Resumen de Porosity microstructures of a sandstone affected by a normal fault

Fabrice Surma, Yves Geraud, Laurent Pourcelot, François Gauthier-Lafaye, Jean Baptiste Clavaud, Maria Zamora, Marc Lespinasse, Michel Cathelineau

• English

  Normal faults are part of the elements that control fluid flows in sedimentary basins. They can play the role of a barrier or a drain [Hippler, 1993]. These pathways are anisotropic. The aim of this study is to determine the fluid pathways and to characterise the pore network and its role in the transfer properties.

  Petrophysics, petrographics, geochemical and fluid inclusion studies allow us to characterise a Buntsandstein sandstone affected by a normal fault. This sandstone has a fluviatile origin, field evidenced by fluviatile channels, but also by some clay layers. The fault is located in the north east of France, in the Rhine Graben. The vertical displacement is about 3 meters, and the dip is 70o east. The fractured zone is composed of three compartments (the hanging wall and the footwall separated by a gouge) divided by three main faults (fig. 1). Oriented samples were taken from the three blocks and were studied following the procedure figure 2.

• français

  Dans un système de failles normales de la bordure du fossé rhénan, les interactions eauxroches de part et d'autre de ces failles peuvent contrôler les conditions des circulations fluides. L'objectif de ce travail est de caractériser les structures du réseau poreux dans la zone endommagée autour d'une de ces failles. Il est intéressant d'étudier la relation entre porosité et perméabilité dans cette zone. Des études pétrographiques et pétrophysiques, des mesures micro-thermométriques sur des inclusions fluides et la composition isotopique de l'oxygène ont permis de caractériser les structures de porosité des roches et notamment des ciments primaires et secondaires.

  Le couplage de ces approches montre qu'une faille normale peut à la fois jouer le rôle de drain et de barrière à la circulation des fluides. En fonction de la direction de circulation, la faille joue le rôle de drain en laissant remonter les fluides parallèlement au plan de faille et le rôle de barrière, en focalisant les circulations dans le toit. L'anisotropie, no-tamment des propriétés de transfert héritées des conditions de dépôts fluviatiles, est profondément modifiée par les transferts subits dans le matériau. Ainsi les modifications des transferts dépendent des modifications du réseau poreux : l'hétérogénéité de la structure du réseau et l'anisotropie d'orientation ou de connectivité. Ce modèle de circulation est contrôlé par une interaction entre les modifications des structures du réseau poreux et les circulations fluides, entraînant des modifications de l'anisotropie de certaines propriétés du matériau autour de la faille.