Une étude, dont les résultats intitulés «Sedimentological control on the diagenesis and reservoir quality of tidal sandstones of the Upper Cape Hay Formation (Permian, Bonaparte Basin, Australia)» ont été publiés dans la revue Marine and Petroleum Geology, a permis, grâce à une analyse pétrographique et minéralogique de roches prélevées au large de la côte nord-ouest de l’Australie lors de compagnes de forages profonds, de comprendre en partie pourquoi des réservoirs d’hydrocarbures sont présents à de grandes profondeurs alors que les lois d’enfouissement prédisent une réduction drastique de la porosité.

Indiquons tout d'abord que «notre consommation importante d’hydrocarbures pousse l’exploration pétrolière à les rechercher dans des roches très poreuses situées de plus en plus loin dans les profondeurs du sous-sol, alors même que la probabilité d’y parvenir semble très faible dans la mesure où les lois d’enfouissement prédisent une diminution drastique de la porosité avec la profondeur (jusqu’à une porosité inférieure à 5 %)». Cependant, des découvertes récentes ont montré «que des réserves d’hydrocarbures sont exceptionnellement présentes à plus de 3,5 km de profondeur, dans des roches réservoirs très poreuses (> 20 %) et perméables (> 100 mD)».

 
En vue «d'améliorer notre capacité à prédire la localisation d’une zone poreuse et ainsi d’augmenter le taux de succès des forages en orientant l’exploration vers les zones à forts potentiels», l'étude ici présentée a effectué une analyse «pétrographique et minéralogique (visuellement et à l’aide d’un microscope et d'un diffractomètre de rayons X) de roches gréseuses récoltées à plus de 3,5 km de profondeur au cours de plusieurs campagnes d’exploration dont la dernière a été réalisée en 2010 par ENGIE», ces forages ayant «été effectués au large de la côte nord-ouest de l’Australie, à environ 250 km à l’ouest de la ville de Darwin, dans une zone du plateau continental où la hauteur d’eau n’excède pas 100 m».

Il est ainsi apparu que la formation sédimentaire étudiée, qui a été «déposée au Permien (il y a environ 270 Ma)», est «localement très poreuse (> 20 %)» et que «les grès qu’elle contient sont composés de grains de quartz et de feldspaths de la taille des grains de sable (63 μm à 2 mm)». De plus, «la présence de figures sédimentaires assimilables à des dunes sableuses, de rides façonnées par les courants de marée ou encore d’échinodermes et de traces laissées par des vers et des crustacés» suggère «que ce sédiment a été déposé dans un immense estuaire».

En particulier, «des barres sableuses d’environ 2 à 5 mètres d’épaisseur, de plusieurs dizaines de mètres de largeur et de plusieurs centaines de mètres de longueur sont présentes, probablement similaires à celles observées actuellement dans l’estuaire de la Gironde». Autour «des grains de quartz situés au sommet de ces grandes barres sableuses» ont été identifiés «à l’échelle microscopique, de petits amas de minéraux argileux (taille de quelques microns)», qui «se sont positionnés ainsi au moment du dépôt des sables puis ont été transformés en chlorite ferreuse au cours de la diagenèse d’enfouissement, probablement sous un enfouissement de 100 à 500 m».

Ainsi, cette chlorite ferreuse a constitué «un tapissage très fin (environ 10 μm), recouvrant la totalité de la surface des grains de quartz». Comme «aucune surcroissance de quartz obturant la porosité» n'a été «observée en présence de ces tapissages d’argile, il semble que ceux-ci inhibent le développement de telles surcroissances lors de la diagenèse», alors que «de larges surcroissances de quartz comblent totalement la porosité quand les tapissages sont absents» («ces surcroissances se sont développées lors de la diagenèse d’enfouissement, bien après le dépôt, lorsque l’enfouissement était supérieur à 1,5 km»).

Cette étude, qui démontre «que la mise en place précoce de minéraux argileux au sommet de grandes barres sableuses d’estuaire est un facteur clef de la conservation de bonnes porosités lors de l’enfouissement des sédiments», permet ainsi «de mieux comprendre le lien entre l’environnement de dépôt et la genèse des réservoirs pétroliers profonds». Il en résulte que «les formations sableuses déposées dans des estuaires, et maintenant très enfouies», doivent «être des cibles de choix pour la prospection pétrolière».