150 à 200 m3/h que l'on peut envisager d'extraire
nécessiteront l'emploi d'une pompe immergée. On constate que pour les
caractéristiques adoptées (k = 0,3 et P = 180 kg/cm2) un débit de 200 m3/h
nécessitera un rabattement de 170 m (en prévoyant une pression en tête
de puits de 3,5 kg/cm2).
- 13
Dans l'hypothèse la plus pessimiste (k = 0,2 et P = 176 kg/cm2]
avec le même rabattement* on obtiendra un débit de l'ordre de 125 m3/h.
- Pression d'injection
La planche 6 représente les variations de la pression d'injection
en fonction du débit injecté pour différentes valeurs de perméabilitéj
après 30 ans de pompage,
- Ecartement des puits
Celui-ci a été calculé avec une température d'injection supposée
constante de 30°C. La planche 7 donne l'écartement minimal des puits en
fonction du débit pour 2 durées d'exploitation du puits à température
constante de 30 et 50 ans. Ces valeurs ne sont valables que dans le cas
d'un seul doublet. Dans l'hypothèse de plusieurs doublets, l'implantation
du puits doit être vérifiée sur un modèle de simulation.
3 , Ç o â t & _ ^ ¿ ^ ^ _
3.3.1. Inve s t i s s ement
Les 2 programmes de forage Cpuits verticaux et puits déviés)
sont donnés aux chapitres 4 et 5. Ils comprennent l'ensemble des presta-
tions nécessaires y compris la surveillance géologique des forages et
ingénierie ainsi qu'une provision de 7 % pour imprévu.
Ils ne comprennent pas le coût des canalisations de surface
destinées à relier les puits.
Il est très important de noter que ces estimations reposent
sur des prix pratiqués à la date de la réalisation de l'étude et qu'ils, sont
susceptibles de connaître des variations aussi bien en baisse qu'en hausse
suivant l'évolution du marché des forages profonds, Ce marché est très
étroit (4 ou 5 entreprises en France) et la demande variable.
- 14 -
Les coûts présentés ci-après ne sont donnés qu'à titre in-
dicatif et devront être revus au moment de la préparation du projet en
fonction des résultats d'un appel d'offres.
Les 2 puits verticaux, tubes en 7" (avec chambre de pompage
10"3/4 en puits de production] sont estimés à 6 900 000 F hors taxes ;
la pompe immergée permettra d'extraire des débits jusqu'à 150 m3/h (aans
le programme de forage envisagé].
Les puits déviés, tubes en 7" (avec chambre de pompage
10"3/4 en puits de production] sont estimés à 8 100 000 F hors taxes.
Il est à noter que les coûts des 2 programmes de forages ne
peuvent être comparés qu'à condition d'y inclure le coût de l'ensemble
des canalisations de surface reliant les puits aux échangeurs et celui des
surfaces nécessaires à l'implantation des forages (2 fois plus importantes
dans le cas des forages verticaux].
3=3.2, Consommation d'énergie
Les courbes des planches 8 et 9 représentent respectivement
les puissances nécessaires au prélèvement de l'eau géothermale par pompe
immergée et a la réinjection, en fonction du débit. Elles ont été construi-
tes à partir des caractéristiques de matériel disponible sur le marché et
tiennent compte du rendement global des pompes.
Dans une phase ultérieure, on pourra calculer la consommation
d'énergie due aux pompes quand sera connue la durée d'utilisation annuelle
celle-ci dépendant du système de chauffage géothermique adopté et des con-
ditions climatiques.
3.3.3. Entretien
Faute d'expérience suffisante, les chiffres cités ci-après,
ne doivent être pris qu'à titre indicatif. Nous avons envisagé successivement
les problèmes posés par : la corrosion dans les tubages, l'entretien des
pompes (immergées et réinjection], une stimulation éventuelle des puits.
- 15
- tubages : On. peut lutter efficacemerrt contre, la corrosion
dans les tubages par l'emploi d'inhibiteurs de corrosion. Ces produits
sont injectés, au niveau-de. la. pomps-, immergée...par. des tubings de petit
diamètre ("macaroni") j la quantité et la périodicité sont à déterminer en
fonction d'analyses périodiques de l'eau au niveau de la tête d'injection.
Le coût de ces opérations a été estimé à 30 000 F/an HT par doublet,
- pompes immergées : Selon le constructeur, les pompes immer-
gées dans l'eau du Dogger doivent tenir plusieurs années sans incidente
Néanmoins, moyennant un abonnement de 5 000 F/an HT, il est possible de
dépanner ce type de matériel dans les 48 heures avec échange standard des
pièces défectueuses. De plus l'intervention d'un appareil de servicing que.
nécessitent la dépose et la pose de la pompe est estimé à 30 000 F HT.
- pompes réinjection : Un entretien périodique, notamment le
démontage et le rinçage à l'eau douce des pompes, le changement des
presse-étoupes, à chaque arrêt de plusieurs heures, améliorera leur tenue
dans le temps.
- stimulation des puits : II pourra s'avérer nécessaire après
une période de fonctionnement de 10 à 20 ans de stimuler les puits par
lavage à l'acide. Le coût d'une telle opération est estimée à 150 000 F HT
par puits.
CHAPITRE 4
PROGRAMME DE FORAGEPOUR UN DOUBLET VERTICAL
- 17 -
Préambule
Les programmes de forage ci-après ont servi de base aux estimations
de coût qui ont été traitées dans les chapitres précédents.
Chaque programme est étudié pour un ensemble de deux puits (doublet]
l'un de production, l°autre d'injection.
