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Caractéristiques des provinces pétrolières nord- américaines

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par Christian Kambale Kangano
Université de Kinshasa RDC - Gradué en sciences géologiques 2011
  

Disponible en mode multipage

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A mon père KANGANO KOWAVINGI Bosco A ma mère ANGALI YANGO Léontine

A mes soeurs et frères bien aimés :

MUMBERE KANGANO Rémy, Dr Blaise KANGANO, Sylvie KANGANO, Charline KANGANO, Rebecca KANGANO et autres ;

Je vous dédicace ce travail, le fruit d'un grand sacrifice.

Nous tenons à exprimer notre attachement a la famille NDEKUVIO, a la famille BOLIO, et à toute la famille NAKWIRIMBA pour leur soutien à notre égard.

KAM~AL KANcANO ~~~~~~~~~~

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EPIGRAPHE

~ it e~~ ta kL.a?-~~~

parte, e q~e te~ hw a~1. !"#o~~e~~ pa~ $

(Victor HUGO)

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AVANT PROPOS

Nous ne saurions commencer ce travail sans exprimer toute notre profonde gratitude à l'Eminent Professeur Adalbert Jules MAKUTU MA NGWAYAYA, qui a bien voulu prendre la direction du présent travail malgré ses multiples occupations ; qu'il trouve ici l'expression de nos sentiments les plus sincères.

Nous aimerions aussi remercier tous les enseignants de l'Université de Kinshasa (UNIKIN), plus particulièrement ceux du Département des Sciences de la Terre pour les connaissances transmises durant ces trois années.

Nous sommes reconnaissant à l'endroit de nos collègues de promotion, MWESHI ITSIOLA Olivier, MWESHI WABULAOMBE John, Richard KATEMBO, Jackson LWANZO,

SOTO KUNDI Serge, Pitshou, Amporio BISIMWA, Parisia
USHI, James NZIA, pour leur esprit de collaboration.

A tous nos amis et connaissances ; Zarine Dyna, Neema SHABANI, BAHATI BAGULA François , Philemon KATSUVA, Miracle NGAMUHAVYAKI, Déchenous MWANZI, Freddy MAPATHI, Baraka MBANZA, Bienvenu BAPOLISI, Gaby SIVIRWA, Stephane MAPATHI, Joël NDUNGO, Elvis MALIKIDOGO pour votre amitié sincère et encouragement à notre égard.

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INTRODUCTION

1. Intérêt du sujet

Notre travail a comme titre : « LES CARACTERISTIQUES DES PROVINCES PETROLIERES NORD-AMERICAINES ».

Vu l'importance et l'utilité du pétrole dans le monde, nous avons pensé qu'il est nécessaire de connaitre et de comprendre les différents mécanismes qui concourent à la formation de ces ressources énergétiques et de connaitre leur répartition dans le monde. C'est ainsi que nous nous sommes intéressé aux provinces de l'Amérique du Nord afin d'en dégager les caractéristiques essentielles.

2. Méthodologie

Pour mener à bon port ce travail, nous avons recouru à la documentation existante dans la bibliothèque du Département des Sciences de la Terre (UNIKIN), de la faculté des Sciences et aussi auprès des Professeurs du Département. Nous avons également consulté le site Wikipedia à l'Internet afin d'avoir des données récentes sur cette province pétrolière.

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3. Plan du travail

Notre travail comprend quatre points essentiels a savoir:

I. Chapitre I : Généralités.

II. Chapitre II : Caractéristiques des provinces pétrolières Nord Amériques.

III. Chapitre III : Considération économique et aspect sécuritaire de l'exploitation des gisements du pétrole de l'Amérique du Nord.

IV. La Conclusion

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Chapitre I : LES GENERALITES

I .1 : Cadre géographique de l'Amérique du Nord

L'Amérique du Nord comprend le Canada, Les États-Unis et le Mexique centrale. L'Amérique du Nord est limitée à l'est par l'océan Atlantique, au nord par l'océan Arctique, à l'ouest par l'océan Pacifique et au sud par l'isthme de Tehuantepec, et le Mexique, qui la sépare de l'Amérique centrale :

1. L'Amérique du Nord peut être divisée en cinq grandes régions : la moitié orientale du Canada, ainsi que la plus grande partie du Groenland et quelques sections du Minnesota, du Wisconsin, du Michigan et de l'État de New York aux États-Unis, qui font partie du Bouclier canadien (ou plateau laurentien), dont la couche inférieure est constituée d'anciennes roches cristallines ; une forêt dense couvre une vaste étendue de sa partie méridionale ;

2. La deuxième région est constituée d'une plaine côtière qui occupe la plus grande partie de l'est des États-Unis.

3. Une troisième région, comprenant une cordillère relativement étroite des montagnes et des collines, notamment le massif érodé des Appalaches ;

4. La partie centrale de cette masse continentale forme la quatrième région, qui se situe au sud du Canada jusqu'au Texas ; elles englobent une vaste dépression soumise à des périodes successives de submersion par la mer et de soulèvement, d'où ses importantes couches de roches sédimentaires ; Cette région n'est pas uniformément plate, mais elle comprend des plateaux, tel que celui d'Ozark ; la partie ouest constitue les Grandes Plaines, qui s'élèvent jusqu'au pied des montagnes Rocheuses ;

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5. La cinquième région se situe a l'ouest et renfermes les montagnes Rocheuses ; C'est une zone de formation montagneuse active, son histoire géologique récente est dominée par les mouvements de l'écorce terrestre et par l'activité volcanique. Ces massifs sont entrecoupés de quelques régions basses, notamment la Grande Vallée de Californie, particulièrement fertile. Le plus haut sommet des États-Unis, le mont McKinley (6 194 m), se situe dans la chaîne de l'Alaska ; le point le plus bas des États-Unis, à 86 m en-dessous du niveau de la mer, est la vallée de la Mort, en Californie, région appartenant au Grand Bassin

La ligne de partage des eaux du continent, qui longe principalement les crêtes des Rocheuses, sépare l'Amérique du Nord en deux grands bassins de drainage. À l'est, les eaux rejoignent l'océan Arctique, la baie d'Hudson, l'océan Atlantique et le golfe du Mexique, tandis qu'à l'ouest, elles rejoignent l'océan Pacifique.

