Soutenance de thèse de Adriana LEMGRUBER DO VALLE

Les bassins de Tumbes, Talara et Lancones font partie du système d’avant-arc Nord Péruvien dans lequel de nombreux gisements pétroliers ont été découverts. En s’appuyant sur le cas de ces bassins, cette thèse s’intéresse à la modélisation de bassin 2D dans les zones d’avant-arc et à la compréhension de ses systèmes pétroliers. Dans cette thèse, une nouvelle méthodologie est proposée afin d’étudier l’influence la subduction océanique sur l’évolution thermique et la génération des hydrocarbures dans les bassins sédimentaires sus-jacents. Cette approche a permis de réaliser un modèle de bassin capable de simuler l’évolution thermique des bassins d’avant-arc en intégrant les processus de subduction, sédimentation et d’érosion. Un flux advectif est utilisé pour simuler l’effet thermique du déplacement latéral de la lithosphère océanique sous le prisme continental d’avant-arc. L’application de cette méthodologie sur le système d’avant-arc Nord Péruvien a permis de tester les différentes hypothèses concernant ses systèmes pétroliers. Les résultats des modèles thermiques calibrés à partir de nombreuses données de thermicité existantes et nouvelles, présentés dans cette thèse, indiquent que les dépocentres étudiés sont différemment affectés par la subduction due aux différentes expositions à la lithosphère océanique en subduction. Les roches mères oligocènes du bassin de Tumbes sont immatures et ne semblent pas être la source des gisements de Talara. Les huiles du bassin de Talara semblent avoir été générées localement, dans les limites de ce bassin. Des analyses géochimiques de gaz, échantillonnés dans des émanations de surface, indiquent une origine thermogénique de ces gaz qui seraient soit générés par des roches mères très matures, soit fractionnés pendant la migration. Ces résultats suggèrent la présence d’intervalles riches en matière organique dans les parties profondes des bassins ou parmi les séries sous-plaquées. Les données de structurales indiquent la présence de failles profondes connectant le chenal de subduction avec les bassins sus-jacents. Ces failles crustales, actives tout au long de la croissance du prisme, pourraient avoir contribué à la migration des hydrocarbures et au chargement des réservoirs. Un modèle de bassin non structuré a permis d’évaluer l’évolution de la maturité de ces potentielles roches mères sous-plaquées et de simuler la migration des hydrocarbures générés par ces intervalles jusqu’aux bassins de Tumbes et Talara.

Tumbes, Talara and Lancones basins are part of the North Peruvian forearc system (NPFS) in which numerous oil fields have been discovered. By addressing interest to these basins, this thesis explores the use of 2D basin modeling in forearc regions and contributes to the comprehension of their petroleum systems. In this thesis, a new workflow is proposed to properly take into account the subduction cooling in the thermal evolution of the overlying sedimentary basins. This approach allowed the construction of a basin model capable to simulate the thermal evolution of forearc basins by integrating the subduction, sedimentation and erosion processes. An advective flow is used to simulate the thermal effect of the lateral displacement of the oceanic lithosphere below the continental forearc prism. The application of this workflow on the NPFS allowed to test and evaluate the hypotheses concerning their petroleum system, that remains poorly understood despites its long exploration history. The results of the thermal model presented in this thesis, calibrated with previously available and newly presented thermal data, show that the studied depocenters are differently affected by the subduction, due to their different exposure to the subducting oceanic lithosphere. Tumbes basin’s Oligocene source rock intervals are immature and do not seem to be the source of Talara basin’oil fields. The results point rather towards a local hydrocarbon generation, within Talara basins’ limits. Geochemical analyses performed on gas sampled from surface emanations indicate they have a thermogenic origin, either generated from a very mature source rock, or fractioned during migration. These results suggest the presence of organic rich intervals in the deepest parts of the basin, or among offscrapped series. Structural data show the presence of deep seated faults, connecting the subduction channel and the overlying basins. These crustal faults, active throughout the prism growth, may have enabled the hydrocarbon migration towards the reservoirs. An unstructured basin model allowed the evaluation of the maturity evolution of these potential offscrapped source rocks and the simulation of the generated hydrocarbons towards Tumbes and Talara basins.