AUne étude pétrographique et géochimique de carottes de 17 réservoirs carbonates pétroliers Mésozoïque au Sud du Golfe du Mexique, ont permis d’établir l’histoire de la diagenèse constituée principalement par une dolomitisation totale de la partie onshore centrale et de la partie offshore et par des étapes successives de fracturation et de cimentation. Les signatures isotopiques du carbone et de l’oxygène des ciments indiquent une augmentation de la température, puis un brusque changement de la nature des fluides à la transition ciments dolomitiques/ciments calcitiques. Une étude PVTX des inclusions fluides de ces ciments a permis de reconstruire leurs conditions PT de piégeage. Les outils analytiques et les procédures d’étude des inclusions fluides ont été adaptés aux minéraux fragiles. Des expérimentations en autoclaves ont permis d’étudier les modalités de piégeage et de rééquilibrage des inclusions fluides dans les minéraux fragiles. Les données de puits ont permis la reconstruction de l’histoire de l’enfouissement par l’utilisation de l’outil de modélisation PetroMod® 1D. La combinaison des résultats expérimentaux, des modèles 1D de puits et des résultats pétrographiques des échantillons mexicains a permis de dater l’arrivée des hydrocarbures dans les réservoirs entre 5,3 m.a. et 1 m.a.. Des épisodes de surpressions et de fracturations, influencés par l’activité diapirique du bassin plus intense dans la partie nord, ont abouti à la fuite des réservoirs au cours du Pliocène et du Pléistocène. L’étude est conclue par l’élaboration d’un modèle de fonctionnement des réservoirs très enfouis mexicains, transposable aux réservoirs très enfouis en contexte tectonique similaire. / A petrographic and geochemical study of 17 well-cores from Mesozoic oil carbonate reservoirs in southern Gulf of Mexico, allowed the reconstruction of the diagenetical history mostly consisting of a primarily total dolomitisation of the onshore intern part and of the offshore part and by successive fracturing and cementing stages. An isotopic signature of carbon and oxygen cements indicates a temperature increase, and then a sudden change in the nature of the fluids at the dolomite / calcite cements transition. A PVTX study based on fluid inclusion contents of these cements allowed reconstructions of their PT trapping conditions. Fluid inclusions analytical tools and procedures have been adapted to fragile minerals. Experiments in autoclaves were used to examine trapping and reequilibration of fluid inclusions in fragile minerals. The wells have allowed the reconstruction of the burial history using PetroMod® 1D modeling tool. The combination of experimental results, 1D well models and the analytical results performed on the Mexican samples helped to date the accumulation of hydrocarbons in the reservoirs between 5.3 and 1 m.y.. Episodes of overpressure and fracturing, influenced by the diapiric activity in the basin, more intense in the northern part, led to the leak of the reservoirs during the Pliocene and Pleistocene. The study is concluded by the development of the evolution model of the Mexican deeply buried reservoirs, usable to other deeply buried reservoirs in similar tectonic context.

Cette thèse présente un modèle thermodynamique et cinétique des interactions entre un fluide et des solutions solides idéales à plusieurs pôles. La réaction entre une solution solide et la solution aqueuse résulte de la compétition entre la dissolution stoechiométrique de la solution solide initiale et la coprécipitation de la solution solide la moins soluble dans le fluide à l'instant considéré.<br />Ce modèle a été intégré au logiciel de transport réactif en milieu poreux ARCHIMEDE, puis appliqué à divers exemples. Dans le cas de solutions solides binaires, une méthode graphique a permis de déterminer les compositions des solutions solides qui précipitent, à l'aide des potentiels chimiques des pôles.<br />Le logiciel ainsi obtenu pourrait être utilisé pour modéliser notamment la diagenèse des réservoirs pétroliers argileux ou carbonatés, ou la dispersion de polluants dans le sol.

La récupération assistée des hydrocarbures par des microorganismes (MEOR) est une technologie potentiellement utilisable pour améliorer l’efficacité de l’extraction pétrolière. Cette technique utilise les capacités métaboliques de certaines souches bactériennes pour récupérer les huiles des réservoirs. Cependant, le manque de connaissances sur la physiologie et les activités métaboliques des microorganismes des réservoirs est un obstacle majeur pour le développement de cette approche. L’objectif de ce travail était d’étudier la physiologie des microorganismes indigènes de réservoirs pétroliers, en déterminant leurs capacités métaboliques, leurs conditions de croissances et leur positionnement taxonomique. Pour cela, trois activités physiologiques d’intérêt pour la MEOR : (1) la dégradation de l’hexadécane ;(2) la production de biosurfactant et (3) la formation de biofilm ont été évaluées sur 84 souches bactériens anaérobies isolées exclusivement de plusieurs réservoirs pétroliers. Ces isolats appartiennent à deux groupes métaboliques : les bactéries sulfato-réductrices (BSR) et les anaérobies fermentaires. Ainsi, cette prospection à donner une image de la diversité des souches de réservoirs possédant des activités appropriées pour la MEOR. Le séquençage et l’analyse phylogénétique du gène codant pour L’ARNr 16S a permet d’identifier deux nouvelles espèces bactériennes d’anaérobies fermentaires, SRL 4223 et SRL 4209 capables de produire des biosurfactants. Ainsi la caractérisation de ces deux isolats a révélé que la souche SRL 4223 présentait toutes les caractéristiques phénotypiques et génétiques autorisant sa classification un nouveau genre nommé Pleomorphochaeta caudata et que la souche SRL 4209 peut être affilié comme une nouvelle espèce de ce nouveau genre. / The Microbial enhanced oil recovery (MEOR) is a potentially useful technology to improve the efficiency of oil extraction. This technique utilizes microorganisms and/or their metabolites (biosurfactants, polymers, biomass…etc.) to recover oil from reservoirs. However, the lack of basic knowledge about physiology and metabolic capacities of reservoir microorganisms is a major obstacle for the development of this approach. The objective of this work was to study the physiology of indigenous reservoir microorganisms by determining their metabolic capacities, their growth conditions and their taxonomic position. For this, three activities related to MEOR: (1) hexadecane degradation; (2) biofilm formation and (3) biosurfactant production were evaluated on 84 anaerobic bacterial strains isolated exclusively from several petroleum reservoirs. These isolates belong to two metabolic groups: sulfate-reducing bacteria (SRB) and anaerobic fermentative bacteria. This study gives a picture of the diversity of indigenous strains possessing proper activities for MEOR. Sequencing and phylogenetic analysis of 16S rRNA gene identified two new species of fermentative bacteria: SRL 4223 and SRL 4209, capable of producing biosurfactants. Characterization of these isolates revealed that the strain SRL 4223 had all the phenotypic and genetic characteristics allowing its classification as a new genus named Pleomorphochaeta caudata and the strain SRL 4209 was affiliated as a new species of this genus.