Deux grands systèmes de drainage à savoir le système fluvial des Grands lacs-Saint-Laurent et celui du Mississipi-Missouri dominent l'hydrographie de l'est et du centre de l'Amérique du Nord. Les cinq Grands Lacs Supérieur, Michigan, Huron, Érié et Ontario drainent les eaux vers le nord-est dans l'océan Atlantique via le Saint-Laurent, fleuve relativement court. Les eaux de la plus grande partie des États-Unis et d'une petite section du sud du Canada se déversent au sud dans le golfe du Mexique par le Mississippi et ses affluents, notamment le Missouri.

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I.2 : Cadre géologique

Cette partie du continent Américain contient d'importante réserves pétrolières du monde et les Etats unis, sont la première puissance économique du monde et qui a besoin d'importantes ressources naturelles, notamment le pétrole et autres ressource naturel.

La principale province pétrolière du plissement alpin se trouve en Californie, entre Los Angeles et San Francisco. Les régions pétrolières sont situées dans la dépression inter montagneuse entre la chaine côtière des Cordelières Nord américaines et la chaine de la Sierra Nevada.

Les principales unités géologiques sont :

? Le bouclier canadien

? La plate-forme stable du centre (Grandes Plaines ...),

? Les plaines littorales du sud-est et de l'est (Plaine atlantique),

? Les Appalaches

? Le point chaud d'Hawaii,

? La cordillère occidentale (Montagnes Rocheuses, Sierra Nevada, Chaînes côtières, Chaîne des Cascades).

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Chapitre II : CARACTERISTIQUE DES

PROVINCES PETROLIERE

Les grandes provinces pétrolière de l'Amérique du nord se caractérisent par leur diversité, leur importance, et le nombre de leurs gisements. Ces provinces couvrent toute l'échelle stratigraphique du cambrien au Pléistocène, de l'océan Arctique jusqu'au golfe du Mexique.

Sur la pente arctique de l'Alaska, une province est pratiquement représentée par les champs de Prudhoe qui concentrent l'essentiel des réserves d'huile et de gaz et. La transgression d'une roche mère sur une série de réservoirs érodés formant une zone haute charnière, serait à l'origine de cette richesse.

Dans l'ouest-Canadien, la superposition de deux vastes bassins de plate-forme dévonien-mississippien et secondaire, détermine une vaste province d'huile et de plus de gaz, avec une ceinture asphalteuse en place.

Les Mid-Continent et le bassin permien de l'ouest-Texas, renferment des réserves importantes de la province paléozoïque du monde.

A leur frontière occidentale, le complexe des Montagnes Rocheuses productives du Cambrien au Tertiaire rassemble en une douzaine de bassins intra montagneux comprenant d'importants gisements de pétrole et de gaz, ainsi que des ressources considérables de schistes bitumineux.

Sur la marge Pacifique, les bassins tertiaires, concentrent sur des surfaces relativement exigües, des quantités d'importantes d'hydrocarbure.

Les grand croissant des provinces de Gulf Coast, aux épaisses séries détritiques méso et cénozoïques, qui forme la marge méridionale de l'Amérique du Nord, appartient au riche domaine du Golfe du Mexique.

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II.1 Les Provinces du Canada Occidental

Les provinces du Canada occidental couvrent environ 1 350 000 km2 sur les provinces de l'Alberta et des zones adjacentes de la Colombie britannique et du Saskatchewan. Elles comprennent un vaste bassin de plate-forme d'âge paléozoïque supérieur-mésozoïque, remarquablement stable et correspondant aux grandes plaines intérieures. Elles sont des limites a l'Ouest, sans transition, par un domaine intensément plissé et déversé vers l'est en formant la bordure des Rocheuses.

II.1.1 Province de la plate-forme

La série sédimentaire de cette province s'étend avec un certain nombre de lacunes, du Cambrien au Tertiaire. Elle s'épaissit régulièrement de la bordure du bouclier Canadien, où elle s'amincit très fortement, vers le pied des Rocheuses. Elle forme le synclinal de l'Alberta où elle atteint plus de 5 000 m de puissance. L'ensemble dessine un monoclinal tr?s doux, s'inclinant de 0,5 à 1? vers le SW.

II.1.1.1.Sous province paléozoïque

Dans ce contexte, les pièges sont essentiellement stratigraphiques, récifaux au Dévonien ou du type biseau sableux au crétacé. Ces deux ensembles amènent à distinguer deux grands thèmes ou sous-province : paléozoïque et mésozoïque, (Klovan, 1974) :

Le Dévonien (moyen et supérieur) est le principal système producteur d'huile en place. Quelques réserves se rencontrent cependant dans des niveaux carbonifères, en particulier pour le gaz.

Les pièges récifaux, qui se repartissent du Dévonien moyen au Dévonien supérieur, se groupent selon trois grands districts :

?Le district de Leduc, entre Edmonton et Calgary, est productif dans des dolomies massives appartenant a d'ancienes biohermes du Dévonien supérieur enveloppes dans des argiles noires. Les réserves de ce groupe renferment l'huile et de gaz en place, repartis en une quarantaine de champs. Les principaux sont ceux de :

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· Redwater ;

· Leduc-Woodbend,

Il faut rattacher à la formation Leduc les deux champs de gaz de Strachan et Ricinus, découverts par sismique dans la partie profonde du bassin, sous la zone des foot-hills. Ces deux récifs, situés respectivement à 4 000 et 4 300 m de profondeur, sont en grande partie dolomitisées et présentent des porosités moyennes de 8 et 9% et des perméabilités matricielles de 15 a 20 md, fortement améliorées par des fissurations (Bhat, 1975).

Le district de Swanhills, est consstitué d'une série d'édifices récifaux du Frasnien inferieur, groupées au NW d'Edmonton, sur le flanc méridional de Peace River. Les récifs de 100 à 150 m de hauteur sont constitués principalement de calcaire à Stromatoporoïdés, entourés d'argiles et de marnes noires à amphistegines.. En suite viennent les champs de :

-Swan Hills sud,

-Judy Creek A, contenant de l'huile et du gaz dans le Kaybod Sud (Hemphil et al, 1970).

