Luis Martinez

Mon projet de recherche  s’intitule :

Evolution thermique des bassins sédimentaires et des réservoirs : reconstitution et modélisation de la géochimie des fluides et des matières organiques dans l'histoire tectono-sédimentaire.

Les thèmes de recherche que je développe actuellement sont :  

• La sédimentation, préservation, paléoenvironnements et diagenèse organiques en relation avec la fracturation et la circulation des fluides (Shale Gas),
• l’analyse des systèmes pétroliers en relation avec les flux de chaleur dans les bassins,
• les interactions entre les matières organiques et les minéraux dans les réservoirs conventionnels/non conventionnels,
• la récupération assistée des HC et le stockage naturel de CO2 et H2S.

Ces méthodes nous permettent de faire une recherche  approfondie en géologie des systèmes pétroliers nécessaire à la compréhension des processus de formation, migration et piégeage des hydrocarbures.

1) Méthodes géochimiques

• de composition chimique par analyse élémentaire pour étudier le dépôt, la préservation et l'accumulation de la matière organique sédimentaire.
• d'évaluation du potentiel pétroligène qui permettent la  localisation des accumulations et l'évaluation quantitative des ressources en charbon, huile et gaz.
• d'estimation des paramètres cinétiques de formation des pétroles et gaz.

2) Méthodes pétrographiques

• de microlithotypes par estimation quantitative de la composition macérale par analyse d'images. Cette méthode permet d'étudier la préservation et l'accumulation de la matière organique sédimentaire dans l'environnement de dépôt.
• d'analyse du %PR de la vitrinite et des bitumes pour pouvoir estimer les paléotempératures de transformation du kérogène des roches mères et des bitumes des réservoirs.
• d'analyse thermobarométrique des inclusions fluides dans les systèmes pétroliers. Cette méthode permet dans certaines conditions et par modélisation numérique d'estimer la chronologie des migrations et du remplissage des réservoirs.
• d'analyse par tomographie 3D des roches mères et réservoirs pétroliers, en particulier pour estimer la capacité des roches mères et des réservoirs non conventionnels à expulser les bitumes et les gaz.  

3) Méthodes de modélisation numérique

• analyse du fonctionnement des systèmes pétroliers conventionnels et non conventionnels avec  piégeage des hydrocarbures.
• de modélisation numérique des réservoirs pétroliers en considérant les phénomènes tectoniques avec érosions, hiatus, subsidence et  fracturation pendant la migration du pétrole et gaz.
• d'interprétation, de bilans de masse et d'énergie et de synthèse pétrolière.

L’ensemble de ma recherche porte sur l'étude géochimique des processus de diagenèse dans les réservoirs pétroliers. Ces transformations présentes dans les processus de la géodynamique des bassins sont observées et étudiées directement ou indirectement à plusieurs échelles et par des outils très divers (pétrographie, sédimentologie, géochimie et modélisation 1D, 2D et 3D). Mon premier objectif est la reconstitution de l’histoire tectono-sédimentaire qui a permis la transformation des matériaux dans le bassin, en considérant le paléoenvironnement de dépôt et la formation du pétrole et gaz.

Je suis intéressé non seulement par l’analyse des processus de fonctionnement des roches mères mais aussi par la formation et la diagenèse des réservoirs (en 1D, 2D et 3D). Leur quantification géochimique et leur modélisation numérique à plusieurs échelles (suivant la stratigraphie séquentielle ou en profondeur) sont mes objectifs à long terme. Dans ce cadre, la quantification des altérations qui ont contrôlé ou qui contrôlent les processus des systèmes pétroliers comme l’érosion et la compaction des sédiments, sont prises en compte en considérant l’histoire tectonique et thermique du bassin.

L’apport scientifique de cette recherche à l’enseignement de l’université de Strabourg fait partie de ma contribution académique à mon université d’accueil. Au niveau national et européen je contribue actuellement au développement de cette recherche et de l’enseignement :

- avec 3 thèses de Doctorat : la première avec le « Service Géologique Mexicain/Ministère de l’Economie au Mexique», la seconde avec l’Institut de recherche COMIMSA/CONACYT – UadC - Université Fernando Pessoa au Portugal, et la troisième avec l’Institut Mexicain du Petrole et la Compagnie PEMEX au Mexique.

- avec des programmes de recherche et des cours de Géologie pétrolière en mobilité ERASMUS dans des universités espagnoles / portugaises : l’Université de Barcelone, l’Université Complutence de Madrid, l’Université de Valladolid, l’Université Nationale de Colombia, et l’Université Fernando Pessoa.

1) MARTINEZ L., BERTRAND P., PRADIER B., & LEMAIRE E. (1987) - Localization of oil in microstructures of source rocks, Advances in Organic Geochemistry, 13, n°4-6, 1093-1100 Pergamon press, Oxford.

3)  MARTINEZ L., & CONNAN J. (1989) - Approche de la migration primaire des hydrocarbures par des  études intégrées de géochimie et pétrologie organique sur roches mères chauffées in vitro, Bull. Soc. géol. France, 8, Vol. 5, 937-950.

