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Basin structuring and hydro-geophysical characterization of Upper Cretaceous and Eocene fractured deep carbonate reservoirs in the Hajeb Layoun-Jelma-Ouled Asker area (Central Tunisia)

  • Sourour Thebti
  • Dalila Jellalia
  • Hajer Azaiez
  • Mourad Bédir
AGIC 2017
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Part of the following topical collections:
  1. Geology of North Africa and Mediterranean regions

Abstract

In the Hajeb Layoun-Jelma-Ouled Asker-Oued El Hajal folded pull a part basin, situated in Central Tunisia, the shallow and deep Miocene groundwaters are often over exploited. The sedimentary basins, in this area, contain important carbonate deep reservoirs not yet exploited. Turonian (Bireno-Douleb Formations), Maastrichtian (Abiod Formation), and Ypresian (El Gueria Formation) limestones constitute the most important fractured reservoirs in this region. The present study combine geological, hydrogeological, and geophysical data, using 2D seismic reflection, to determine the spatial distribution and the deep structuring of these carbonate reservoirs. Isochron and isopach maps, generated for the study area, highlight the effect of tectonics in structuring these carbonate reservoir horizons. This effect is well presented along the folded structures and the major fault directions: NE-SW, NW-SE, N-S, and E-W responsible of the reservoir compartmentation. Indeed, subsurface faults as well as thickness and facies variations of these carbonate reservoirs should play a key role in the hydraulic flows and the distribution of principal aquifers. Knowledge and highlights of this structuring represent a subsurface modeling for future deep hydrogeologic exploration with proposed fictitious wells in the study area.

Keywords

Hajeb Layoun-Jelma-Ouled Asker basins Hydrogeology Geophysics Carbonate reservoirs Fictitious wells 

Notes

Acknowledgments

This work has been undertaken in the frame of a research project of Georesource Laboratory in the Centre of Water Researches and Technologies of Borj Cédria, Tunisia, and entitled “Characterization and Evaluation of deep reservoirs in the Sahel-Hajeb Layoun regions” 2015–2018. It is financed by the Ministry of Higher Education and Scientific research of Tunisia. In addition, we would like to thank the reviewers for their fruitful remarks and suggestions that had improved this final version of the manuscript.

