Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Today, one of the main challenges in the oil industry is the exploitation of new resources in naturally fractured reservoirs often located in structurally complex areas such as plate boundaries, mountain ranges or near salt structures. While numerical models of rock deformation based on continuum mechanics are becoming industry standard in providing efficient means for modelling natural fractures in reservoirs, the knowledge of past perturbed stress fields, which is referred as the type (normal, wrench or reverse), orientation and magnitude of the regional or local tectonic stresses that needs to be applied as boundary condition in numerical simulations, is often unknown or approximated.The essence of this thesis is to improve the recovery of the paleostress field needed to constrain numerical simulations. I first described and discuss through a comprehensive mechanically-based multi-parametric study how far we can rely on the commonly used paleostress inversion methods based on fault slip data and the Wallace and Bott assumptions. I then compared this method with a new generation technique based on geomechanics using field observations. Since slip markers on faults are hardly observed in core or image log, I used observed natural fracture data as main drivers for the inversion of the paleostress using geomechanically-based method. I demonstrated, through various outcrop and subsurface examples, how this can efficiently be done. Finally, I aimed at addressing the problem of polyphase fracture data sets with unknown mechanical type (joints, faults, stylolites ...) and expanded the mechanical stress inversion to the separation of tectonic phases.
Aujourd'hui, l'un des principaux défis dans l'industrie pétrolière est l'exploitation de nouvelles ressources dans les réservoirs naturellement fracturés souvent situés dans des zones structurellement complexes tels que les frontières de plaques, les chaînes de montagnes ou les structures de proches des dômes de sel. Alors que les modèles numériques de déformation des roches basée sur la mécanique des milieux continus fournissant des moyens efficaces pour la modélisation de fractures naturelles dans les réservoirs, sont devenus la norme dans l'industrie, les paléo-contraintes régionales ou locales appliquées comme condition aux limites dans les simulations numériques, définies par le régime (normal, décrochant ou inverse), l'orientation, et la magnitude des contraintes tectoniques, sont souvent inconnues ou approximées.L'essence de cette thèse est d'améliorer la prédiction du champ de paléo-contrainte nécessaire pour contraindre les simulations numériques. J’ai décrit dans un premier temps à travers une étude comparative multi-paramétrique complète basée sur la mécanique, dans quelle mesure nous pouvions compter sur les méthodes d'inversion des paléo-contraintes basées sur les hypothèses de Wallace et Bott et les données de glissement sur les failles. J’ai ensuite comparé ces méthodes avec une technique d’inversion de nouvelle génération basée sur la géomécanique en utilisant les observations de terrain. Puisque les marqueurs de glissement sur les failles sont rarement observés le long du forage, j’ai utilisé l’inversion géomécanique des contraintes pour les données de fractures naturelles observées. J’ai alors démontré, l’efficacité de cette technique à travers divers exemples d'affleurements et de subsurface. Enfin, j’ai proposé une solution afin de résoudre le problème des données de fractures polyphasées à type cinématique inconnu (joints, failles, stylolites ...) et étendu l’inversion de contrainte basée sur la géomécanique à la séparation des phases tectoniques.
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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Paleostress orientations were calculated from fault populations at 24 sites along the SW-NE segment and five sites along the E-W. Yasin segment of the Karakoram-Kohistan Suture Zone in NW Pakistan They demonstrate the importance of combined thrusting and strike-slip faulting. However, several paleostress tensor directions are distinguished, a dominant NW-SE compression and a minor E-W compression are compatible with the recent evolution of this part of the Hindu Kush. From the lack of both systematic overprinting-relationships and spatial trend (the two tensors were obtained at different locations) we conclude that in each location any of these two shortening directions can dominate Heterogeneously distributed extension is found in some places and is likely due to local conditions These paleostress tensors substantiate a transpressional regime due to far-field Himalayan compression and document the long-term background of the seismogenic deformation in this region.
ISSN: 0743-9547

hal-00496459
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DOI : 10.1016/j.jseaes.2010.01.004

Éditeur(s) : HAL CCSD Universidad Complutense de Madrid
Résumé : Based on new seismological and recent faulting data, we analyze five main sectors in the western part of the Betic Cordillera from an active tectonic perspective: i. The northwestern frontal sector of the cordillera, including the Morón de la Frontera area, with shallow (< 15 km depth) seismogenic active NE-SW reverse and strike-slip faults that do not reach the surface. ii. The Teba area, in the External Zones, which is deformed by sparse N-S to NW-SE normal faults with associated wedges of Quaternary sediments and active strike-slip faults at intermediate crustal levels. iii. The Ronda Basin, representing the major Late Miocene intramontane basin of the western Betic Cordillera, is mainly deformed by NNE-SSW and WNW-ESE folds and locally by NW-SE normal faults. iv. The internal part of the orogen, which is characterized by shallow (<40 km) and intermediate (40 to 120 km depth) seismicity beneath Málaga and the Alborán Sea, ENE-WSW folding, relief uplift, river incision and scarce active faults with surface expression. v. The Spanish Atlantic coast, which coincides with the western end of the Betic orogen, where Pliocene to Quaternary shallowmarine sedimentary rocks are deformed by meso-scale NW-SE oriented normal faults and few ENE-WSW reverse faults. These data support the recent tectonic activity of the western Betic Cordillera determined by the NW-SE Eurasian-African convergence with variable features from the mountain front, characterized by shallow deformations, up to the Internal Zones that mainly undergo uplift and intermediate seismicity.
ISSN: 1698-6180

hal-00750359
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00750359
DOI : 10.5209/rev_JIGE.2012.v38.n1.39211

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : To study the dynamics of an orogen-foreland system and more particularly the impact of surface processes on its development, we base our work on two main axes. In a first part, using analogue tapered wedge models, we investigate the interplay between tectonics, erosion and sedimentation during the orogenic growth. The basis model mimics the evolution of a wedge section extending from the orogen to its foreland basin, with both the structural and the lithological heritages simulated. In a second part, the focus is on the recent tectonic and geomorphologic processes affecting the Swiss Prealpes klippen belt and surrounding structural units (Molasse basin and Jura fold-and-thrust belt). Remote sensing analyses allow to evaluate the impact of tectonics on the drainage pattern and landscape morphology. In addition, local field investigations in the Prealpes provide information on the nature and kinematic of brittle fractures and the paleostress fields.
Afin d'étudier la dynamique d'un système orogène/avant-pays et plus particulièrement l'impact des processus de surface sur son développement, notre travail se base sur deux axes principaux. Dans une première partie, à l'aide de modèles analogiques de prisme d'accrétion, nous analysons les interactions entre la tectonique, l'érosion et la sédimentation au cours de la croissance de l'orogène. Le modèle de base reproduit l'évolution d'une section de prisme, qui s'étend de l'orogène au bassin d'avant-pays, et où les héritages à la fois structural et lithologique sont simulés. Dans une seconde partie, l'accent est mis sur la tectonique récente et les processus géomorphologiques qui affectent la klippe des Préalpes suisses et les unités structurales environnantes (le bassin molassique et le Jura). Des analyses de télédétection permettent d'évaluer l'influence de la tectonique sur le réseau de drainage et la morphologie du paysage. De plus, des analyses de terrain menées localement dans les Préalpes fournissent des informations sur la nature et la cinématique des fractures cassantes et des champs de paléocontraintes.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00138836

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