5) BERTRAND P., LALLIER-VERGES E., MARTINEZ L., PRADIER B., TRAMBLAY P., HUC A., JOUHANNEL R., TRICART  J. P. (1990) - Examples of spatial relationships between organic matter and mineral groundmass in the microstructure of the organic-rich Dorset formation rocks, Great Britain, Advances in Organic Geochemistry, 16, (4-6), 661-675.

6) HAROUNA M., DISNAR J.R., MARTINEZ L., TRICHET J. (1993) - Discrepancies between different organic maturity indicators in coal series affected by an anormal thermal event (Visean, Niger). Chemical Geology, 106, (3-4), 397- 413.

7) SUAREZ-RUIZ I., MARTINEZ L., BERTRAND Ph., PRADO J.G,  DISNAR J-R. (1994) -  Influence of rock particle size on the artificial thermal evolution of kerogen. A petrogaphic and geochemical study., International  Journal of Coal  Geology, 25, 47-64.

8) PAGEL M., BRAUN J-J., DISNAR J. R. MARTINEZ L., RENAC Ch. & VASSEUR G. (1997) - Thermal historyconstraints from organic matter, clay minerals, fluid inclusions, apatite fission tracks and stable isotopes studies at the ardeche paleo-margin in the largentiere Pb-Zn deposit area (GPF Program, France).  Journal of Sedimentary Research, Vol. 67, No 1, 235-245.

9) Martinez L., Duplay J., Suarez Ruiz I., Disnar J.R., Farjanel G., Larque Ph., Lewig N. (2002) - Evolution thermique des séries sédimentaires de la Marge Ardéchoise: étude pétrographique de la matière organique et des argiles. C. R. Géoscience 334, 1021-1028.

10) MICHELS R., MANSUY L., ELIE M., FAURE P., HUAULT V., MARTINEZ L. and PIRONON J. (2002) - Advances in Organic Geochemistry 2001, Proceedings of the 20th International Meeting on Organic Geochemistry, Nancy, France. Organic Geochemistry 33, Issue 12, 1273-1769.

11) MONTES-H G., DUPLAY J., MARTINEZ L. and MENDOZA C. (2003) - Swelling- Shrinkage Kinetic of MX80 Bentonite, Applied Clay Science 22, 279-293.

12) Piedad-Sánchez N., Izart A., Martinez L., Suárez-Ruiz I., Elie M., Menetrier C. (2004) - Paleothermicity in the Central Coal Basin of the Cantabrian Mountains (Spain). International Journal of Coal Geology 58, 205-229.

13) ELIE M., FAURE P., MICHELS R., LANDAIS P., GRIFFAULT L., MANSUY L., MARTINEZ L. (2004) - Effects of water-cement solutions on the composition of organic compounds leached from oxidized Callovo-Oxfordian argillaceous sediment, Applied Clay Science, 26, 309-323.

14) Piedad-Sánchez N., Martínez L., Izart A, Suárez-Ruiz I., Elie M., Amir L., Menetrier L. (2005) - Artificial maturation of a high volatile bituminous coal from Asturias (NW Spain) in a confined pyrolysis system. Part I: petrographic, geochemical and molecular studies,  Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Volume 74, Issues 1-2, 61-76.

15) Ménétrier C., Elie M., Martinez L., Le Solleuz A., Disnar J-R., Robin C., et Guillocheau F. (2005) - Estimation de la température maximale d’enfouissement du Toarcien et du Callovo-oxfordien au centre du Bassin de Paris par les marqueurs organiques. C. R. Géosciences 337, 1323-1330.

16) Amir L., Martinez L.,Disnar J-R., Vigneresse J-L., Michels R., Guillocheau F., Robin C. (2006) - Effect of the thermal gradient variation through geological time on basin modeling a case study : the Paris basin. Tectonophysics, 400, 227-240.

17) MONTES-H G., DUPLAY J., GERAUD Y., MARTINEZ L (2006) – Several textural properties of compacted and cation-echanged bentonite, Journal of Physics and Chemistry of Solids. 67 (8), 1769-1774.

18) Alsaab, D., Suarez-Ruiz, I., Elie, M., Izart, A., Martinez, L., (2007) -Comparison of generative capacities for bitumen and gas between Carboniferous coals from Donets Basin (Ukraine) and a Cretaceous coal from Sabinas–Piedras Negras Basin (Mexico) during artificial maturation in confined pyrolysis system, in M. Mastalerz and J.C. Hower, eds., Special Issue TSOP 2005. International Journal of Coal Geology, v 71, 85-102.

19) Alsaab D., ElieM., Izart A., Sachsenhofer R.F., Privalov V.A., Suarez-Ruiz I., L. Martinez (2008) - Comparison of hydrocarbon gases (C1-C5) production from Carboniferous Donets and Cretaceous Sabinas coals. International Journal of Coal Geology 74, 154–162.

20) Amir L., Martinez L.,Disnar J-R., Michels R., Vigneresse J-L., Robin C., Guillocheau F. (2008) -  Implication of spatial and temporal evolution of thermal parameters in basin modelling. Marine and Petroleum Geology 25, 759-766.

21) Alberdi M., Cavallaro A., Hernandez N., Dante E. ,  Martinez L.(2012) - Magmatic events and sour crude oils in Malargüe Area, Neuquen basin- Argentina. Sous presse à Marine & Petroleum Geology.