Les choix techniques seront exposés dans le corps du texte : les
solutions retenues sont celles qui a priori paraissent les meilleures dans
l'état actuel des connaissances et des matériels disponibles, mais il est
bien évident qu'au niveau des études d'avant projet des solutions différen-
tes pourraient être préconisées. Ces changements ne devraient pas modifier
de façon sensible l'ordre de grandeur des coûts annoncés.
- 18 -
4 - Programme de forage d8un doublet vertical
4J,
Lorsque les terrains nécessaires sont disponibles, cette technique
est généralement d'un coût inférieur à celle d'un doublet foré en déviation
dirigée. L'économie est largement plus appréciable si l'on doit forer
plusieurs doublets devant desservir une seule chaufferie.
L'emprise du chantier est variable selon le type d'appareil de
forage utilisé ; ses dimensions moyennes sont ici de l'ordre de
80 x 100 m. Sur cette emprise, une plateforme empierrée et compactée permet
la circulation des véhicules (15 t. par essieu] sans risque d'embourbe-
ment. Une semelle en béton et une fosse bétonnée (la "cave"] supportent
l'appareil de forage sur l'emplacement du puits.
Sur un des grands côtés de la plateforme doit être creusé un bourbier
de 2 000 m3 environ, servant à l'évacuation des boues de forage et au
recueil de l'eau extraire pendant les essais de débit. Les boues doivent
être évacuées et mises en décharge contrôlée par une entreprise spécialisée ;
il doit en être de même de 1'eau^produite sauf s'il est possible de la
rejeter dans le milieu naturel sans risques de pollution.
La coupe technique des forages est établie à partir de la coupe pré-
visionnelle des terrains traversés1. Les profondeurs auxquelles doivent être
posés les tubages techniques et la succession des phases de forage qui en
résulte sont indépendantes des diamètres de tubages adoptés.
: 19 -
4,3.1, Phases de forage successives
a) Eventuellement, forage et pose d'un tube guide en surface.
b) Forage de la surface au toit de la craie, vers 150 m» Pose
d'une colonne de surface cimentée en tête.
Ce tubage couvrant les terrains quaternaires et tertiaires a
pour objet :
d'isoler les terrains de surface de toute pollution ultérieure
en cours de forage, et de couvrir les zones de pertes possibles dans les
aquifères de surface.
- d'éviter tout éboulement des sables du Cuisien et des bancs
de lignites qui pourraient survenir ultérieurement lors du forage de la
craie du crétacé supérieur en pertes totales.
- de prévenir en cas de pertes totales, des affaissements des
terrains sous jacents qui risqueraient de menacer la stabilité du derrick.
c) Forage du toit de la craie à la base du crétacé inférieur
vers 1 000 m et pose d'une colonne technique cimentée par-
tiellement de 1 000 m à 500 m et de 0 à 150 m.
Ce tubage a pour but :
- de couvrir les zones de pertes de la craie pour éviter des
incidents de forages ultérieurs.
- de protéger l'albien, principal aquifère profond d'eau
douce du Bassin de Paris.
d) Forage de la base du Crétacé inférieur au toit du réservoir
vers 1 725 m et pose d'un tubage cimenté en deux étages
jusqu'au jour.
e) Forage du réservoir. Les calcaires du Dogger ayant une
bonne tenue, il n'est pas nécessaire de crépiner la forma-
tion ; le forage sera donc laissé en trou ouvert. Une ca-
rotte de 18 m sera prélevée pour permettre l'étude détaillée
des caractéristiques lithologiques du réservoir.
- 20 -
4.3.2, Diamètres de forage et de tubage
Remarque préalable : le programme de forage et tubage a
été envisagé pour un débit de 150 mVh. Néanmoins, dans les conditions
adoptées au chapitre 3, il n'est pas illusoire d'espérer des débits de
l'ordre de 200 m V h qui pourraient être atteints en modifiant la profondeur
de la chambre de pompage ; il faudrait alors prévoir pour celle-ci 210 m
au lieu des 150 m définis plus loinc Ceci conduirait à modifier légèrement
le programme de tubage du puits de production, mais sans incidence notable
sur les coûts du forage.
a) Puits d'injection.
Nous conseillons de réaliser le puits d'injection en premier
car il représente un coût inférieur au forage d'un puits d'exhaure.
Profondeurs
0
150
1000
1725
1900
- •
: •
•
•
0
•
y
y
r
de
17
12
8
6
forage
1/2"
1/4"
3/4"
1/8"
-
0 des
13 3/8"
•I
tubages
9 5/8"\
•
7"•
- 21 -
b) Puits de production
Pour un débit ds 15G m3/h le rabattement prévisible est de
l'ordre de 110 m. En conséquence, il est nécessaire de consituer une
chambre de pompage. La profondeur de cette chambre a été fixée à 150 m.
de façon à maintenir une charge suffisante sur la pompe.
Profondeurs
0
150
1000
1725
1900
-I
>
0
•
-
•
•
de
24
12
a
6
forage
1/4"
3/4"
1/8"
18 5/8" 13
^ _i_
[
0 de
3/8"
9 5/8
tubages
1
_i\
M
•
0 3/4"
7"f
4,4.
Les diamètres de tubages ont été indiqués au paragraphe précédent.
Compte tenu des caractéristiques chimiques attendues pour l'eau
de la formation, il a été prévu des tubages en acier ; le grade d'acier
proposé est le E 36 V dont la structure de recuit est garantie par le
fabricant.
