GEOCHIMIE DES EAUX DU SYSTEME AQUIFERE DU BASSIN DE SOUASSI 12/09/2018 GEOCHIMIE DES EAUX DU SYSTEME AQUIFERE DU BASSIN DE SOUASSI IMPACT DU REJET DE L’EAU DE PRODUCTION DU GISEMENT DE PETROLE DE SIDI EL KILANI Laboratoire de Géochimie et de Géologie de l’environnement (FST) Entreprise Tunisienne des Activités Pétrolières (ETAP) Journées Scientifiques et Techniques 2001

PLAN DE L ’EXPOSE Introduction Conclusion I. Cadre général du bassin de Souassi. II. Le gisement de Sidi El Kilani : Caractéristiques et fonctionnement. III. Géochimie des eaux du système aquifère de Souassi : Impact de l’injection de l’eau de production. Conclusion

INTRODUCTION « Si le XX éme siècle a été celui du pétrole, certains experts n’hésitent pas à dire que le XXIéme sera celui de l’eau » Ce travail s’intéresse à la qualité des eaux de l’aquifère de Souassi, située dans une région où les ressources en eau sont limitées, par rapport à des besoins qui sont sans cesse croissants, et où est découvert le gisement de pétrole de Sidi El Kilani. Objectifs 1- Identifier l’origine des éléments majeurs dans les eaux de l’aquifère de Souassi, ainsi que les facteurs et les phénomènes qui sont à l’origine de la variation de leurs concentrations. 2- Préciser et analyser l’effet de l’injection de l’eau de production du gisement de Sidi El Kilani dans le puits de rejet SLK#9 sur la production du pétrole au niveau du puits voisin SLK#4 et sur la qualité des eaux des nappes du système aquifère de Souassi.

CADRE GENERAL DU BASSIN DE SOUASSI 12/09/2018 CADRE GENERAL DU BASSIN DE SOUASSI 1. Cadre géographique 2. Cadre géologique 3. Cadre climatique Climat semi-aride Irrégularité des précipitations Sécheresse périodique Ressources en eau limitées des nappes libres 4. Cadre hydrologique Journées Scientifiques et Techniques 2001  Réseau hydrographique complexe  Cours d’eau très ramifiés  Oued Chérita : pérenne

5. Cadre hydrogéologique Nappe phréatique (plio-quaternaire) Alimentation  Infiltration des eaux de pluie;  La plaine de Kairouan. Exutoires  Infiltration vers la nappe profonde;  Écoulements vers les Sebkhas;  Evaporation. Piézométrie et sens d’écoulement  Baisse générale du niveau piézométrique;  Décalage des isopiézes vers l’aval du bassin excepté dans la partie SE : région de Sidi Zid.

Relation nappe phréatique - nappe profonde Nappe profonde ( Mio-pliocène )  Présence de plusieurs niveaux aquifères selon la perméabilité et la porosité des formations géologiques. Relation nappe phréatique - nappe profonde  Un système aquifère multi-couches.  Les circulations verticales dans le bassin de Souassi : - Descendante dans le sens de la nappe phréatique-nappe profonde. - Ascendante dans le sens de la nappe profonde-nappe phréatique ( artésianisme ).  Superposition des grands axes de drainage des cartes piézométrique des nappes phréatiques et profondes ( 2002 ).

LE GISEMENT DE SIDI EL KILANI CARACTERISTIQUES ET FONCTIONNEMENT  Réservoir carbonaté fracturé: formation abiod d’âge maastrichtian-Campanian  L’historique de production des puits producteurs; marqué par l’augmentation de la quantité d’eau de production  Réinjection de l’eau produite dans un puits de rejet : SLK#9

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Paramètres physico-chimiques  Température;  pH;  Conductivité;  Salinité.

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Eléments majeurs Chlorures , Sodium, Calcium, Sulfates, Même tendance évolutive Diminution puis augmentation en allant de Sebkha Echerita vers Sebkha Sidi El Hani Forte teneur aux alentours des Sebkhas Augmentation suivant le sens d’écoulement principale de la nappe phréatique ( SW-NE).

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Faciès géochimique Type Sulfato-chloruré calci-sodique Les hydrocarbures P10 et P11 14 et 18 mg/l

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PROFONDE Paramètres physico-chimiques Température Même gamme que les eaux de la nappe phréatique. Légère augmentation en fonction de la profondeur ( 3.3 °C pour 500 m ). Mélange des eaux sous l’influence de l’hydrodynamisme d’eau chaude profonde et d’eau froide de surface . pH: le même que celui de la nappe phréatique. Conductivité: même intervalle que celui de la zone correspondante au niveau de la nappe phréatique.

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PROFONDE Éléments majeurs Chlorures et Sodium  Eléments prédominants Teneurs proches des eaux de la nappe phréatique Calcium  2éme élément prédominant Magnésium  Teneur inférieure à celle des eaux de la nappe phréatique Faciès géochimiques  Type chloruré sodique Hydrocarbures F5 et F22 4 et 9 mg/l

RELATION NAPPE PHREATIQUE - NAPPE PROFONDE  Similitude de la composition chimique des eaux de ces deux nappes  L’existence de phénomènes de percolation et d’échanges verticaux entre les différents niveaux.

INFLUENCE DE L’INJECTION DE L’EAU DE PRODUCTION  La concession de Sidi El Kilani se situe entre Sebkha de Echérita et Sebkha de Sidi El Hani càd dans le sens de l’écoulement général de l’eau du système aquifère de Souassi;  L’emplacement des puits, injecteur SLK#9 et producteur SLK#4, est sur la ligne d’écoulement général de l’aquifère.