References

  1. Abbes C (2004) Structurations et évolutions tectono-sédimentaires Mésozoïques et Cénozoïques, associées aux accidents reghmatiques, à la jonction des marges Téthysienne et nord-Africaine (Chaîne Nord-Sud, Tunisie centrale). Thèse ès Sciences. Université Tunis El Manar, Tunisie. 440 pGoogle Scholar
  2. Amouri M (1994) Etude hydrogéologique du système aquifère de Sidi Bouzid. Rapport de Direction Générale des Ressources en Eau (DGRE). 45 p+annexesGoogle Scholar
  3. Ayadi S (2002) Etude structurale et évolution pétrolière de l’alignement Labaiedh-Koudiat El Beida-Bled El Gonna. DEA, Faculté des Sciences de Tunis, 144 pGoogle Scholar
  4. Ayadi S, Rabhi M, Boukadi N, Zargouni F (2005) Analyse linéamentaire des données Satellitaires de la région de relais de fossé de Rohia, Sbiba et Hajeb El Aoun (Tunisie centrale). Afr Geosci Rev 12:1–2Google Scholar
  5. Azaeiz H (2011) Structuration et sismo-stratigraphie des séries du crétacé inférieur et leurs réservoirs associés en Tunisie centrale (régions de Gafsa, Sidi Bouzid et Bir Ali Ben Khalifa). Thèse de Doctorat, Faculté des sciences de Tunis, Université de Tunis II 256 pGoogle Scholar
  6. Azaiez H, Gabtni H, Bouyahya I, Tanfous D, Bédir M (2011) Lineaments extraction from gravity data by automatic lineament tracing method in Sidi Bouzid Basin (Central Tunisia): structural framework inference and hydrogeological implication. Int J Geosci:2.  https://doi.org/10.4236/ijg
  7. Bédir M (1995) Mécanismes géodynamiques des bassins associés aux couloirs de coulissements de la marge atlasique de la Tunisie. Sismo -stratigraphie, Sismo -tectonique et implications pétrolières. Thèse de Doctorat d’Etat Es-Sciences, Faculté des sciences de Tunis, Université de Tunis II. 417 pGoogle Scholar
  8. Bédir M, Boukadi N, Tlig S, Bentamza LF, Zitouni L, Alouan IR, Slimani F, Bobier C, Zargouni F (2001) Subsurface Mesozoic bassins in the central atlas of Tunisia: tectonics, séquence deposit distribution and hydrocarbon potential. Bull AAGP V85(3):885–907Google Scholar
  9. Ben Haj Ali et al. (1985) Carte géologique de la Tunisie qu 1/500 000. Feuille Nord. Service géologique. Office National des Mines Tunisien.Google Scholar
  10. Ben Ismail-Lattrache K, Bobier C (1996) Etude biostratigraphique, paléo-écologique et paléo-biogéographique des séries éocènes (Yprésien-Lutétien basal) de Tunisie centrale. Géologie de l’Afrique et de l’Atlantique Nord. Elf Aquitaine Edition, Pau, pp 563–575Google Scholar
  11. Bouaziz S, Barrier E, Soussi M, Turki MM, Zouari H (2002) Tectonic evolution of the northern African margin in Tunisia from paleostress data and sedimentary record. Tectonophysics 357:227–253CrossRefGoogle Scholar
  12. Boukadi N (1994) Signification géométrique et cinématique des nœuds et des zones d’interférences structurales au contact de grands couloirs tectoniques. Thèse de Doctorat d’Etat. Université de Tunis II. 249 pGoogle Scholar
  13. Burollet PF (1956) Contribution à l'étude stratigraphique de la Tunisie Centrale. Ann mines Geol 18. 345 pGoogle Scholar
  14. Chihi L (1995) Les fossés néogènes à quaternaires de la Tunisie et de la mer pélagienne: Leur signification dans le cadre géodynamique de la méditerranée centrale. Thèse ès Sciences, Université Tunis II, Tunisie. 324 pGoogle Scholar
  15. Coiffait P E (1974) Etude géologique de l’Atlas tunisien à l’Ouest de Kairouan (Tunisie centrale). Thèse Doc. 3ème cycle, Université de Paris VI, 131 pGoogle Scholar
  16. Creuzot G, Ouali J (1989) Extension, diapirisme et compression en Tunisie centrale: le Jebel Es Souda. Rev. 265. Géodynamique 4(1):39–48Google Scholar