Caractéristiques mécaniques
E i 36 Kg/mm2
R £ 52 Kg/mm2
A ^ 20 %
Composition chimique
C £ 30 %
Si $ 35 %
Mg $ 1 ,40 %
S $ 0,035 %
P ¿ 0,035 %
- 22 -
Les colonnes techniques peuvent être réalisées en casing à filetage
API court qui est le plus économique.
Les colonnes de production et d'injection, ainsi que le tubing de
production des pompes immergées sont prévus avec filetage VAM à manchons
normaux. Cette solution plus onéreuse, assure une étanchéité parfaite du
tubage et minimise les risques de corrosion du fait de l'absence de
rétreint au niveau des accouplements des manchons.
Pour la réalisation des chambres de pompage, le principe d'une
colonne mixte a été choisi de préférence à la pose d'une colonne perdue sus-
pendue par "liner hanger".
La colonne perdue, suspendue dans un casing de diamètre supérieur
par "liner hanger", constitue souvent la solution la plus économique malgré
le coût de la pose ; toutefois, elle a été écartée en raison des risques
de mauvaise tenue des caoutchoucsd'étanchéité au cours du temps, des
risques d'incidents au cours de la pose (coincement de l'outil de pose,
glissement des coins de suspension entraînant un flambage du tubage) ;
enfin de la difficulté de réaliser dans cette solution une cimentation
multiétagée.
La colonne mixte est composée de deux casings de diamètres différents
reliés par une réduction ; cette solution permet de réaliser une économie
importante par rapport au prix d'un tubage du diamètre le plus élevé sur
toute la hauteur de la colonne ; elle garantit une étanchéité aussi bonne
que celle d'une colonne simple, elle est compatible sans difficulté, avec
une cimentation multiétagée nécessaire lorsque les pressions de fractura-
tion des terrains traversés sont faibles.
- 23 -
4.5.
4o5.1. Boues de forage
Les boues de forage sont nécessaires à la lubrification du
trépan, permettant de ramener au jour les déblais (cuttings] et assurent
la tenue des parois du trou»
La consommation d'eau industrielle du forage, pour la pré-
paration des boues notamment, est de l'ordre de 50 m3/jour en moyennej mais
les besoins de pointe peuvent atteindre 100 m3/h.
La traversée des terrains quaternaires et tertiaires s'effec-
tue avec une boue bentonitique simple.
Le forage de la craie est fait à l'eau douce ; en cas de
pertes totales, un débit d'eau neuve de 100 m3/h doit pouvoir être assuré.
Le forage se poursuit jusqu'à la base du crétacé inférieur
avec une eau clarsolée.
De la base du Crétacé inférieur au toit du réservoir, il est
nécessaire d'utiliser une boue élaborée. Enfin, le réservoir se fore avec
une boue de completion biodégradable.
Les caractéristiques précises des fluides de forage et l'es-
timation détaillée des quantités des produits préconisés doivent faire
l'objet d'une étude approfondie lors de la mise au point du projet.
- 24 -4.5.2-. Cimentations et habillage des colonnes
. . La. colonne de surface [150 m] est munie d'un sabot à bille
et cimentée sur toute sa hauteur*
La colonne technique (1000 m] est équipée d'un sabot à soupa-
pe, d'un "float collar" (manchon de retenue pour bouchon) et de centreurs.
Elle est cimentée de 1000 à 500 m et de 150 m au jour ; cette cimentation
partielle a pour but d'éviter des pertes de ciment dans la craie par frac-
turation de cette formation, tout en cimentant l'Albien sur toute sa
hauteur.
La colonne de production ou d'injection est équipée d'un
sabot à soupape d'un "float collar", d'une "DV stage cémenter" (soupape de
cimentation étagée) et de centreurs. Il est prudent de prévoir une cimen-
tation en deux étages en raison de l'aléa existant sur les pressions de
fracturation du Dogger, du Rauracien et du Séquanien. Lors de la cimenta-
tion du premier étage, du toit du Dogger au toit du Séquanien, la pression
exercée par la colonne de ciment sur ces formations reste faible, et le
risque de fracturation est très réduit. La cimentation du deuxième étage
étant effectuée après la prise du premier étage, il n'y a plus de risques
de pertes de ciment.
4.5.3. Diagraphies
Les diagraphies ont pour but de permettre :
- l'établissement d'une coupe géologique précise du forage,
- le contrôle de l'état du trou avant la descente des tubages,
- le calcul des volumes de ciment a injecter pour la cimenta-
tion des colonnes,
- le contrôle des cimentations,
- l'évaluation de la qualité (porosité) du réservoir.
Le programme à partir duquel a été estimé le coût des diagra-
phies tient compte de ces objectifs et comprend les opérations suivantes :
- avant poste du tubages 9 5/8" et 7" :
BGT (Bore hole Geometrical Tool)
Laterolog
Gamma Ray
- 25 -
- après cimentation des colonnes 9 5/8 et 7" :
Thermométrie
puis CBL (Cernent Bond Log)
- après forage du réservoir :
Gamma Ray FDC (Formation Density Compensated]
Microlog
Microlaterolog
diamétreur
4o5.4o Completion
On a regroupé dans ce paragraphe les problèmes posés par le
développement du puits et l'équipement des têtes de puits.
Malgré le forage du réservoir avec une boue de completion bio-
dégradable, il est souvent nécessaire, pour assurer un développement satis-
faisant du puits, de procéder à un lavage à l'acide des parois du trou.