Les districts de Rainbow-Zena, découvert en 1965, dans l'angle NW de l'Alberta est productif dans des formations récifales du Dévonien moyen. Les récifs appartiennent à une phase marine transgressive (formation Keg River) débutant par une phase régressive (Formation Muskeg), représentée par des évaporites, qui ennoient et assurent la couverture des pièges récifaux. Ceux-ci atteignent une hauteur de 180 a 200 m, avec des pentes de l'ordre de 25?.Ils sont constitues principalement de coraux, stromatolithes entre 100 et 1 000 md a une profondeur moyenne de 2 000 m.

L'huile proviendrait de lits de carbonates noirs à grain fin, riche en matière organique, correspondant au début de la phase évaporitique.

Dans le district voisin de Zama on a trouvé près d'une trentaine de million de tonnes dans une série de petits gisements riches en hydrocarbures.

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II.1.1.2.Sous province mésozoïque

Le Jurassique transgressif est représente par des marnes noires, a passées gréseuses et calcaires. Au Crétacé inferieur, des allées et venues de la mer dans un vaste golfe s'ouvrant vers l'ouest se traduisent par une série de variations de faciès et notamment par de larges épandages deltaïques à l' origine de pièges stratigraphiques. L'Eocène est représenté notamment par une série argilo-gréseuse atteignant 3 000 m de puissance dans le synclinal de l'Alberta et s'amincissant fortement, comme les autres séquences, vers le NE (Perrodon, 1980).

Dans toute cette sous province, les pièges sont essentiellement stratigraphiques, biseaux et corps sableux lenticulaires, principalement par variation des faciès et passage à des marnes en amont, plus rarement par biseaux de transgression dans les séries de base du crétacé. Quelques anticlinaux très adoucis, le plus souvent gazéifié, moulent d'anciens reliefs, ou des récifs dévoniens.

Les réservoirs sont essentiellement détritiques. Les sables du Crétacés supérieur, principalement le Cardium, renferment environ le quart de l'huile Canadienne. L'origine de cette huile lourde serait a rechercher dans l'immaturité des formations et dans l'altération d'hydrocarbures migrés (Perrodon, 1980).

Le principal champ crétacé est celui de Pembina, découvert en 1953 à la suite d'une réinterprétation des diagraphies. Il est formé principalement par un vaste biseau des sables du Cardium qui s'amincissent et passent à des argiles en amont pendage vers l'Est. Les trois corps sableux qui constituent le magasin sont séparés par deux discordances assez nettes. Les caractéristiques du réservoir, situé à 700 m, sont les suivantes :

· Surface 3 000 km2 (755 000 acres),

· épaisseur de 0 à 20 m, moyenne 4 m,

· porosité moyenne 12 %,

· perméabilité moyenne 25 md.

Les eaux de gisement sont pratiquement douces ; l'huile est néanmoins relativement légère: densité 0,83 (39° API).

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Ces formations mésozoïques méritent de retenir l'attention à deux autres points de vue plus particuliers :

· l'existence des gaz dans la partie profonde du synclinal,

· la présence des très importantes accumulations d'huile lourde dans les séries peu profondes, et jusqu'à l'affleurement.

Des vastes accumulations de gaz se rencontrent dans les grès crétacés à faible porosité-perméabilité du synclinal de l'Alberta. Ce piégeage original en synclinal abriterait des ressources en huile dans le champ de Milk River.

> Les huiles lourdes

Les grès du Crétacé inférieur des zones nord et nord-est de l'Alberta renferment de très importants volumes d'huile lourde en place. Ces réserves sont concentrées dans les accumulations de Peace River à l'ouest, de Lloydminster et de Cold Lake à l'est et pour la plus grande part de Wabasca et de l'Athabasca au NE, l'ensemble formant un arc de quelque 1 000 km de long (Perrodon, 1980).

Les caractéristiques de l'huile se dégradent avec la diminution de profondeur des réservoirs, passant d'une densité de 0,95 (18° API) et plus en aval à des bruts conventionnels, à 110° API, à l'affleurement.

Dans ces différentes accumulations, l'huile se trouve dans des grès de base du Crétacé inferieur, en majorité de type deltaïque et fluviatile, transgressifs sur des formations plus anciennes, jurassiques à dévoniennes formant un relief irrégulier. Ces grès sont couverts par des argiles marines transgressives. Le piégeage est assuré par une combinaison des facteurs structuraux et stratigraphiques : hauts fonds et biseau, régional des sables vers le NE.

L'accumulation de Peace River renferme environ de l'huile en place, dans des sables d'une trentaine de mètres de puissance à 500800 m de profondeur.

Les champs de la zone de Lloydminster, situés sur des noses et des terrasses dans une zone de biseau, concentrent de l'huile en place, et exploitable par des méthodes conventionnelles.

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> Les Sables bitumineux de l'Athabasca

Les sables bitumineux de l'Athabasca, dans le coin NE de l'Alberta, renferment de l'huile en place et représentent la plus importante ressource mondiale d'huile lourde. Cette accumulation, qui couvre environ 30 000 km2, se situe dans des sables du Crétacé inférieur transgressifs sur le Dévonien, dont l'épaisseur imprégnée varie entre 0 et 120 m. Ces sables affleurent dans les vallées pour s'enfouir progressivement sous 600 m de mort terrains vers le SW.

Au point de vue géologique, ces sables correspondent à un environnement deltaïque saumâtre à marin, avec des faciès fluviatiles. Cette accumulation correspond, pour la plus grande part, à un vaste bombement de 240 x 200 km, présentant un contre-pendage d'une soixantaine de mètres. Celui-ci est fermé par un léger synclinal en relation avec la dissolution des formations salines du groupe Elke Point (Dévonien). Cet ensemble constitue en quelque sorte un champ géant et probablement le seul en affleurement (Perrodon, 1980).

II.1.2 Province des foots hills des Rocheuses

Cette province, qui s'étant parallèlement au front des Rocheuses sur les parties nord-est de la Colombie britannique et sud-ouest de l'Alberta est caractérisée par sa structure en plis faillés déversés et en écailles, souvent complexes, poussées vers l'est sur l'avant-pays de la plate-forme au cours de l'orogenèse. Cette tectonique apparait comme le résultat des mouvements de subduction qui ont engendré le système plissé des Rocheuses ; elle se heurte, sans transition, avec le domaine particulièrement stable des Prairies (Perrodon, 1980).

