Les provinces californiennes sont constituées par des
bassins intramontagneux crétacés supérieurs et tertiaires,
allongés parallèlement à la côte pacifique le long
de grands accidents de cisaillement de direction générale NW-SE,
et sépares par des chaines transverses. Ces bassins présentent un
certain nombre de caractéristiques communes. A l'exception du bassin de
Sacramento, dans la partie nord-ouest de la grande vallée,
essentiellement productif de gaz dans l'Eocène et le
Crétacé, ils sont constitués d'une épaisse
série argilo-sableuse néogène souvent de faciès
relativement profond et entrecoupée des discordances. Cette serie
argilo-sabloneuse est plissée et faillée; elle est
particulièrement prolifique.
L'histoire géologique de cette région instable
est complexe et riche d'événements. D'une façon
très schématique, on peut distinguer sur les séries
franciscaines qui constituent le socle pétrolier :
· un Crétacé supérieur
marno-gréseux, localement très puissant, plus de 7 500 m qui se
serait déposé dans une fosse bordant un ancien arc insulaire ;
[21]
· en discordance après la phase majeure de
l'orogenèse laramide, un Eocène correspondant à un grand
cycle sédimentaire ;
· après une nouvelle période
orogénique, se met en place un oligocène régressif en
grande partie continental ;
· un Miocène très développé
dans des bassins étroits et profonds, témoin d'une intense
activité volcanique ;
· un Pliocène discordant, argilo-sableux,
très épais dans le bassin ouvert sur le Pacifique et un
Pléistocène également témoin d'une grande
instabilité tectonique.
L'essentiel des réserves de gaz se rencontre dans le
Crétacé supérieur et l'Eocène.
~ Bassin de Sacramento
Cette province d'âge crétacé
supérieur-tertiaire, présente une surface de 30 000
km2. La série sédimentaire argilo-sableuse, est
très puissante et atteint 15 000 m dans la partie la plus profonde, dont
la moitié pour le Crétacé.
Les réservoirs sont essentiellement des grès
d'âge éocène. Ceux-ci sont homogènes et continus.
Ont trouve également des grès plus lenticulaires du
crétacé supérieur qui correspondent à des
dépôts deltaïques et fluviatiles ; leurs
caractéristiques sont bonnes : porosité 25 à 35%,
perméabilité atteignant 1 darcy.
Cette province est essentiellement productrice de gaz ;
celui-ci renferme un peu d'azote, notamment dans la partie est, et du CO2. Ces
gaz proviendraient d'argiles noires charbonneuses du Crétacé
terminal contenant généralement moins de 1% de matière
organique de type humique, et soumises à des températures
comprise entre 140 et plus de 200°C.
Les pièges sont constitués par des anticlinaux
et des blocs faillés pour les réservoirs éocènes,
par des biseaux et discordance sur les marges du bassin, notamment pour les
grès crétacés.
On compte une centaine de champs de gaz renfermant de gaz. Le
principal gisement est Rio Vista formé par un dôme faillé
de 90 km2 de surface fermée et productif dans six niveaux
gréseux de l'Eocène-
[22]
Paléocène à 1 100-1 600m de profondeur
(Marrison et al, 1971 ; Zieglar et Spotts, 1978).
~ Bassin de San Joaquim
D'après Perrodon (1980) ces bassin, qui occupe la
partie sud de la grande vallée couvre une superficie de 40 000
km2. De type intramontagneux et allongé, il présente
comme le précèdent un profil nettement asymétrique : le
flanc ouest, bordé par la taille de San Andreas, est le plus abrupte. La
subsidence s'est par ailleurs s'est par ailleurs déplacée
progressivement vers le sud où la série sédimentaire, qui
atteint plus de 7 000 m de puissance est essentiellement
néogène.
Les réservoirs sont sableux et
généralement épais ; ils sont nombreux et de bonnes
caractéristiques. Leur porosité initiale, avant l'enfouissement,
est de 35 à 40% quelque soit leur âge, elle diminue
progressivement avec l'enfouissement de 4,6 à5, 6 % par mille
mètres. La perméabilité atteint plusieurs darcies.
Comme dans beaucoup de réservoirs détritiques
les relations de porosité-perméabilité sont assez bonne,
la perméabilité variant d'un facteur 10, par exemple 10 à
1 md lorsque la porosité est divisée par un facteur de 0,6
décroissant de 18 à11%.
Les roches mères sont représentées par
les shales de Monterrey (Miocène supérieur), argiles et marnes
à diatomées renfermant jusqu'à 5% de matière
organique sapropélique. Les formations ont été enfouies
à plus de 4 000 m et portée a des températures de plus de
120°C depuis début du Pliocène, soit pendant plus de 5M
d'années (Perrodon, 1980).
Des bonnes couvertures argileuses recouvrent ces
réservoirs ; les indices sont fréquents sur les marges du bassin,
donnant quelques pièges par bouchon d'asphalte.
Les pièges sont nombreux et de divers types. Les
anticlinaux, souvent accusé et en échelon, sont les plus
fréquents et représentent près de la moitié des
gisements. Les pièges stratigraphiques, principalement par biseaux de
transgression, sont à l'origine de plus du tiers des accumulations.
[23]
Selon Callaway (1971) et Zieglar et Spotts (1978), les
raisons de la richesse de ces bassin californien sont à recherche dans
les caractéristiques géologiques de ces fossés
intramontagneux et plus particulièrement dans :
· une tectonique de cisaillement à l'origine des
plis en échelon bien formés ;
· leur forte et récente subsidence permettant
l'accumulation d'épaisses séries sédimentaires,
entrecoupées de nombreuses transgressions et régressions ;
· des dépôts étendus d'effectives
roches mères et de gradients géothermiques élevés
;
· une forte proportion de sables constituant
d'excellents réservoirs.
[24]