L'attaque du calcaire par l'acide libère alors les particules de boue ou
d'argile qui obturaient plus ou moins les pores de la roche et auraient
provoqué une diminution importante de la perméabilité du réservoir au
niveau du forage (skin effect). Le coût de l'acidification a donc été inclu
dans l'évaluation du coût des puits»
Les têtes de puits sont consituées d'une vanne maîtresse et de
vannes latérales dont le diamètre est fonction des débits à produire ou à
injecter. Il est souhaitable qu'elles soient équipées d'un manomètre et d'un
thermomètre. La tête du puits de production doit être calorifugée.
Les groupes de pompage d'exhaure et d'injection doivent être
sélectionnés soigneusement en fonction des caractéristiques chimiques de
l'eau, des pression et des températures attendues. Pour disposer d'un
matériel parfaitement adapté, il faudrait ne passer les commandes qu'après
la réalisation et l'interprétation des essais de débit et des analyses
chimiques sur le premier forage. En raison des longs délais de livraison
demandés par-les constructeurs, il n'est souvent pas possible de procéder
de la sorte ; un calcul rapide fait apparaître qu'il est préférable de
disposer d'un matériel surpuissant commandé sur la base des prévisons lors
du lancement du projet plutôt que de laisser les puits inexploités faute
de matériel pendant une saison de chauffe.
- 26 -
Les pompes d'exhaure les mieux adaptées sont des pompes cen-
trifuges multiétagées immergées et suspendues a un tubing de production ;
il est souhaitable qu'elles soient munies d'un séparateur de gaz et elles
doivent être équipées d'un moteur pouvant fonctionner à haute température.
Les pompes d'injection sont des pompes centrifuges à haute
pression. Il est nécessaire de prévoir deux pompes d "injection si l'exploi-
tation s'effectueselon deux régimes différents [hiver et été) et si le
second nécessite des débits et donc des pressions beaucoup plus faibles
que le premier.
4.5,5. Estimation des coûts
Les coûts sont estimés dans les conditions économiques du
premier trimestre 1976 pour des forages verticaux réalisés par une entre-
prise ayant accepté un contrat au métré.
Dans ce cas en effet, l'entreprise de forage prend en charge
une part importante des risquesdu forage, ce qui permet d'évaluer le coût
d'un doublet d'une façon assez précise.
Au contraire, dans le système de la régie, le coût des puits
est lié beaucoup plus directement aux incidents aléatoires survenant en
cours de forage, la totalité du risque étant à la charge du maître d'ou-
vrage.
En outre, il est important de noter que, quel que soit le
type de contrat, le coût d'un forage géothermique reste entaché d'aléas.
L'estimation ci-dessous prend en compte les conséquences des in-
cidents les plus probables auxquels on a ajouté une provision pour imprévus
assez importante (7 % ) . Elle pourrait toutefois être largement dépassée en
cas d'incidents graves, entraînant par exemple l'abandon d'un puits ; la
probabilité de tels incidents dans le Bassin de Paris est faible ; mais
elle n'est pas nulle.
- 27 -
On rappellera enfin les réserves énoncées au paragraphe 331
sur la validité des estimations effectuées ici.
Coûts de forage HT (pour un doublet]
Génie civil des plateformes 400 000
Amenée du matériel de forage 200 000
Démontage et remontage entre 2 forages 80 000
Repli du matériel" de forage en fin de marché ' 115 000
Perforation des puits 1760 300
Opérations divErses en régie
(attentes, cimentations, colmatage des pertes etc] 600 000
Boues de forages 200 000
Vidange des bourbiers 150 000
Tubages 1200 000
Diagraphies 150 000
Cimentations 250 000
Acidification du réservoir 150 000
Tête de puits, matériel de pompage 480 000
Provision pour imprévu 401 500
Surveillance géologique 90 000
Maîtrise d'oeuvre (ingénierie] 610 000
Total.»...... 6836 800
arrondi à........ 6900 000
Ce prix ne comprend pas le coût des canalisations de surface.
CHAPITRE 5
PROGRAMME DE FORAGEPOUR UN DOUBLET
CONDUIT EN DEVIATION DIRIGEE
- 29 -
Cette technique peut être retenue si les terrains nécessaires à
plusieurs implantations ne sont pas disponibles. Une seule plateforme sera
alors construite. La longueur des canalisations de surface sera réduite
à la condition expresse de positionner les puits aux abords immédiats de
la chaufferie.
Ce mode de forage entraîne obligatoirement la signature d'un contrat
en régie. De ce fait on doit prévoir la location d'un intendant de forage
faisant office de chef de chantier dont la mission est distincte de la
supervision technique. De plus un contrat sera passé avec une société
spécialement équipée pour la conduite du forage en déviation dirigée.
R.G.M.
nai $orii G 30 V /
o KôP a5Z0 m.
Project c on. hori zontaLe.
- 3D -
5.2,
L'angle de déviation maximum des forages sera de 25° 17' =
L'amorce de la déviation (KOP) se fera à partir de 520 m après avoir
tube les pertes de la craie. Le gradient de déviation sera de 3/4°par 10 m
(build-up). L'angle choisi permettra alors d'avoir des puits suffisamment
espacés à l'arrivée sur l'objectif. La tolérance de l'objectif correspond
à un cercle de 80 m de rayon au toit du réservoir.
Compte tenu du sens de l'écoulement de la nappe, 1"azimuth sera par
rapport au Nord géographique N 135° pour le puits de production et N 315°
pour le puits d'injection. La déclinaison magnétique dans la région de
Fontainebleau est 6°30'W.