  17. Dassi L (2004) Etude hydrogéologique, hydrochimique et isotopique du système aquifère du bassin de Sbeïtla (Tunisie centrale). Thèse de Doctorat. Faculté des Sciences de Sfax. 187 pGoogle Scholar
  18. Dercourt J, Zonenshain LP, Ricou LE, Kazmin VG, Le Pichon X, Knipper AL, Grandjaquet C, Sborschikov M, Boulin J, Sorokhtin O, Geyssant J, Lepvrier C, Biju-Duval B, Sibuet JC, Savostin LA, Westphal M, Laver JP (1985) Présentation de 9 cartes paléogéographiques au 1/20.000.00 s'étendant de l'Atlantique au Pamir pour la période du Lias à l'Actuel. Bull Soc Géol Fr I(8):637–658Google Scholar
  19. Dewey JF, Pitman WC III, Ryan WBF, Bonnin J (1973) Plate tectonics and the evolution of the alpine system. Bull Geol Soc Am 84:3137CrossRefGoogle Scholar
  20. DGRE (2013) Annuaire de l’exploitation des nappes profondes de l’année 2013. Technical Report. DGRE, Tunis 317 pGoogle Scholar
  21. DGRE (2014) Annuaire de l’exploitation des nappes profondes de l’année 2005. Technical Report. DGRE, Tunis 393 pGoogle Scholar
  22. Dhahri F, Boukadi N (2010) The evolution of preexisting structures during the tectonic inversion process of the Atlas chain of Tunisia. J Afr Earth Sci 56:139–149CrossRefGoogle Scholar
  23. Dhahri F, Tanfous D, Gabtni H, Boukadi N (2015) Structural and geodynamic study in central Tunisia using field and geophysical data: new structural interpretation of the N–S axis and associated Atlassic structures. Int J Earth Sci (Geol Rundsch) 104:1819–1835.  https://doi.org/10.1007/s00531-015-1159-1 CrossRefGoogle Scholar
  24. Djebbi M, Gabtni H (2015) 3D gravity modeling of a salt structure associated to the Trozza-Labaied lineament (Central Tunisia) constrained by seismic and borehole data. J Afr Earth Sci 103(2015):71–80CrossRefGoogle Scholar
  25. Duval B, Sibuet JC, Savostin JC, Westphal M, Lauer JP (1985) Présentation de neuf cartes paléogéographiques au 1/20.000.000 s’étendant de l’Atlantique au Pamir pour la période du Lias à l’Actuel. Bull Soc Geol Fr 8(5):637–652Google Scholar
  26. El Ghali A (1993) Néotectonique et évolution tectono-sédimentaire associées aux jeux de la faille de Sbiba-Kairouan du Crétacé supérieur à l’actuel (Tunisie centrale). Thèse Doc. 3ème cycle. F. S. Tunis, 251 pGoogle Scholar
  27. Farhat H (1978) Contribution à l’étude hydrogéologique de la cuvette de Maknassy (Tunisie). Thèse de Doctorat en Sciences de la Terre. Université de Bordeaux. 200 pGoogle Scholar
  28. Gassara A (1980) Contribution à l’étude hydrogéologique du bassin de Horchane-Braga (Sidi Bouzid). Thèse de Doctorat. Université Pierre et Marie Crue, France. 89 p+annexesGoogle Scholar
  29. Guiraud R (1998) Mesozoic rifting and basin inversion along the northern African Tethyan margin: an overview. In: Macgregor, D.S., Moody, R.T.J., Clark-Lowes, D.D. (Eds.). Petroleum geology of North Africa. Geol. Soc., London, Special Publication, no. 132, pp. 217–229Google Scholar
  30. Hajji T, Dhahri F, Marco I, Boukadi N (2014) New insights on the tectonic and paleogeographic evolution of the central Atlasic domain of Tunisia. Arab J Geosci 7:1605–1616CrossRefGoogle Scholar
  31. Harding P (1985) Seismic characteristics and identification of negative flower structures, positive flower structures and positive structural inversion. AAPG Bull Tulsa 69:582–600Google Scholar
  32. Hlaiem A (1998) Etude géophysique et géologique des bassins et des chaines de Tunisie centrale et méridionale durant le mésozoïque et le cénozoïque: évolution structurale, modélisation géothermique et implications pétrolières. Thèse de Doctorat. De l'Université Pierre & Marie Curie Paris VI. 373 pGoogle Scholar
