Main characteristics of the deep geothermal brine (5 km) at Soultz-sous-Forêts (France) determined using geochemical and tracer test data

Three deep wells (5000 m) have been drilled into a fractured granite basement at Soultz-sous-Forêts, within the Tertiary Rhine Graben, in order to develop a heat exchanger and produce electricity after the creation of an EGS reservoir. Very few analyses representative of the deep geothermal fluids are available because of frequent contamination by drilling fluids or injected waters. These indicate similar chemical and isotopic compositions (NaCl fluids) and high salinities (about 100 g/l) suggesting a common sedimentary origin and identical water–rock interaction processes at equilibrium temperatures close to 230 °C in a sedimentary rather than a granite reservoir. The latter would be situated closer to the Graben centre where the Triassic Buntsandstein formation is deepest and hottest. Tracer tests conducted after 2000 show that the deep native geothermal brine is omnipresent in the fluids discharged during the production and circulation tests. Its natural convective flux was estimated at 1–1.2 m3/h.

RésuméTrois puits profonds ont été forés dans un socle granitique fracturé à Soultz-sous-Forêts, dans le graben tertiaire rhénan, pour développer un échangeur thermique et produire de l’électricité, après la création d’un réservoir EGS. Parce que les fluides géothermaux profonds sont souvent contaminés par des boues de forage ou des eaux injectées, peu d’analyses représentatives sont disponibles. Celles-ci indiquent des compositions chimiques et isotopiques semblables (fluides NaCl) et des salinités élevées (environ 100 g/l), suggérant une origine sédimentaire commune et des processus d’interaction eau–roche identiques, à des températures d’équilibre proches de 230 °C, dans un réservoir sédimentaire plutôt que granitique. Ce dernier serait plus localisé vers le centre du graben où la formation triasique du Buntsandstein est la plus profonde et la plus chaude. Des tests de traçage menés après 2000 montrent que la saumure géothermale profonde est omniprésente dans les fluides produits pendant les tests de production et de circulation. Son flux naturel convectif a été estimé à 1–1,2 m3/h.