5.3.
La plateforme de forage selon l'appareil utilisé sera légèrement plus
vaste que s'il s'agissait de l'aire d'un forage vertical, ses dimensions
seront de 20 % supérieures à celle décrite au paragraphe 4.2.
5.4.
La coupe technique des forages est établie à partir de la coupe
prévisionnelle des terrains traversés. Les profondeurs auxquelles doivent
être posés les tubages techniques et la succession des diamètres de forage
qui en résulte sont indépendantes des diamètres de tubages adoptés. Les
profondeurs seront données par rapport à la verticale et en fonction du
déplacement, ceci permettra de connaître directement les longueurs des
tubages.
- 31 -
5,4ol. Phases de forages successives
aJ éventuellement, forage et pose d'un tube guide,
b) forage vertical de la surface au toit de la craie vers 150 m.
Pose d'une colonne de surface cimentée en tête.
Ce tubage couvre les terrains quaternaires et tertiaires ; il
a pour objet :
- d'isoler les terrains de surface de toute pollution ulté-
rieure au cours du forage et de couvrir les zones de pertes possibles dans
les aquifères de surface ¡
- d'éviter en cas de pertes totales, des affaissements des
terrains sous-jacents, qui risqueraient de menacer la stabilité du derrick,
- d'éviter tout éboulement des sables du Cuisien et des bancs
de lignite qui pourraient survenir lors du forage de la craie du Crétacé
en pertes totales.
c) Forage vertical du toit de la craie jusque vers 500 m
(Turonien) et pose d'une colonne technique cimentée si possible jusqu'en
tête de puits.
Ce tubage a pour but, de couvrir les zones de pertes de la
craie pour éviter des incidents de forage ultérieurs et permettre l'amorce
du forage dévié en toute sécurité.
d) Forage en déviation dirigée à la turbine de 520 à 846 m
(profondeur verticale). Cette phase correspond à l'amorce de la déviation
plus communément appelée "build up". De 846 à 1000 m environ (toit du port-
landien) forage en déviation dirigée correspondant au début de la phase de
stabilisation. Pose d'un tubage cimenté en un seul étage jusqu'au jour.
Ce tubage est imposé par l'arrondissement minéralogique dans
le but de protéger la nappe de l'albisn.
- 32 -
e) Forage en déviation dirigée du toit du portlandien au
toit du Dogger et pose d'un tubage cimenté en deux étages jusqu'au jour.
f) Forage du réservoir en déviation dirigée. Les calcaires du
Dogger ayant une bonne tenue il n°est pas nécessaire de crépiner la forma-
tion. Une carotte de 18 m sera prélevée pour permettre 1"étude détaillée
des caractéristiques lithologiques du réservoir.
5.4-2,, Diamètres de forage et de tubage
Voir remarque en 4.3.2,,
a] Puits d'injection
Nous conseillons de réaliser le puits d'injection en
premier, car il représente un investissement inférieur à celui d'un
puits d'exhaure.
¡Profondeur: verticale
: 0
: 150
: 500
: 1000
: 1725
: 1900
Longueursréelles
0
150
500
1055
1860
2050
0 deforage
-,
•
•
24"
•
17 1/2"
12 1/4"
8 3/4"•
6"
0 des tubages :
•
18 5/8"
•
-13 3/8"
•
9 5/»
•
7" ::
- 33 -
b) Puits de production
Pour un débit de 150 m V h le rabattement prévisible est de
l'ordre de 110 m et compte tenu d'une légère surpression en tête de puits
destinée à vaincre les pertes de charges des canalisations de surface.
En conséquence, il est nécessaire de constituer une chambre de pompage»
La profondeur de cette chambre a été fixée à 150 m.
Profondeurverticale
Longueursréelles
0 deforage
0 des tubages
0
150
500
1000
1725
1900
0
150
500
1055
1860
2050
24-
17 1/2»
12 1/4 "
8 3/4 »
6"
20" 1gH 13"3/8 10"3/4
13 "3/8
9 »5/8
5.5.
Les diamètres du tubages ont été indiqués au paragraphe précédent,
(cf voir paragraphe 4.4. pour les caractéristiques des tubages].
- 34 -
5.6.
5.6=1» Boue de forage
Pendant le forage des terrains quaternaires et tertiaires, la
boue de forage sera une boue bentonitique normale.
Le forage de la craie jusqu'à 500 m se fera à l'eau claire.
Le forage dirigé se fera à l'aide d'une boue à l'huile à emul-
sion inverse. Ce type de boue est aussi compatible pour le forage du ré-
servoir. C'est une boue de completion ne formant pas de cake sur les parois,
elle n'endommage donc pas les formations. Elle permet d'atténuer le risque
de collage, important dans les trous déviés. Elle pourra être récupérée en
fin de forage et sera réemployée pour le second puits.
5.6.2. Cimentation et habillage des colonnes
(cf. voir paragraphe 4.5.2.]
Les 2 points suivants seront particulièrement étudiés lors
du projet définitif.
a) habillage des colonnes
Les tubages auront tendance par gravité à s'appuyer sur la
paroi inférieure des forages. L'habillage des colonnes devra donc être
particulièrement important pour éviter les collages.
b) Avant les cimentations seront injectés des "fluide spacers"
(fluide tampon} spécifiquement adaptés au type de boue pour éviter toute
contamination ciment-boue et pour détruire la fine pellicule d'huile autour
des tubages de façon à ce que le ciment adhère parfaitement au tube,
506.3. Diagraphies
(cf. voir paragraphe 4.5.3.)