Dans ce contexte, les pièges sont constitués essentiellement par des plis aigus, généralement faillés et déversés. La présence de Crétacé argileux entre les lames rigides de Carbonifère permet un style souple, relativement simple. Si le Crétacé s'est trouvé éjecté, le mississippien vient reposer sur le mississippien et il en résulte un faisceau d'écaille complexe. Dans cette zone qui a subi un relèvement

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de l'ordre de 1 000 m depuis le Miocène, les gisements paraissent généralement remplis.

Les réservoirs sont représentés principalement par des calcaires mississippiens, plus ou moins dolomitisées, localement assez poreux (6 à 7%) et rendus perméables par une intense fracturation. Des carbonates du Trias, ainsi que des niveaux gréseux du Dévonien et du Crétacé donnent également quelques productions, notamment de gaz. Les couvertures sont essentiellement argileuses, et le plus souvent crétacées. Les roches mères seraient à recherche dans des argiles du Mississippien et du Crétacée (Perrodon, 1980).

Cette région s'est révélée particulièrement riche en gaz, le plus souvent acides ; les découvertes cumulées sont de l'ordre de 300 Gm 3, dont la moitié est concentrée dans 18 champs.

C'est là que fut découvert le premier champ de pétrole canadien, par Turner Valley, en 1914 pour le niveau crétacé et en 1936 pour les réservoirs carbonifères.

II.2 La Province du Mid-continent

La grande région du Midi-continent, qui couvre près d'un million de kilomètres carrés, se répartit sur une demi -douzaine de bassins paléozoïques, dont celui de l'ouest-Texas constitue le joyau

Géologiquement, cette province est constituée de bassins de plate-forme plus ou moins stables, souvent structurés de rides granitiques, et de haut-fond entre lesquels se creusent des aires subsidentes importantes tels que le bassin du Delaware et de Medland dans l'Ouest-Texas et les bassins de style miogéosynclinal adossés à la chaine des Ouachita et la dorsale Wichita-Arbuckle dans le prolongement méridional des Appalaches (Perrodon, 1980).

Au point de vue stratigraphique, ces bassins sont essentiellement remplis de séries paléozoïques, en particulier carbonifère et permiennes, elles-mêmes entrecoupées de nombreuses lacunes et discordances, la transgression régionale du Pennsylvanien étant plus importante.

Sur le plan pétrolier, ces bassins figurent parmi les riches de l'Amérique du Nord. Ils présentent une grande variété de pièges,

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principalement structuraux, mais aussi récifaux, souvent de grande taille, formés précocement, comme en témoignent les discordances qui les affectent. La combinaison des facteurs stratigraphiques et structuraux parait souvent à l'origine de très vastes et importantes accumulations comme le champ géant de Panhandle-Hugoton.

Les réservoirs, gréseux et carbonatés, sont largement répartis dans la série stratigraphique, souvent épais et de bonnes caractéristiques. Une mention particulière doit être faite aux formations gréseuses et carbonatées du Pennsylvanien et du Permien, en particulière aux développements récifaux de l'Ouest-Texas.

D'une manière générale, on observe, notamment dans le bassin de Delaware, que les réservoirs gréseux renferment une huile plus légère et plus pure que celle des réservoirs carbonatés, qui correspondent à des milieux de dépôt à tendance lagunaire (Perrodon, 1980).

Les couvertures sont argileuses et salines, pour les plus importantes, qui couvrent les calcaires permiens. Des roches mères paraissent se rencontrer à différentes reprise dans la série stratigraphique: notamment sous forme d'argiles noires ordovicien, de marnes et calcaires noirs bitumineux et radioactifs transgressifs au Dévonien et au Mississippien, de marnes et calcaires bitumineux phosphatés pennsylvaniens, de marnes et calcaires noires à diatomites au Permien.

Les discordances ante-mississippiennes et ante-

pennsylvaniennes semblent jouer un rôle majeur dans les migrations d'hydrocarbures, engendrées grâce à l'intense subsidence permienne.

Les Bassins d'Anadarko et de McAlester qui s'étendent principalement sur l'Oklahoma présentent la même disposition d'ensemble une vaste-forme dans leur partie nord domaine des pièges stratigraphiques, en particulier du Grand Séminole. Et au moins pour le second l'avant-fosse des Ouachita au Sud, caractérisée par des plis déversés et des écailles et une forte catagenèse ne laissant place qu'à des glissements de gaz.

Ces deux bassins sont séparés par une ride granitique majeure, de direction méridienne, portant un ensemble de gisements structuraux, dont les plus importants sont :

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· Oklahoma,

· Burbank,

· Shovel Tum,

La Marge ouest du Bassin d'Anadarko est formée par une dorsale en forme d'équerre qui prolonge vers le nord l'arête de Wichita. Ce très vaste haut fond où se conjuguent traits architecturaux et stratigraphiques abrite le plus important champ de gaz des Etats-Unis, et l'un des premiers du monde, l'ensemble Panhandle-Hugoton.

Le champ de Panhandle-Hugoton s'étend sur les états du Kansas, de l'Oklahoma et du Texas sur une longueur de 440 km et une largeur de 13 à 30 km. La surface productive couvre 20 000 km2. Le piège est constitué par une combinaison de facteurs structuraux (ride ancienne du socle ayant rejoué à Panhandle), stratigraphiques et hydrogramiques notamment pour la fermeture vers l'ouest et le nord.

La partie nord Hu- goton, au Kansas renferme différents puits producteurs de l'huile suivantes, mais ce n'est qu'en 1927.

Parmi les critères qui paraissent plus particulièrement à l'origine de la richesse de ces bassins et tout spécialement du bassin permien ; nous avons (Selon Perrodon, 1980) :

· une répétition de roches mères profondément enfouies,

· la juxtaposition de fosses subsidences et de hauts-fonds, et notamment de vastes formations récifales, présentant des riches réservoirs,

· l'intercalation de surface de discordance régionale,

· d'excellentes couvertures, en particulier d'évaporites, régionalement en position de transgression, à la partie supérieure de la colonne stratigraphique,

· une importante subsidence permienne.

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II.3 La Province des Montagnes Rocheuses

Cette région est considérée avant l'orogenèse laramide qui a découpé les vastes bassins de plate-forme paléozoïque et mésozoïque en bassins intra-montagneux indépendants dont certains ont poursuivi leur vocation pétrolière.

