Intégration de la modélisation structurale 3D et de l’interprétation sismique pour optimiser le développement d’hydrocarbures dans la Formation Nukhul de l’Aquitanien, champ pétrolier October, golfe de Suez, Égypte

Pourquoi ce paysage enfoui importe

Au‑dessous du golfe de Suez en Égypte se trouve un labyrinthe de couches rocheuses fracturées qui alimente discrètement l’un des plus anciens champs pétrolifères du pays. Cet article montre comment des scientifiques ont combiné des outils d’imagerie modernes et des décennies de données de forage pour redessiner la carte souterraine du champ October, en se concentrant sur une unité rocheuse peu exploitée appelée Formation Nukhul. Leur image tridimensionnelle affinée révèle des poches d’huile cachées, explique pourquoi certains puits produisent surtout de l’eau, et indique des emplacements de forage nouveaux plus sûrs et moins coûteux.

Une couche cachée dans un champ encombré

Le golfe de Suez est un bassin d’effondrement classique : la croûte terrestre y a été étirée et fragmentée en blocs basculés encadrés par des failles abruptes. Plusieurs couches y ont longtemps été exploitées pour le pétrole, mais la Formation Nukhul de l’Aquitanien, prise en sandwich entre des unités plus anciennes et plus récentes, est restée relativement sous‑explorée. Les modèles antérieurs de cette formation ont été élaborés dans les années 1990 et au début des années 2010, quand seuls des diagraphies de puits peu nombreuses et des prospections sismiques de moindre qualité étaient disponibles. À mesure que de nouveaux puits étaient forés et que des images sismiques de meilleure résolution étaient acquises, des résultats déroutants sont apparus : certains puits donnaient des performances meilleures ou pires que prévu, suggérant que l’ancienne carte structurale du champ était trop simplifiée.

Construire une image 3D à partir d’indices dispersés

Pour répondre à ce défi, les auteurs ont rassemblé quasiment tout ce qui était connu du sous‑sol : 20 lignes sismiques, des diagraphies électriques détaillées de cinq puits clés, des carottes, des données micropaléontologiques pour dater les niveaux, des historiques de pression et de production, ainsi que d’anciennes interprétations de compagnies. À l’aide de logiciels spécialisés, ils ont corrélé les données de puits aux réflexions sismiques, converti les temps de parcours sismiques en profondeurs vraies et tracé avec soin les failles et les limites d’unités à travers le volume. Des contrôles qualité à chaque étape — comme la comparaison des profondeurs prédites aux véritables intersections en puits et l’ajustement des modèles de vitesse — ont permis de maintenir le modèle 3D réaliste sur le plan géologique plutôt que d’en faire un simple ajustement numérique.

Des failles qui divisent, scellent et stockent du pétrole

Le modèle affiné montre que la Formation Nukhul est essentiellement coupée par deux grandes failles, nommées F1 et F2, qui segmentent le champ en « pièces » structurales séparées, ou compartiments. La Nukhul elle‑même est subdivisée en quatre membres empilés, K1 à K4, composés de bancs réservoirs plus sableux et de couches plus étanches de calcaire et de marne. Là où le mouvement le long de F2 pousse une zone supérieure sableuse K4 contre des calcaires et des marnes à faible perméabilité, la faille se comporte comme un scellement latéral. Le pétrole migrant vers le haut est piégé du côté haut de la faille dans une zone d’attic, tandis que les roches à faible perméabilité de l’autre côté empêchent sa fuite. Les données de production et le comportement de pression corroborent ce tableau de compartiments partiellement scellés, connectés selon certaines directions mais bloqués selon d’autres.

De la carte au plan de forage

Avec ce cadre structural mieux défini, l’équipe a redessiné des cartes de contours pour la Nukhul et les formations voisines et a réalisé des coupes géologiques à travers des puits clés. Ces représentations mettent en évidence des zones crêtales en « attic » où des sables réservoirs se trouvent au‑dessus du contact pétrole‑eau mais n’ont jamais été forés, souvent parce que des modèles antérieurs avaient négligé la subtile flexion des couches ou mal positionné les failles. Les auteurs identifient plusieurs cibles d’infill prometteuses qui pourraient être atteintes par désaxement (sidetracking) depuis des puits existants plutôt que par la construction de nouvelles plateformes, une stratégie qui maintient les coûts faibles. Parce que le modèle mis à jour clarifie aussi où l’eau est susceptible d’envahir en premier, les ingénieurs peuvent concevoir des complétions et des programmes de surveillance pour retarder l’arrivée d’eau et ajuster l’injection ou la production si le champ évolue différemment des prévisions.

Ce que cela signifie pour l’énergie et au‑delà

En termes simples, cette étude montre que redessiner le « plan » souterrain d’un vieux champ pétrolier peut insuffler une nouvelle vie à des roches considérées comme presque épuisées. En tissant ensemble images sismiques, mesures de puits, échantillons rocheux et historiques d’écoulement dans un modèle 3D unique, les chercheurs ont pu localiser des poches d’huile négligées, comprendre comment les failles favorisent ou entravent l’écoulement, et proposer un plan de forage susceptible d’ajouter plusieurs milliers de barils par jour pour un investissement relativement modeste. La même approche peut être appliquée à d’autres bassins faillés dans le monde, améliorant la gestion des champs matures et fournissant une image plus fiable de ce qui reste caché dans le sous‑sol.

Citation: Khattab, M.A., Radwan, A.E., El-Anbaawy, M.I. et al. Integrating 3D structural modelling and seismic interpretation to optimize hydrocarbon development in the Early Miocene Nukhul Formation, October Oil Field, Gulf of Suez, Egypt. Sci Rep 16, 7956 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-29859-6

Mots-clés: Golfe de Suez, modélisation structurale 3D, réservoirs contrôlés par des failles, Formation Nukhul, objectifs d’huile en comblement