5,6c4» Completion
(cf. voir paragraphe 4.5.4.)
- 35 -
5,6,5o Estimation des coûts
(cf. voir paragraphe 4.5,5.J
Coûts de forage HT pour un doublet dévié.
Génie civil des plateformes 250 000
Amenée du matériel de forage 200 000
Rîpage de l'appareil sur 10 m entre deux forages 40 000
Replis du matériel en fin de marche 115 000
Location de l'appareil de forage (120 j) 2040 000
Achats des outils de forage 100 000
Opérations diverses 600 000
Opérations de déviation 263 000
Boues de forages " 300 000
Vidange des bourbiers 150 000
Tubages 1500 000
Diagraphies 150 000
Cimentations 300 000
Acidification du réservoir 150 000
Tête de puits matériel de pompage 480 000
Provision pour imprévus 465 000
Intendant de forage 150 000
Surveillance géologique 90 000
Maitrise dBoeuvre 735 000
Total..... . ..8078 000
arrondi à..........8100 000
- 36 -
CONCLUSION
Cette étude a permis de montrer que l'utilisation de l'énergie
géothermique pour le chauffage de logements dans la région de Fontainebleau
offre de réelles possibilités.
Le réservoir le plus intéressant est le Dogger. Ses caractéristiques
principales sont les suivantes :
Toit du réservoir/sol 1 725 m
Epaisseur utile 70 m
Porosité 12 %
Pression de gisement 180 kg/cm2 ± 4
Température 74°C
Perméabilité 0,3 Darcy
Salinité 5 g/1
Un espacement entre les puits de production et de réinjection de
963 mètres permet une durée d'utilisation de 30 ans à température constante,
pour un débit de 150 m3/h. Cette distance est portée à 1 215 mètres pour
une durée de vie de 50 ans, dans les mêmes conditions d'utilisation.
Les débits-pressions-puissances de pompage aux puits sont indiqués
dans le tableau ci-après. Celui-ci donne pour différents débits, les ra-
battements et puissances de pompage nécessaires au puits de production
d'une part, et, d'autre part, les pressions d'injection et puissances de
pompage au puits de réinjection. Ces valeurs tiennent compte d'une surpres-
sion de 3,5 Kg/cm2 en tête, au puits de production, pour vaincre les pertes
de charge dans les canalisations de surface.
- 37 -
; Débits: m3/h
: 50
: 100
: 150
: 200
Puits de production
Rabattementm
Artésien
50
110
170
Puissance dePompagekw
0
18
60
155
Puits d'injection :
Pressiond ' injection
kg/cm2
14,4
22,7
31,9
41,7
Puissance de :Pompage :kw :
40 :
90 :
185 :
310 :
Les coûts des 2 programmes de forage envisagés sont les suivants :
- coût d'un doublet en forage vertical : 6 900 000 F HT.
- coût d'un doublet en forage dirigé : 8 100 000 F HT.
Ces prix n'incluent pas les terrains de surface nécessaires à l'im-
plantation des forages, ni toutes les canalisations de surface destinées
à faire communiquer les puits et la chaufferie, dont il faudra tenir compte
avant d'adopter l'un ou l'autre de ces programmes. La réalisation des
forages ne présente pas de problème particulier.
Néanmoins, les aléas sur la pression de gisement et la perméabilité,
font recommander, en cas de réalisation du projet, de commencer par le forage
d'injection, moins coûteux et qui, en fonction du résultat des essais,
permettra de mieux définir les caractéristiques du réservoir et modifier,
si besoin est, le programme de forage et tubage du puits de production.
Planche 1
FONTAINEBLEAU
POSITION SCHEMATIQUE DES PRINCIPALES FORMATIONS AQUIFERES
Etage géologique Lithologiedes réservoirs
Perméabilité
nulle faible bonne
Températureapproximative Observation
Tertiaire
Sénonien
Turonien
Cénomanien
Albien
Néocomien
Purbeckien
Portlandien
Kimméridgien
Lusitanien
Oxfordien
Callovien
Lias
Rhétien
Trias
craie
sable
sable
dolomie
calcairegréso-crayeux
calcaire
• l - l - l - l
-l-l-l-
I7T7T7F,-I-I-H
•l- l- l- l
o | o | o | c
grès argileux
grès, grès argileux
38°
45°
45°
55°-60°
70°
80°
90°-100°
Exploitation réglementée
Température faible
Epaisseur trop réduite
Médiocre dans l'ensemble
(Aquifère étudié)
Epaisseur très réduite
Réservoir discontinu
Eau très salée
Formation mal connue
Planche 2
FONTAINEBLEAU
CADRE GEOLOGIQUE
PROFONDEUR DU RESERVOIR
Echelle 1/500.000
50= =
Forage ayant atteint le Dogger
Site éventuel du forage d'exploitation géothermique
•ZÀ Limite occidentale des calcaires oolithiques vacuolaires
^ ^ = : Limite orientale du Dogger terminal ± vacuolaire
~—p^ Limite septentrionale du Dogger crayeux
Trace de la coupe géologique dans le Dogger (planche 3)
—1600— Courbe d'égale profondeur du toit du réservoir (en mètres, par rapport au niveau de la mer)
— Courbe intercalaire
PI.3
N.
Vert Saint Denis 1
2 5 8 - 1 - 3 9
1682
A
FONTAINEBLEAU
(projection)
Choiily 3
2 5 8 - 5 - 3
Chailly-Sud 1
2 5 8 - 6 - 6 4
LIAS
Villemer 102
294-7
s.