Au Paléozoïque, les bassins dont on trouve le style général dans la partie nord et au Canada se présentaient dans une situation assez comparable à celle du bassin Oural-Volcan. Le bassin jurassique et crétacé reflète sensiblement, pour leur domaine oriental en particulier, la situation antérieure. C'est l'orogenèse laramide, à la fin du Crétacé, qui bouleverse ce schéma découpant cette ancienne plate-forme, a l'exception de sa marge orientale qui demeure stable, en axes positifs délimitant un certains nombres de bassins particulièrement subsidients durant le Paléogène. Cette longue et complexe histoire géologique est à l' origine d'une grande variété de zones et de critères pétroliers.

Les Pièges sont en majorité structuraux, avec un grand nombre des dômes et d'anticlinaux de différents types. Les pièges stratigraphiques, édifices récifaux et surtout biseaux sableux, sont cependant nombreux, notamment sur des aires stables, et en particulier sur la marge orientale.

Les réservoirs sont des plus variés, mais en majorité détritiques et s'étendent du Cambrien au Tertiaire. Les couvertures sont les plus souvent argileuses. Les roches mères se répartissent dans les trois systèmes stratigraphiques déterminant trois grandes familles pétrolières.

Les séries paléozoïques sont riches en passées d'argiles noire en caractère de roche mère, notamment au Mississippien et pennsylvanien -permien ; le brut engendré apparait généralement lourd, naphténique, riche en soufre.

Les séries argileuses crétacées des faciès marins à saumâtre paraissent a l'origine d'une huile légère riche en gaz et pauvre en soufre. Enfin les dépôts éocènes à faciès lacustre en particulier des bassins de Green River et d'Unita contiennent de très riches couches de schistes bitumineux.

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Caractéristiques des bassins

Les deux bassins de Williston au nord et de Paradoxe dans la partie sud rassemblent l'essentiel de leur production dans les

formations paléozoïques et plus particulièrement dans le
Mississippien pour le premier, dans le Pennsylvanien pour le second.

Dans le Williston qui couvre plus 200 000 km2 aux Etats unis et environ 100 000 au Canada, les principaux gisements, sont alignes sur les axes anticlinaux de Nelson et de Cedar Creek, dans la partie centrale, plus subsidente et mieux protégée.

Le champ d'Aneth, dans le bassin de Paradox, concentre, d'importante réserves d'huile. Les pièges et les réservoirs sont constitués par un amas de calcaire à algues et de calarénites de 600 m de hauteur ; ils sont enveloppés dans des argiles noires à passées de sel de même âge constituant très probablement la roche mère.

Les bassins crétacés à infrastructure paléozoïque sont les plus nombreux. On peut les diviser en trois grandes familles suivant leur position dans le bassin de dépôt crétacé :

> Les bassins de bordure généralement asymétriques dont le flanc Est correspond à la marge stable du bassin de dépôt : bassin de Denver et Powder River,

> Les bassins plus centraux complètement remodelés par l'orogenèse laramide : Big Horn, Wind River, Son Juan

> Les bassins occidentaux limités par de grands chevauchements de rocheuses, bassin de Green River et d'Uinta.

Le bassin de denver (150 000 km2) formé principalement d'une marge stable, est le lieu d'élection des gisements stratigraphiques de dimensions modestes. Ses découvertes cumulées sont de l'ordre de 100 Mt, repartis en plus de 200 gisements, les plus importants étant Adena, et Wittenberg.

Le bassin de Wind River, de 22 000 km2 de superficie, possède une épaisse série sédimentaire post laramide de plus de 3 000 m ; il renfermerait des ressources importantes d'huile et reparti en une centaine de champs.

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Le bassin de Green River, qui s'étant sur environ 25 000km2 dans la partie sud-ouest du Wyoming, est également productif du Cambrien à l'Eocène. Les principaux champs sont ceux de Lost Soldier et de Wertz. Ce bassin est caractérisé par son importance remarquable en schistes bitumineux dans l'Eocène.

Le bassin d'Uinta, à cheval sur L'Utah et le Colorado, d'une superficie de 40 000 km2, présente d'étroites analogies avec le précédent, en particulier en ce qui concerne ses richesses en schistes bitumineux. Il possède sur sa bordure orientale le plus important champ des Rocheuses, Rangely, bel anticlinal de 260 km2 de superficie fermée et de 750 m de fermeture, renferment des réserves importante d'huile.

Le bassin de San Juan, qui couvre 50 000 km2, est productif d'huile dans la partie profonde du bassin, où le piégeage serait en relation avec des phénomènes hydrodynamique ou de pression capillaire (Perrodon, 1980).

II.4 Les Provinces Californiennes

Les provinces californiennes sont constituées par des bassins intramontagneux crétacés supérieurs et tertiaires, allongés parallèlement à la côte pacifique le long de grands accidents de cisaillement de direction générale NW-SE, et sépares par des chaines transverses. Ces bassins présentent un certain nombre de caractéristiques communes. A l'exception du bassin de Sacramento, dans la partie nord-ouest de la grande vallée, essentiellement productif de gaz dans l'Eocène et le Crétacé, ils sont constitués d'une épaisse série argilo-sableuse néogène souvent de faciès relativement profond et entrecoupée des discordances. Cette serie argilo-sabloneuse est plissée et faillée; elle est particulièrement prolifique.

L'histoire géologique de cette région instable est complexe et riche d'événements. D'une façon très schématique, on peut distinguer sur les séries franciscaines qui constituent le socle pétrolier :

· un Crétacé supérieur marno-gréseux, localement très puissant, plus de 7 500 m qui se serait déposé dans une fosse bordant un ancien arc insulaire ;

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· en discordance après la phase majeure de l'orogenèse laramide, un Eocène correspondant à un grand cycle sédimentaire ;

· après une nouvelle période orogénique, se met en place un oligocène régressif en grande partie continental ;

· un Miocène très développé dans des bassins étroits et profonds, témoin d'une intense activité volcanique ;

· un Pliocène discordant, argilo-sableux, très épais dans le bassin ouvert sur le Pacifique et un Pléistocène également témoin d'une grande instabilité tectonique.