  33. INM (2005) Institut National de la Météorologie, Tableaux climatiques mensuels. Archive. INM pour la période de 1985–2005. Station JelmaGoogle Scholar
  34. Jellalia D (2010) Etude hydrogéologique, Hydrochimique et Géophysique des systèmes aquifères Néogènes de Hajeb Layoun-Jelma (Région de Sidi Bouzid), Tunisie Centrale. Mémoire de Mastère, Faculté des Sciences de Tunis, 109 pGoogle Scholar
  35. Jellalia D, Lachaal F, Andoulsi M, Zouaghi T, Hamdi M, Bédir M (2015) Hydro-geophysical and geochemical investigation of shallow and deep Neogene aquifer systems in Hajeb Layoun-Jelma-Ouled Asker area. Cent Tunis J Afr Earth Sci 110:227–244CrossRefGoogle Scholar
  36. Jellalia D (2016) Étude hydrogéologique, hydrochimique et géophysique des réservoirs aquifères tertiaires des bassins Hajeb Layoun-Jilma-Ouled Asker-Oued El Hjal (Sidi Bouzid, Tunisie centrale). Thèse de Doctorat. Faculté des sciences de Tunis. 211 pGoogle Scholar
  37. Khazri D, and Gabtni H (2015) Geophysical contribution in the characterization of deep water tables geometry (Sidi Bouzid, Central Tunisia). Int J Geophys. 16 pGoogle Scholar
  38. Khessibi M (1978) Etude géologique du secteur de Maknassy-Mezzouna et du Jebel Kebar (Tunisie centrale). Thèse Troisième cycle. Université Claude Bernard, Lyon, France. 175 pGoogle Scholar
  39. Khomsi S, Frizon de Lamotte D, Bédir M, Echihi O (2016) The Late Eocene and Late Miocene fronts of the Atlas Belt in eastern Maghreb: integration in the geodynamic evolution of the Mediterranean Domain. Arab J Geosci 650:9Google Scholar
  40. Koschell R (1980) Etude hydrogéologique de la nappe de Hajeb Layoun – Jelma –Ouled Askar. Projet de coopération technique Tuniso-Allemande N_ 6520/7, Direction des ressources en eau et en sol, Ministère de l’Agriculture. 245 pGoogle Scholar
  41. Martinez MC, Turki MM, Truillet R (1990) La signification des plis d’orientation méridienne dans l’Atlas tunisien centro-méridional. Bull Soc Geol Fr 8(5):843–852CrossRefGoogle Scholar
  42. Matmati M F (1999) Sédimentologie, stratigraphie séquentielle et diagenèse des faciès du Crétacé Supérieur du Jebel Biréno. Paléogéographies des plates-formes carbonatées du Cénomanien Supérieur-Coniacien en Tunisie Centrale. Thèse de Doctorat, 358 pGoogle Scholar
  43. Negra M H (1994) Les dépôts de plate forme à bassin du Crétacé supérieur en Tunisie centro-séptentrionale (formation Abiod et Faciès associés). Stratigraphie, sédimentologie, diagenèse et interet pétrolier. Thèse de doctorat ès-sciences, vol. I, Faculté des sciences de Tunis. 634 pGoogle Scholar
  44. Olivet J L, Bonnin J, Beuzart P. et Auzende J M (1982) Cinématique des plaques et paléogéographie: une revue. Bull Soc Geol Fr, 7ème série, t. XXIV., no. 5–6, pp. 875–892Google Scholar
  45. Ouali J (2007) Importance du réseau réghmatique dans la tectogenèse de la Tunisie atlasique à travers l’étude de l’Axe nord-sud. Thèse, Doctorat d’Etat, Université Tunis El Manar (Tunisia), 399 pGoogle Scholar
  46. Ouali J, Tricart P, Delteil J (1987) Ampleurs et significations des recouvrements anormaux dans l’Axe Nord-Sud (Tunisie centrale), données nouvelles dans le chaînon Nara-Sidi Khalif. Eclogae Geol Helv 80:685–696Google Scholar
  47. Rabhi M, Maamri R, Mansoura M, Mahjoub K, Ben Haj Ali M et Zargouni F (2002) Inversion structurale au cours du Crétacé supérieur – début Tertiaire dans l’axe nord – sud (Tunisie centrale), pp. 5–15Google Scholar
