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1 Chapitre I Formation et exploitation du pétrole et gaz naturel Mery Chapitre

1 Chapitre I Formation et exploitation du pétrole et gaz naturel Mery Chapitre I: Formation et exploitation du pétrole et gaz naturel I. Définition et origine du pétrole: Le pétrole, du latin petra et oleum, soit « huile de pierre » est une huile minérale naturelle utilisée comme source d’énergie  Mélange d’hydrocarbures (H, C), associé à d’autres atomes principalement, S, N, et O  Source d’énergie, dite « fossile », un des piliers de l’économie industrielle: I.1.Définition:  Il fournit la quasi-totalité des carburants liquides, et est aussi fréquemment utilisé pour la pétrochimie (caoutchoucs, plastiques, textiles, chimie) 2 I.2.De la matière organique au pétrole  La transformation de la matière organique en pétrole s’échelonne sur des dizaines de millions d’années .  La matière organique est issue d’êtres vivants (plancton, végétaux, animaux, etc.).  Dans un environnement pauvre en oxygène, la matière organique est en partie préservée.  Elle se mélange ensuite à des matières minérales (particules d’argiles ou sables fins), créant ainsi des boues de sédimentation.  Celles-ci s’accumulent par couches successives sur des dizaines voire des centaines de mètres. 3 4 a) Formation du kérogène  A environ 1000m de profondeur sous le plancher océanique, la matière organique contenue dans les boues de sédimentation subit une transformation.  Aboutissant à la formation du kérogène  Il s’agit d’un composé solide disséminé sous la forme de filets au sein des sédiments, contenant surtout du carbone et de l’hydrogène b) Maturation du kérogène en pétrole  Le kérogène piégé sous les roches est soumis à des pressions et des températures géothermiques de plus en plus élevés.  À T> 60°C (1500 à 2000 m d’enfouissement) le kérogène subit un craquage thermique appelé « pyrolyse ».  Cette transformation élimine O et N résiduels, pour laisser H2O et CO2 et des hydrocarbures  Le mélange d’hydrocarbures liquides est appelé pétrole brut 6 II. Formation des gisements de pétrole  Le pétrole se concentre dans des réservoirs par des phénomènes de migration  Migration primaire le pétrole et le gaz issus du kérogène peuvent être expulsés de leur formation d’origine (roche mère), migrant alors vers la future roche-réservoir  Migration secondaire, de faible densité le pétrole expulsé remonte à la surface à travers les couches sédimentaires perméables 8 III. Classification du pétrole  Le pétrole est caractérisé selon l’histoire géologique de la zone où il est développé  La provenance géographique est un des critères de classification (Golfe Persique, mer du Nord, Venezuela, Algérie, etc.)  Autres critères de classification : viscosité, et teneur en soufre 10 III.1.Mesure de la viscosité:  4 types de gisement sont définis: léger, moyen, lourd ou extra- lourd, et bitume.  plus le pétrole est brut et visqueux, plus il est lourd  Un pétrole léger (peu visqueux), plus facile à extraire et à traiter qu’un pétrole lourd  Important pour déterminer la rentabilité du gisement  Les gisements de pétrole léger (gisement saharien): l’aspect du pétrole brute se rapproche du gazole  Les gisements de pétrole moyen (gisement du Moyen-Orient): la viscosité du pétrole brute est intermédiaire  Les gisements de pétrole lourd ou extra-lourd (gisement d’Amérique du sud): le pétrole brute ne coule pratiquement pas à température ambiante  Les gisements de bitume (gisement du Canada): le pétrole brute est très visqueux voire solide à température ambiante III.2. la teneur en soufre:  Faible teneur en soufre: pétrole doux, gisement en Afrique  Forte teneur en soufre: pétrole sulfuré, gisement en Amérique du Nord  Une faible teneur en soufre favorise le raffinage du pétrole. 14 IV.Techniques d’exploitations:  L’exploitation du pétrole se divise en deux étapes: 1) l’exploration pétrolière et la production 2) Le raffinage et la distribution. 1) l’exploration pétrolière et la production  l’exploration: consiste à rechercher des gisements. Géologues et géophysiciens y collaborent.  Après des études détaillées et en utilisant des techniques de repérage moderne (imagerie satellite, études géophysiques, études sismiques tridimensionnelles), l’emplacement théorique d’un gisement est déterminé.  Seul le forage peut certifier la présence du pétrole. 16  Le forage  Forer c’est-à-dire percer en profondeur afin de confirmer la présence d’hydrocarbure  Les installations se situent au-dessus du gisement, à la verticale de la poche supposée contenir du pétrole 18 (1) Fixation du palan (2) Derrick tour métallique de 30m de haut (3) Palan mobile (une sorte de double corde métallique très solide sous forme de poulie) (4) Crochet (5) Tête d’injection (6) Colonne d’injection de boue (7) Table de rotation entrainant les tiges de forage (8) Treuil (9) Moteur (10) Pompe à boue (11) Bourbier 19 Principe  Première étape, mise en place du Derrick de forage qui sert à introduire les tiges de forage (4), une chaine de tubes vissés les uns aux autres  Au bout l’outil de forage, le trépan (5), muni de dents ou de pastilles en aciers très dur  l’ensemble des tiges avec le trépan s’appelle le train de tige (1)  le tubage (3), cylindres creux en aciers posés en même temps que les tiges pour éviter l’effondrement du trou  Ciment (2), pour retenir le tubage 20  le trépan attaque la roche en appuyant mais surtout en tournant à grande vitesse  Il casse la roche, la broie en petits morceaux et s’enfonce petit à petit dans le sol  A mesure que l'on s'enfonce dans le sous-sol, on rajoute une tige de forage en la vissant à la précédente et ainsi de suite  Pour les roches très dures, les dents du trépan sont remplacées par d'autres outils de forage de différentes formes et de différents matériaux.  Par exemple pour les roches les plus résistantes c’est un outil monobloc incrusté de diamants qui est utilisé. 21  Fluide de forage, appelé aussi boue de forage, afin d’éviter que le trou se rebouche  Un circuit fermé permet de recycler la boue utilisée  La profondeur de forage varie entre 2000 et 4000 m. 23  24  La production  L’objectif est d’extraire le pétrole, le ramener à la surface pour le traiter et l’exporter  La durée de vie d’un gisement est de 15 à 30 ans, 50 ans pour les gisements géants  La mise en place d’installation à la surface pour traité le pétrole qui sera stocké puis exporté 25  Le pétrole brut n’est pas utilisé tel quel et nécessite une transformation : Le Raffinage.  Pour acheminer le pétrole de la zone de production à la raffinerie : Pétrolier ou tankers Oléoducs, ou pipeline 26  Pétrole et gaz de schiste 27 réserves mondiale de pétrole et gaz de schiste 2. Le Raffinage du pétrole  Est un procédés industriel qui permet de transformer le pétrole brut en produits finis  On distingue deux grand types de produits:  Les produits énergétiques : essence, diesel (gazole), fioul  Les produits non énergétiques : les lubrifiants, le bitume, et les naphtas utilisés en pétrochimie uploads/Geographie/ chapitre-i-raffinage.pdf