L'essentiel des réserves de gaz se rencontre dans le Crétacé supérieur et l'Eocène.

~ Bassin de Sacramento

Cette province d'âge crétacé supérieur-tertiaire, présente une surface de 30 000 km2. La série sédimentaire argilo-sableuse, est très puissante et atteint 15 000 m dans la partie la plus profonde, dont la moitié pour le Crétacé.

Les réservoirs sont essentiellement des grès d'âge éocène. Ceux-ci sont homogènes et continus. Ont trouve également des grès plus lenticulaires du crétacé supérieur qui correspondent à des dépôts deltaïques et fluviatiles ; leurs caractéristiques sont bonnes : porosité 25 à 35%, perméabilité atteignant 1 darcy.

Cette province est essentiellement productrice de gaz ; celui-ci renferme un peu d'azote, notamment dans la partie est, et du CO2. Ces gaz proviendraient d'argiles noires charbonneuses du Crétacé terminal contenant généralement moins de 1% de matière organique de type humique, et soumises à des températures comprise entre 140 et plus de 200°C.

Les pièges sont constitués par des anticlinaux et des blocs faillés pour les réservoirs éocènes, par des biseaux et discordance sur les marges du bassin, notamment pour les grès crétacés.

On compte une centaine de champs de gaz renfermant de gaz. Le principal gisement est Rio Vista formé par un dôme faillé de 90 km2 de surface fermée et productif dans six niveaux gréseux de l'Eocène-

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Paléocène à 1 100-1 600m de profondeur (Marrison et al, 1971 ; Zieglar et Spotts, 1978).

~ Bassin de San Joaquim

D'après Perrodon (1980) ces bassin, qui occupe la partie sud de la grande vallée couvre une superficie de 40 000 km2. De type intramontagneux et allongé, il présente comme le précèdent un profil nettement asymétrique : le flanc ouest, bordé par la taille de San Andreas, est le plus abrupte. La subsidence s'est par ailleurs s'est par ailleurs déplacée progressivement vers le sud où la série sédimentaire, qui atteint plus de 7 000 m de puissance est essentiellement néogène.

Les réservoirs sont sableux et généralement épais ; ils sont nombreux et de bonnes caractéristiques. Leur porosité initiale, avant l'enfouissement, est de 35 à 40% quelque soit leur âge, elle diminue progressivement avec l'enfouissement de 4,6 à5, 6 % par mille mètres. La perméabilité atteint plusieurs darcies.

Comme dans beaucoup de réservoirs détritiques les relations de porosité-perméabilité sont assez bonne, la perméabilité variant d'un facteur 10, par exemple 10 à 1 md lorsque la porosité est divisée par un facteur de 0,6 décroissant de 18 à11%.

Les roches mères sont représentées par les shales de Monterrey (Miocène supérieur), argiles et marnes à diatomées renfermant jusqu'à 5% de matière organique sapropélique. Les formations ont été enfouies à plus de 4 000 m et portée a des températures de plus de 120°C depuis début du Pliocène, soit pendant plus de 5M d'années (Perrodon, 1980).

Des bonnes couvertures argileuses recouvrent ces réservoirs ; les indices sont fréquents sur les marges du bassin, donnant quelques pièges par bouchon d'asphalte.

Les pièges sont nombreux et de divers types. Les anticlinaux, souvent accusé et en échelon, sont les plus fréquents et représentent près de la moitié des gisements. Les pièges stratigraphiques, principalement par biseaux de transgression, sont à l'origine de plus du tiers des accumulations.

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Selon Callaway (1971) et Zieglar et Spotts (1978), les raisons de la richesse de ces bassin californien sont à recherche dans les caractéristiques géologiques de ces fossés intramontagneux et plus particulièrement dans :

· une tectonique de cisaillement à l'origine des plis en échelon bien formés ;

· leur forte et récente subsidence permettant l'accumulation d'épaisses séries sédimentaires, entrecoupées de nombreuses transgressions et régressions ;

· des dépôts étendus d'effectives roches mères et de gradients géothermiques élevés ;

· une forte proportion de sables constituant d'excellents réservoirs.

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Chapitre III : CONSIDERATIONS ECONOMIQUES

ET ASPECT SECURITAIRE DE

L'EXPLOITATION DE GISEMENT DU

PETROLE DE L'AMERIQUE DU NORD

III. 1: Considérations économiques

La production des États-Unis, qui a débuté dès 1860, s'est longtemps identifiée à la production mondiale dont elle a représenté plus des deux tiers jusqu'en 1930. Depuis lors, l'exploitation pétrolière américaine n'a cessé de décliner. La production cumulée des États-Unis représente environ 20 % des 192 Gt qui avaient été produites dans le monde en 2006, mais à cette date, sa contribution à la production mondiale n'était plus que de 8%. L'histoire pétrolière des États-Unis est ponctuée de quelques dates importantes :

- 1948 : années à partir de laquelle ils sont devenus importateurs de pétrole leur production intérieure ne satisfaisant plus leur propre consommation ;

-1975 : année où ils perdent leur rang de premier producteur mondial au bénéfice de l'ex U.R.S.S ;

Durant la période 1900 à 1938, le monde du transport pétrolier est marqué par l'émergence des États-Unis comme leader mondial, la restructuration du marché face à la forte hausse de la demande et l'évolution majeure de la forme de la coque des pétroliers.

La domination des États-Unis sur le marché survient à partir des années 1920, lorsque la consommation d'énergie par pétrole commence à remplacer sérieusement le charbon. Ce changement survient d'abord sur le continent américain vers lequel est alors dirigé la majeure partie de la production mondiale, en particulier du Venezuela. C'est ce continent qui a alors la principale influence sur la conception des pétroliers. En Europe, la Première Guerre mondiale détruit une bonne partie de la richesse et empêche une croissance similaire à celle des États-Unis. De plus, la révolution soviétique de

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1917 entraîne la nationalisation des ressources pétrolifères de Bakou qui deviennent réservées quasiment exclusivement à un usage interne à l'URSS.

III.2 : Aspect sécuritaire de l'exploitation de gisement du pétrole Nord-Américaine : Problèmes environnementaux

La mondialisation favorise la destruction de l'environnement, la dictature des marchés financiers, l'écrasement des plus faibles et de conduire à une uniformisation destructrice des identités culturelles.