  48. Saïdi F (1996) Sédimentologie, Stratigraphie séquentielle et diagenèse carbonatée des faciès du Crétacé supérieur de la région de Kasserine-Tamesmida (Tunisie centrale). Thèse Doctorat (Ph D), Université Tunis II, Tunisie, 347 pGoogle Scholar
  49. Smida H (2008) Apports des Systèmes d’Informations Géographiques (SIG) pour une approche intégrée dans l’étude et la gestion des ressources en eau des systèmes aquifères de la région de Sidi Bouzid (Tunisie centrale). Thèse de Doctorat. Université de Sfax faculté des sciences de Sfax département des Sci Terre, p. 341Google Scholar
  50. Soussi M (2000) Le Jurassique de la Tunisie atlasique: Stratigraphie, dynamique sédimentaire, Paléogéographie et intérêt pétrolier. Thèse de Doctorat d’Etat, FST, Un Tunis II, 661 pGoogle Scholar
  51. Soussi M, M’rabet A, Acheche M H, Elleuche M, Gordon P et Bisewski H (2011) New insights on the upper cretaceous Bireno-Douleb carbonate reservoirs within the Gulf of Gabes-Tunisia-Pelagian Basin, North Africia: Facies, Depositional Models, Reservoir Characterization and Fairways. Houston, TX, United States, pp. 1–5 pGoogle Scholar
  52. Tanfous D (2007) Sismostratigraphie et sismotectonique du Jurassique dans l'atlas centro-meridional de la Tunisie. Thèse de Doctorat 3ème cycle. Université Tunis El Manar II, Faculté des Sciences, 239 pGoogle Scholar
  53. Tanfous D, Gabtni H, Azaiez H, Soussi M, Bédir M (2012) Integrated gravity and seismic investigations over the Jebel EsSouda-Hmaeima structure: implication for basement configuration of the eastern frontal fold-and-thrust belt of Tunisian Atlasic Mountains. Arab J Geosci 5(3):513–524CrossRefGoogle Scholar
  54. Touir J, (1999) Sédimentologie, Contrôle Tectono-sédimentaire et Diagenèse Carbonatée du Crétacé supérieur de Jebel M'rhilla (Tunisie Centrale). Thèse de Doctorat. 328 pGoogle Scholar
  55. Troudi H (1998) Les réservoirs et faciès associés du Crétacé Supérieur en Tunisie Centrale: sédimentologie, stratigraphie séquentielle et diagenèse. Thèse de Doctorat, 287 pGoogle Scholar
  56. Zouaghi T (2008) Distribution des séquences de dépôt du crétacé (Aptien-Maastrichtien) en subsurface: rôle de la déformation tectonique, l’Halocinèse et évolution géodynamique (Atlas central de Tunisie). Thèse de Doctorat. Faculté des sciences de Tunis. 341 pGoogle Scholar
  57. Zouaghi T, Bédir M, Abdallah H, Inoubli MH (2009) Seismic sequence stratigraphy, basin structuring, and hydrocarbon implications of Cretaceous deposits (Albian–Maastrichtian) in central Tunisia. Cretac Res 30:1–21CrossRefGoogle Scholar
  58. Zouaghi T, Inoubli MH, Bédir M (2007) Contribution of seismic velocities to the structural and the lithostratigraphic studies: salt-intruded corridor ceiling and lower Turonian Beida anhydrite deposits outline in central-southern atlas of Tunisia. Compt Rendus Geosci 339:13–23CrossRefGoogle Scholar
  59. Zouari K (1998) Etude isotopique et hydrochimique des systèmes multicouches de Gafsa et de Hajeb Layoun–Jelma. Rapport final de coopération scientifique et technique. Projet AIEA. Code : TUN/8/012. 70 pGoogle Scholar

Copyright information

© Saudi Society for Geosciences 2018

Authors and Affiliations

  • Sourour Thebti
    • 1
  • Dalila Jellalia
    • 1
    • 2
  • Hajer Azaiez
    • 1
  • Mourad Bédir
    • 1
  1. 1.Georesources Laboratory, Water Research and Technology CenterUniversity of CarthageWater Research and Technology CenterSolimanTunisia
  2. 2.General Direction of Water ResourcesMinistry of Agriculture in Tunisia (DGRE)TunisTunisia

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