Géologie appliquée au développement des nouvelles découvertes et aux nouveaux thèmes d’Exploration «Shale Gas Silurien» du Bassin de Berkine (Ghadamès, Algérie)

Durant de nombreuses années, les compagnies opérant au sein du Bassin de Berkine se sont focalisées sur les Formations gréseuses du Cambro-Ordovicien dans la partie Ouest, du Dévonien inférieur et du Carbonifère dans le centre du bassin, ainsi que dans les séries triasiques sus-jacentes.
Le Silurien était considéré comme un objectif secondaire puisque sa qualité de réservoir était négligée au profit de son potentiel de « roche mère ». En effet, la roche mère principale pour les réservoirs paléozoïques est issue des argiles radioactives siluriennes de base « hot shales » rencontrées à plus de 6000 m en profondeur.
Le Bassin de Berkine, localisé dans le Sahara Oriental algérien, s‘étend sur près de 102 000 km². Au Paléozoïque inférieur, cette vaste étendue géographique était le siège d‘une sédimentation silicoclastique intracratonique puissant.
Les sédiments siluriens se sont alors déposés dans un contexte d‘élévation globale du niveau marin relatif lié à la déglaciation tardi-ordovicienne. Les flux terrigènes prenaient alors leur source au sud du bassin, vers le Môle de Tihemboka et le Hoggar alors en surrection.
Deux zones sièges d‘une intense subsidence, le secteur de Menzel Lejmat et le Sillon de Marfag, présentent la série sédimentaire silurienne au complet. Deux entités sont alors mis en évidence, (I) les argiles principales (AP) à graptolites, et (II) les alternances gréso-argileuses (AGA) auxquelles sont rattachées les ensembles réservoirs M, A et B.
Ces entités sont composées de 5 séquences principales (Si-1, Si-2, Si-3, Si-4 et Si-5), allant du Llandoverien au Pridolien, mises en évidence dans le système silurien du Bassin de Berkine. Ce découpage est le résultat d‘une analyse séquentielle haute résolution de deux coupes types (Puits MLEP-1 et BRD-5) basée sur l‘enchainement vertical des séquences sur diagraphies et carottes, ainsi que sur les travaux menés dans toute la Synéclise de Ghadamès.
Les séquences Si-1 et Si-2 sont datées du Llandoverien. Au cours de cette période, le bassin était le siège d‘une importante sédimentation argileuse de « Hot Shales » et d‘Argiles à Graptolites de 500 à 650 m d‘épaisseur. Ces faciès argileux de plateforme externe profonde passent au sommet à des faciès carbonatés très vite succédés par des sédiments gréseux de l‘unité M1 initiateurs d‘un contexte deltaïque progradant. D‘un point de vue géodynamique, ces deux séquences se rattachent au stade d‘initiation.
La séquence Si-3, datée du Wenlockien, atteint 150 m d‘épaisseur. Les sédiments qui la composent se sont déposés dans un contexte marin littoral dominé par un régime tidal transgressif très développé dans cet Ensemble réservoir A. Cet environnement devenant de plus en plus marin vers le sommet de la séquence, avec un dépôt de 50 m d‘argiles litées, s‘achève par une limite de séquence SB4 qui se matérialise au sud du bassin par une surface d‘altération à ciment sidéritique.
Le Bassin de Berkine passe alors au stade de maturité avec le dépôt des unités réservoirs A1 et A2.
Les séquences Si-4 et Si-5 sont d‘âge Ludovien et Pridolien. Durant cette période, le régime deltaïque a envahi toute l‘aire de sédimentation, passant par un régime progradant du sud-est vers le nord-ouest pour l‘unité B1, à un environnement progressivement fluvio-lacustre pour l‘unité B2. Par la suite, l‘installation définitive des grès massifs du Dévonien en discordance sur le Silurien marque le comblement du bassin et sa sénescence.
Cette étude souligne le potentiel réservoir des unités argilo-gréseuses du Silurien terminal du Bassin de Berkine qui est clairement identifié dans des séquences deltaïques progradantes dans lesquelles les processus tidaux peuvent s‘exprimer. Cela suggère aussi des distributions complexes des objets réservoir et de leurs hétérogénités réservoir qui restent à investiguer.