La production énorme de gaz à effet de serre de l'Amérique du Nord contribue à l'altération du climat mondial. La croissance économique et la population de l'Amérique du Nord sont des facteurs clés de ses défis environnementaux. Avec seulement 5,1% de la population mondiale, l'Amérique du Nord consume un peu plus de 24% de l'énergie primaire mondiale. La consommation d'énergie par habitant au Canada et aux États-Unis a augmenté depuis 1987, avec un total en hausse de 18% : le secteur des transports aux États-Unis est le plus grand consommateur d'énergie de la région. De 1987 à 2003, les émissions de CO2 provenant des combustibles fossiles en Amérique du Nord ont augmenté de 27,8%.

L'Amérique du Nord est un leader en matière de recherche et de publications environnementales. Elle intègre le public dans le processus de prise de décision et lui fournit un accès aux informations environnementales. Une base réglementaire solide depuis les années 1970 et des programmes innovants basés sur le marché ont fourni des mesures incitatives pour contrôler la pollution et conserver les ressources naturelles. Cependant, selon l'ONU, beaucoup des problèmes environnementaux de l'Amérique du Nord sont ceux d'une société qui connaît la réussite technologique mais apprend qu'une consommation sans limite n'est pas durable éternellement. D'autres problèmes clés sont l'extension urbaine anarchique et la quantité et la qualité de l'eau douce.

Ces avertissements figurent dans le rapport global Outlook 4, GEO-4, le plus récent d'une série de rapports phares du Programme

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des Nations Unies pour l'environnement, basé à Nairobi. GEO-4 est publié Vingt ans après que la Commission mondiale pour l'environnement et le développement (la Commission Brundtland) ait produit son rapport séminal, Notre futur commun. Dans GEO-4 on a décrit les changements intervenus depuis 1987, on a évalué l'état actuel de l'atmosphère mondial, la terre, l'eau et la biodiversité, et l'on a identifie les priorités d'action. Dans GEO-4 on a salué les progrès du monde dans le traitement de certains problèmes relativement simples, l'environnement étant aujourd'hui beaucoup plus présent dans les politiques partout dans le monde. Mais malgré ces avancées, certains problèmes persistent pour lesquels les mesures et les arrangements institutionnels actuels se sont systématiquement montré insuffisants et pour lesquels des solutions sont encore en cours d'élaboration.

Ne pas traiter ces problèmes persistants peut selon le PNUE anéantir tous les progrès accomplis pour les questions plus simples et menacer la survie même de l'humanité. Selon le rapport, «Aucun des problèmes majeurs soulevés dans Notre futur commun ne connaît de prévisions d'évolution favorables.» Mais, il insiste : «L'objectif n'est pas de présenter un scénario catastrophe, mais un appel urgent à l'action.» La menace de changement climatique est désormais urgente. Pour limiter les effets du changement climatique à un niveau gérable, certains experts ont proposé que la température globale ne dépasse pas la moyenne de 2°C les niveaux préindustriels. Pour atteindre cet objectif, les émissions mondiales de gaz à effet de serre devront atteindre leur maximum avant 2025, et enregistrer une baisse allant jusqu'à 50% d'ici 2050, par rapport aux niveaux de 1990. Ceci implique une réduction des émissions de 60-80% d'ici 2050 dans les pays développés. Si les pays en développement acceptent des engagements en matière de réduction des émissions, ils devront également réduire leurs émissions de façon significative. Des négociations doivent commencer en décembre pour établir un traité qui remplacera le Protocole de Kyoto, l'accord international sur le climat qui oblige les pays à contrôler les émissions anthropogènes des gaz à effet de serre.

Bien que les pays en voie de développement soient exemptés d'engagements en matière de réduction des émissions, une pression croissante pèse sur certains pays à l'industrialisation rapide. Le

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rapport. GEO-4 souligne que le changement climatique est une «priorité mondiale» exigeant une volonté et un leadership politiques. Il relève cependant un «manque remarquable d'empressement» et une réponse mondiale «terriblement inadéquate». Plusieurs pays hautement polluants ont refusé de ratifier le Protocole de Kyoto. D'après ce rapport. Certains secteurs industriels qui étaient défavorables au Protocole de Kyoto ont réussi à annihiler toute volonté politique de le ratifier». On exige des transformations fondamentales des structures économiques et sociales dont des changements dans le style de vie.

Malgré la hausse de la consommation d'énergie, l'Amérique du Nord a fait des progrès pour mieux utiliser l'énergie même si les améliorations dans ce domaine sont liées en partie à l'externalisation de certaines activités industrielles. Mais les gains en matière d'efficience énergétique ont été compensés par l'utilisation des véhicules plus grands, des normes peu restrictives en matière d'économie de carburant et une augmentation de la quantité de voitures et des distances parcourues.

Alors que la production énergétique totale augmentait dans les deux pays d'Amérique du Nord, la production pétrolière aux États-Unis a entraîné une dépendance croissante envers le pétrole importé. Des investissements importants ont été réalisés au Canada qui a doublé la production pétrolière à partir des sables pétrolifères. L'extension urbaine est toujours l'un des plus grands problèmes pour la région et a contribué de façon significative à la hausse du nombre de voitures, des kilomètres parcourus par les véhicules et de la longueur des routes goudronnées en Amérique du Nord au cours des Vingt dernières années. Les maisons et leurs emplacements sont devenus plus grands et le nombre moyen de personnes par foyer a diminué.

L'extension urbaine, une faible densité de logements autour des zones urbaines, s'est poursuivie sans fléchir au cours des Vingt dernières années. L'extension rurale ou exurbaine, caractérisée par des blocs de grands lotissements au delà de la limite urbaine, avec des durées de

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transport élevées pour rejoindre les villes, constitue une menace croissante pour les systèmes naturels et protégés.

L'extension exurbaine croissante et l'interface urbaine-rurale, où les systèmes sociaux et naturels se chevauchent et s'affectent les uns les autres, intensifient la fragmentation et la perte de forêts, de zones marécageuses et d'habitats.