INFLUENCE DE L’INJECTION DE L’EAU DE PRODUCTION  La grande quantité d’eau injectée (0,5 Mm3) dans le réservoir Abiod  Une recharge artificielle de la nappe Abiod  Un écoulement plus rapide vers ces exutoires (Sebkha Sidi El Hani)

 L’eau produite injectée dans la nappe Abiod Accentuer le phénomène drainance (échange ascendant) L’élévation du débit  Recharge des aquifères sus-jacents  Remontée du niveau piézométrique dans la région de Sidi Zid (où est implanté le puits de rejet) confirmée par l’élévation du gradient hydraulique de 1,9.10-5 (1982) à 2.10-4 (2002)

Communication entre les puits du bloc Sud  L’évolution d’eau au niveau de SLK#4 et l’historique du débit d’injection d’eau dans SLK#9 Arrêt de l’injection d’eau pendant deux mois Injection avec un débit important Augmentation du BSW avec un décalage dans le temps Une stabilité du BSW du puits SLK#4 Les résultats des tests d’interférences réalisés dans le bloc Sud Communication entre les puits du bloc Sud

1/ La structure hydrogéologique du bassin de Souassi CONCLUSION 1/ La structure hydrogéologique du bassin de Souassi AQUIFERE MULTICOUCHE MEME COMPLEXE AQUIFERE Phénomène de drainance hydraulique la superposition des grands axes de drainage des cartes piézomètriques

 Nappe phreatique  Nappe profonde profonde 2/ L’étude géochimique de la nappe phréatique et de la nappe profonde  Nappe phreatique La répartition spatiale (Cl-,Na+, Ca2+, SO42-) la même tendance évolutive suivant le sens  d ’écoulement de l ’eau Faciès géochimique du type sulfato-chloruré calci-sodique  Nappe profonde Cl- et Na+ sont dominants dans la nappe profonde Faciès géochimique Chloruré-sodique Mélange des eaux sous l’influence de l’hydrodynamisme T nappe profonde  T nappe phréatique

3/ Impact de l ’injection de l ’eau de production  Nappe phreatique- Nappe profonde Similitude entre les deux nappes: L’existence de phénomènes de percolations et d’échanges verticaux 3/ Impact de l ’injection de l ’eau de production  sur la production de l’huile Augmentation du débit de la nappe Augmentation du BSW de SLK#4  sur la qualité des eaux du système aquifère de Souassi Présence d’hydrocarbures dans les nappes phréatique et profonde avec des teneurs assez élevées.

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Figure 1: carte de localisation du bassin de Souassi CADRE GEOGRAPHIQUE Figure 1: carte de localisation du bassin de Souassi

CADRE GEOLOGIQUE Figure 2: Structuration de la Tunisie en blocs tectoniques ( Bedir, 1995 )

CADRE HYDROGEOLOGIQUE Figure 3 : Carte piézométrique de la nappe phréatique de la plaine de Kairouan en 1968 (Besbes, 1972 in Karray et Fakhfakh, 1968 in Dassi, 1999)

CADRE HYDROGEOLOGIQUE N Figure 4 :Carte piézométrique de la nappe phréatique de Souassi (Maalel, 1982)

CADRE HYDROGEOLOGIQUE 8.850 8.900 8.950 9.000 9.050 9.100 9.150 9.200 39.200 39.250 39.300 39.350 39.400 Sebkha Sidi El Hani SLK4 SLK9 Figure 5 : Carte piézométrique de la nappe phréatique de Souassi (2002)

CADRE HYDROGEOLOGIQUE Figure 6 : Carte d‘ecoulement des eaux des nappes profondes du sahel Tunisien ( ETAP, 1983 )

CADRE HYDROGEOLOGIQUE 39.320 39.300 a t e r i h c 39.280 E e t h k b e S 39.260 39.240 39.220 8.980 9.000 9.020 Figure 6 : Carte piézométrique de la nappe profonde de Souassi (2002)

INFLUENCE DE L’INJECTION DE L’EAU DE PRODUCTION Figure 7 : Carte de localisation de la concession de Sidi El Kilani

LE GISEMENT DE SIDI EL KILANI CARACTERISTIQUES ET FONCTIONNEMENT Figure 8 : Carte srtucturale du gisement de Sidi El Kilani

LE GISEMENT DE SIDI EL KILANI CARACTERISTIQUES ET FONCTIONNEMENT Figure 9 : Schema du mode d‘injection d‘eau dans un gisement de petrole

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE 8.900 8.950 9.000 9.050 9.100 9.150 39.200 39.250 39.300 Sebkha Sidi El Hani i t a r é h c E a h k b a S 7 Figure 10 : Carte de repartition spatiale du pH des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE 8.90 8.95 9.00 9.05 9.10 9.15 39.20 39.25 39.30 2 4 6 7 8 9 10 11 14 15 16 17 18 19 20 23 24 25 26 27 28 30 S e b k h t E c r i a Sebkhet Sidi El Hani Figure 11 : Carte de repartition spatiale du Sodium des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Figure 12 : Carte de repartition spatiale des Chlorures des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Figure 13 : Carte de repartition spatiale du Calcium des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Figure 14 : Carte de repartition spatiale des Sulfates des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Figure 15 : Carte de repartition spatiale de la conductivitè des eaux de la nappe phreatique de Souassi

INFLUENCE DE L’INJECTION DE L’EAU DE PRODUCTION S e b k h a E c é r i t SLK9 SLK4 Sebkha Sidi El Hani Figure 16 : Localisation des puits SLK4 et SLK9 dans la carte piezometrique du systeme aquifere de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PHREATIQUE Figure 17 : Facies geochimique des eaux de la nappe phreatique de Souassi

GEOCHIMIE DES EAUX DE LA NAPPE PROFONDE Figure 18 : Facies geochimique des eaux de la nappe profonde de Souassi