LIAS
FONTAINEBLEAU
COUPE LITHOLOGIQUE DANS LE DOGGER
ECHELLE
Horizontale : 1/500.000
Verticale : 1 /2 .000
LEGENDE
LITHOLOGIE
Calcaire oolithique ougraveleui ( poreux)
Calcaire sublithorapniqueou recristallisé (compact)
Calcaire argileux, marne,argile (Imperméable )
Niveau fracturé
POROSITE
> 15%
10 - 15 %
5-10%
< 5%
S Y M B O L E S LITHOLOGIQUES(Cf. rapport)
R C Calcairi alttrnofivtmcnT poreux »t compact
R.1 Réservoir "principal" du Dogger
C Colcoirt compact
A.1 Niveau marnegx imperméable
R 2 Réservoir " secondaire"
A 2 Niveau marneux imperméable
R.3 Réiervolr "annexe"
FONTAINEBLEAUHYDROCHIMIE DU DOGGER
Planche 4
B R G MHYDROGEOLOGIE
Tamijrt «a
mi
'S
••j
mil
m%/\
Ca+ +
— 300 *OOO- j
-
- 2
- 100
î- 9
r •
— 7
- 4
- S
- 4
'_
— 2
- 10''- 9
- 7
- *
'- S
- 4
- 3
_
- 2
-
- ,
L o t
- o . t
r 0 .T
- O,ft
- 0 . S
- 0 . 4
- 0 . 3
_
- 0.2
~
- 0,1
:4 -
;
3 -
-
2 -
•
-
•000 -
• "j
• -:
3 -:
4 -
3 -
2 -
-
1
.
100 -
9 -j
• -i
7 -
1 -
4 -
3 -
2 -
10 -
* T
7 -
ft -
3 -
4 -
3 -
2 -
- t9M
' o- ' ô
- i
— 4
- 1
- I
\ '
— •
-A\
- « \\~' \
\\
A— 1 \
r IM
r •
L ,
- *
- j
- 4
- 1
- 1
r1*L •
- 7
- 4
- 1
- .
•
M g "4 0 0 0 -
3 -
\
2 -
-
10O0 -
9 -f
| -I
• - :
» J;
4 —
3 -
2 -
\ -
\
\
\
\ « > -
** 1
s Y
4 —
:-
j -
-
2 —
:
-
10 —
, J7 —
6 -j
S -
4 —
3 —
JÏ
2 —
-
DIAGRAMMED'ANALYSE D'
Na*• 0 0 0 -
- MM ' -.: 0 :
- 4
- 1
- 1
r IMI
r •
'r t
r '
- 1
- i
- 4
- 1
: /
r11
H IM
r *
- '
- I
r <*
'- •
r •
~ 1
'- t
- J
- 4
- J
- 1
3 -
4 -
3 4
i]i' 1il:. 1
'7 ji*M--
/ / M
' / / '••
il • -/// :'// S^
H-
100 -
9 -i
• i7 J:
:
• ^
s —
4 —
s -
î2 —'
• ~
7 —_
• -*,
3 - ^
4 —
• K *
-•"50•»
•1
;
+
- IM«
L f
L ,
L ,
- J
- *
- 1
- I
r '"
r 7
- 4
L ,
r- 1«
L
h •
i--~ 1
- ï
- 4
EAU
cr-
toooo -
9 ~
• -,
7 -
3 -
4 -~ -i
3 -
:
K^
•
1000 -
9 -i:
:
:
ft -
3 -
4 -
' '.
3 -
_:
2 -
•
no ~9 -
7 -
« -
s -
4 -
3 -
t -
10 - :
9 - :
:
7 —
S -
4 —1
\
\
7
'-
-
r
:
-
r
:
'-
itmf
{
, \
\ \' \
\
f
1
t
i
4
»
1
I M
t
•
j
i
1
4
i
1
.•
t
1
1
1
a 'aprèë M SCHOELLER
Vf E B£ ft KALO F F
SO4"-
IOOOO r
% H
• -f
7 -
« ~
4 -
-
J -
L 2 -
\ \ \
\ \ \
\ \
\ :
•xK
3 -
2 -
I O O -
• -j
T -
, j
5 -
4 —
3 -
2 -
10 —
9 -
7 —
• -
S -
OO
- 1«W
- 1
- 7
— 4
- 1
— 4
— I
- t
c- IM«
- •
— 7
- 1
— 1
_ «
••
s
- ï
: IM
- f
- J
'- i
- I
- 4
- 1
- t
.