La santé humaine souffre également, avec des niveaux d'ozone plus élevés dans ces banlieues immenses. Les déplacements à pied moins fréquents que dans les quartiers plus compacts contribuent à des problèmes de prise de poids et de diabète. Les conséquences sur la santé humaine des impacts environnementaux constituent un problème émergent. L'eau potable de la région est l'une des plus propres du monde dans l'ensemble, mais avec quelques variations sub-régionales. Les principales causes de dégradation sont les écoulements agricoles, les décharges des stations d'épuration des eaux usées et les modifications hydrologiques.

Des progrès considérables ont été accomplis pour protéger la qualité de l'eau contre la pollution ponctuelle, et la pollution diffuse, surtout en provenance des fermes, est maintenant une priorité dans les deux pays. Les installations d'élevage en claustration ont augmenté au cours des Vingt dernières années et constituent une source croissante de pollution diffuse liée aux nutriments lorsqu'une gestion inappropriée permet aux nutriments du fumier de pénétrer dans la terre et les nappes phréatiques. Environ 40% des grands estuaires aux États-Unis souffrent d'une eutrophisation grave en raison de l'enrichissement en azote. Selon le rapport GEO-4, le futur sera largement déterminé par les décisions que les individus et la société prennent actuellement : «Notre futur commun dépend de nos actions aujourd'hui, pas demain ou à un moment du futur». Pour certains des problèmes persistants, les dégâts peuvent déjà être irréversibles. Le rapport GEO-4 avertit que s'attaquer aux causes sous-jacentes des pressions environnementales affecte souvent les intérêts de groupes puissants capables d'influencer les décisions politiques. La seule façon de traiter ces problèmes plus difficiles exige de déplacer l'environnement depuis la périphérie vers le centre du processus de

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prise de décision : l'environnement pour le développement, et non un développement obtenu au détriment de l'environnement.

Quelques améliorations

> Les améliorations des performances environnementales de la production de pétrole à partir des sables pétrolifères (ce qui implique l'utilisation de grandes quantités de gaz naturel et d'eau entraîne des émissions importantes de gaz à effet de serre et endommage les forêts et la faune) risquent d'être compensées par une augmentation énorme de l'échelle des opérations. Au début de la décennie actuelle, la pollution atmosphérique a causé selon les estimations le décès prématuré d'environ 70 000 personnes par an aux Etats-Unis et d'environ 5 900 personnes au Canada. Le mercure émis lorsque le charbon est brûlé dans les centrales électriques entre dans la chaîne alimentaire et affecte les peuples indigènes du Nord plus que les autres populations de la région.

> En 2006, la Californie, le douzième plus gros émetteur de carbone du monde, a adopté la première loi aux États-Unis pour limiter les émissions de CO2.

> Le Canada a désormais trois des dix zones urbaines mondiales avec la plus grande extension : Calgary, Vancouver et Toronto. Aux États-Unis, les zones côtières ne couvrent que 17% du pays mais contiennent plus de la moitié de sa population. L'extension urbaine augmente et peut s'étendre sur 80 kilomètres vers l'intérieur. L'extension exurbaine affecte aussi l'eau : les surfaces dures la conduisent vers des drains et des égouts où elle ne peut pas remplir les nappes phréatiques et les écoulements suburbains qui contiennent de nombreux polluants. Plus de 500 espèces en danger aux États-Unis sont menacées d'extinction en raison de l'extension exurbaine et de

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l'interface urbaine-rurale. Les prairies disparaissent : les pâturages centraux d'Amérique du Nord sont considérés comme étant parmi les écosystèmes les plus menacés sur le continent, et au niveau mondial.

Si la priorité a jusqu'à présent été donnée au développement, souvent aux dépens de l'environnement, des efforts pour promouvoir la durabilité apparaissent dans les états, les provinces et les municipalités ainsi que dans le secteur privé et le bénévolat. L'un des exemples des méthodes employées pour limiter le changement climatique est la stratégie Smart Growth, avec une densité de peuplement de 48 personnes par hectare, une densité que l'on estime favorable aux transports publics. Ceci peut aussi être une façon de réduire les concentrations de polluants atmosphériques urbains traditionnels.

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IV. CONCLUSION

En définitif, dans le domaine des recherches pétrolières, le plus difficile est de trouver le premier gisement d'un bassin sédimentaire ; cette première découverte ouvre généralement la voie à d'autres succès, étant donné qu'un gisement de pétrole demeure rarement seul. Les bassins sédimentaires de mêmes types ont souvent certaines caractéristiques pétrolières plus ou moins communes. Bien que le pétrole et le gaz soient considérer comme des constituants normaux de la plus part des bassins sédimentaire, les hydrocarbures ne sont pas également répartir dans toutes les assises sédimentaires. Il n'en demeure pas moins vrai que les véritables provinces pétrolifères restent relativement rares. Plus de 80% des hydrocarbures commercialement récupérable se trouve dissémines dans moins de 20% de l'espace sédimentaire du globe.

La surface de la terre offre une très grande variété de bassin sédimentaires ,il n'est sans doute pas trop exagère de dire que , à la limite ,toute province sédimentaire est pétrolifère et peut être considérée comme unique en son genre .Ce pendant, le désire d'essayer de comprendre et d'expliquer aussi bien les particularités géologiques que l'intérêt économique des uns et des autre amène a diviser cette série sédimentaire en quelque grandes classes regroupant les unités qui présente un maximum d'affinités. Les zones de subsidence et de sédimentation peuvent ainsi se rattacher à trois grands types géotectonique fondamentaux ou géo tope:

· les bassins discordants ou intracratoniques,

· les bassins de type mi géosynclinal et

· les bassins d'effondrement (bassin intra montagneux semi graben et graben).

Il faut souligner que, parmi les éléments primordiaux de la mondialisation ou de l'évolution de la nouvelle technologie de notre planète, nous avons un apport important des ressources énergétiques. Pourtant, cette mondialisation favorise la dégradation de l'environnement, entrainant le problème de réchauffement climatique que nous connaissons tous aujourd'hui.

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Nous devons donc être conscients de la destruction de notre planète dont nous-mêmes avons été auteur. En effet, nous devons chercher tout de suite la solution à ce grand défit du réchauffement climatique qui menace l'humanité ; car, selon le rapport de GEO-4, le futur de l'humanité sera largement déterminé par les décisions que les individus et les sociétés prennent actuellement : ? Notre futur commun dépend de nos action aujourd'hui, pas demain ou a un moment du futur ?

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