r II:
- 1
- J
- *
- 1
- 4
L
Foro 9«
Per thes 2
Machau It 101
Saint Pierre-les
COi( CO3%
1000 ~
9 -;;
*
7 -
« -_
S-
A -y :• -
2 _
100 -
9 -
• T
T -
ft -_
5 j
4 —1
3 —
f -
10 —
9 r
• -
7 —
• -
S -
4 —
ï -
- Nemours 1
combiné
HCO3)
,3mO
u— IN«
i- (
: G E N
N*BR«M
258* 5-2
2 5 8 - 8 - 9
294 - 6 - 2
N O 3"- 1 lOOO -=
• -=
- 4
r 1
- J
- IM
~ '
- J
- t
- t
- 4
- 1
- I
;
i- t
i- •1- ï
- 1
•
- i
7 —
% —
s -
-4 —
-
J -
2 -
•
-
too -
9 -,
• -5
7 -
3 -
4 ~
3 -
2 -
K) - :
9 -i
a H
T - •
A —
D E
Flguifa
— _
7,91
11,63
4,41
4 _
s -
_;1
1 -I
1
-
10 -
; j7 -
:
• -_
» -
4 _
s -
_:
t -
-
0,» -i
o.« -j
0,7 - ;
0.« - ;
o,s -
0,4 -
O.J :
:
0,2 -
' •
0,1 -
7,6
9,9
4
=|
S
Planche 5
Pression de débiten tête de puits
kg/cm
+ 6
FONTAINEBLEAU
PRESSIONS EN TETE DE PUITS
VARIATIONS EN FONCTION DU DEBIT
200 m 3 / h
Débit
Variations en fonction des paramètres hydrogéologiques : K
P
K = 0,3 pour
K = 0,4
— — — — — — K = 0,5 pour
K = 0,2
P = 184 kg/cm2
= 180 kg/cm2
= 176 kg/cm2
P = 180 kg/cm2
perméabilité(darcy)pression de fond(kg/cm2)
FONTAINEBLEAU
PRESSION D'INJECTION
Planche 6
Pressiond'injection
kg/cm 2
60-1
Variation de la pression d'injection
en fonction du débit pour différentes
valeurs de perméabilité (après 30 ans)
50-
40-
30-
20-
tubage 7 "forages verticauxpression de gisement 180 kg /cm 2
100 150 200 m 3 / h
Planche 7
FONTAINEBLEAU
ECARTEMENT ENTRE LES PUITS
150CH
1000 H
500 H
150 200 m 3 / h
Planche 8
FONTAINEBLEAU
PUISSANCE DE PRELEVEMENT
Puissancek W
1 5 0 -
100-
50-
100 150
Débit
200 m 3 /h
Planche 9
FONTAINEBLEAU
PUISSANCE D'INJECTION
Puissance
kwA
30(H
200H
100 150
Débit
200 m 3 / h
FONTAINEBLEAU
COUPE GEOLOGIQUE PREVISIONNELLE
Planche 10
Profondeur
130
570
650
685
825
1000
1025
1340
1585
1697
1725
1835
Coupe
1 1
1- 1- 1 •
üSüE
" 1 '
-i» - •i-i-i»
"i- n 1«
I»I- I«- '
«i- n | •
•» | n" 1 '
1 " I— 1 "
** 1* " 1 '| « le» | ri
m | n- •
1 " 1 • 1 **<-> | w | n | <
-I-I-I-
-1-l-l-l"
l-l-l-
n U | A | ,
| - . | A | «
- l-l-l"
i'i'i'
TI I
l'i'l'
1 l'i
l'IT III
TÏ—Z-H;
• • - ' ; • ' • • • • :
• ' • ' . • . • • ' . • " - • • ' " . - . ; -
. ; . - ; . • . - . ' . • ; • : ; • . • • . :
y1 1 1
. 1 - 1 - ] -— 1 ~ 1 ~ 1
. ] — 1 • 1 _• . [ . 1 • 1
• l - l - l -
1
l - l - l -
1 1 1
1 1 11
1 1 1
1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 11
-l-l-l-l-l-l--l-l-l-
|o |o |oo|o|o|c
o | o | o || o | o | o0 | O oc| o | o | o
=rzjr
Cote NGF
- + 75 •
- 55
-, - 425
- 495
575
610
•i J-'lii - 750
925
950
- 1082
- 1265
- 1 5 1 0
• 1622
'1650
i-i-iJ -1760
Epaisseur
130
370
70
80
35
140
175
25
132
183
245
112
28
110
Lithologie
Calcaire
Calcaire gréseux
Calcaire et calcaire crayeux
Argile silteuie
Grés fin
Sable; débris végétaux pyritisét
Craie blanche à silex
Craie, devenant argileuse à la base
Craie argileuse, glauconieuse
Argile sableuse; intercalations de grès
glauconieux
Argile finement sableuse et glauconieuse
S a M e glauconieux
Passées d'argile plus ou moins sableuse, glauconieuse
Passées de lignite
Argile sableuse et sabh
Lignite très abondante i la bate
Calcaire dolomitique, parfois gréseux, graveleux
Calcaire sublithographique
Marne finement gréseuse, calcaire argileux
Marne plus ou moins gréseuse, micacée;
intercalations de calcaire argileux
Calcaire argileux; débris coquille»
Calcaire parfois argileux; intercalations de marne
Calcaire fin, parfois légèrement gréseux, très
localement crayeux
Marne grise, localement gréseuse
Oalithes ferrugineuses-
Marne grise, compacte; fossiles abondants
Calcaire oalithique et graveleux
Argile
Stratigraphie
TERTIAIRE
SENONIEN
TURONIEN
CENOMANIEN
GAULT
ALBO-APTIEN
NEOCOMIEN
PURBECKIEN
PORTLANDIEN
KIMMERIDGIEN
"LUSITANIEN"
ARGOVO-OXFORDIEN
CALLOVIEN
Observations
Pertes
—— lignite ) niveau aquifère
pertes
•«— ligniteNiveau aquifère
i protéger
) Niveau aquifère
lignite abondante
Aquifère è capter
}}))})JW
FONTAINEBLEAU
COUPES TECHNIQUES
PUITS DEVIES
COUPES TECHNIQUES
PUITS VERTICAUX
Intact ton
• M "
Tiii/r
t / '
T11MT
#121/4'
• M "
IBuMup)
#13/4'
• e-
• 171/J" ^
« 1] 1/4"
* S 3/4'
172Sm.C
• 6"
• «3/4"
17» m.
• S"