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Module de formation sur la prospection & l'exploration pétrolière Ce module vou

Module de formation sur la prospection & l'exploration pétrolière Ce module vous est présenté par l’Association Nigérienne des Diplomés et Étudiants du domaine petrolier ANDEP Avril 2020 PLAN Introduction 1. Objectifs 2. La naissance d’un gisement de pétrole 3. Fonctionnement technique ou scientifique 1. La prospection géologique en surface 2. La prospection géophysique en profondeur 3. Les forages d’exploration Conclusion INTRODUCTION Prospection et exploration pétroliere visent à découvrir de nouveaux gisements de gaz naturel ou de pétrole. Dans le passé, des caractéristiques de surface telles que des suintements de goudron ou des traces de gaz ont fourni des indices sur l’emplacement des dépôts d’hydrocarbures peu profonds. INTRODUCTION (suite) Aujourd'hui, une série de levés, commençant par une vaste cartographie géologique à travers des méthodes de plus en plus avancées telles que les levés sismiques passifs, sismiques réfléchissants, magnétiques et gravimétriques, fournissent des données à des outils d'analyse sophistiqués qui identifient l'emplacement des roches porteuses d’hydrocarbures. 1. OBJECTIFS L’objectif de la prospection est de localiser un gisement. L’exploration doit en vérifier l’existence et en évaluer l’importance et la qualité grâce à des forages dont l’emplacement est déterminé en associant géologie et géophysique 2. La naissance d’un gisement de pétrole Sa constitution est issue de la géologie sédimentaire d’un lieu et plus spécifiquement de la succession de trois phases : •la phase d'accumulation de matière organique dans les profondeurs lors de la sédimentation. Cette matière est essentiellement d’origine végétale. 2. La naissance d’un gisement de pétrole (suite) •la phase de maturation en hydrocarbures, moment où la matière se transforme avec l’augmentation de la pression et de la température. Elle est d’abord transformée en kérogène. A haute température, le kérogène subit une décomposition thermique, appelée pyrolyse, qui expulse les hydrocarbures. Plus le sédiment est profond et chaud, plus la part de gaz (hydrocarbures légers) est importante. 2. La naissance d’un gisement de pétrole (suite) • la phase de migration et piégeage : sous la pression croissante, une partie des hydrocarbures migre vers la surface de la terre, où elle s’oxyde ou subit une biodégradation. L’autre partie migre jusqu’à rester piégée dans une roche poreuse et perméable, source d’un futur gisement de pétrole, si le piège est fermé. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.1 La prospection géologique en surface Les caractéristiques géologiques des gisements pétroliers diffèrent en fonction de leur âge (de 5 à 400 millions d’années), de leur profondeur (de 1 à 10 km) et de leur thermique (la formation de l’huile se situant entre 60 et 150 °C) 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.1 La prospection géologique en surface(suite) Pour identifier les régions potentiellement pétrolifères, les géologues s’interrogent sur les points suivants : •Quelle est la nature des roches ? •Ont-elles été soumises à des conditions favorables à la création d’hydrocarbures ? •Ces hydrocarbures ont-ils pu migrer et être piégés par des couches imperméables ? 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.1 La prospection géologique en surface(suite) Les géologues dressent une carte du sous-sol à partir des informations obtenues en surface par examen des affleurements et dans les airs par photogéologie. Lorsqu’une zone favorable (prospect) est repérée par les géologues depuis la surface, c’est au tour des géophysiciens d’explorer le sous-sol. La sismique réflexion est la méthode principale des géophysiciens pour repérer des gisements potentiels de gas ou de pétrole aussi bien en offshore qu’en onshore. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.2 La prospection géophysique en profondeur 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.2 La prospection géophysique en profondeur(suite) sur terre (onshore), à partir d’un choc ou de vibrations sonores ébranlant le sol, on détecte par un réseau de géophones les échos réfléchis partiellement par les couches géologiques. On obtient ainsi une échographie 2D de la structure des couches prospectées. 3.2 La prospection géophysique en profondeur (suite) 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.2 La prospection géophysique en profondeur(suite) En mer (offshore), on produit l’onde sismique par air comprimé à haute pression et on recueille les échos sur des hydrophones flottants (flûtes), la couche d’eau étant considérée comme homogène. 3.2 La prospection géophysique en profondeur (suite) 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.2 La prospection géophysique en profondeur(suite) Pour passer en sismique 3D, on multiplie les flûtes et les angles de production des ondes sismiques pour permettre de construire des images du sous-sol en volume. Beaucoup plus onéreuse, l’imagerie sismique 3D est aussi beaucoup plus précise et permet de visualiser les volumes des gisements. En intégrant le facteur temps, on peut analyser l’évolution des gisements en cours d’exploitation en 4D. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration Après la prospection, le forage est la seule méthode pour confirmer la présence d’hydrocarbures et pour définir : •la qualité de l’effluent du puits (huile saturée de gaz? eau?) ; •la perméabilité du réservoir ; •la production potentielle et la quantité d’huile. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Forer consiste à percer l’écorce terrestre pour atteindre les zones pétrolifères, au-delà de deux kilomètres. Pour les gisements conventionnels terrestres, on fore généralement à la verticale mais des forages horizontaux sont pratiqués pour les gisements de grande étendue et de faible épaisseur. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) En mer, pour des raisons économiques, des forages orientés multiples sont effectués à partir d’une plateforme unique. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Dans un forage vertical classique, la tête de forage est un trépan doté de dents en acier très dur, parfois diamanté, mis en rotation rapide par un train de tiges creuses reliées à une tour verticale d’une trentaine de mètres de haut dans laquelle sont regroupés la table de rotation et les pompes d’aspiration et d’injection. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Au fur et à mesure de la descente du trépan, on visse en surface des tiges supplémentaires. Simultanément, on procède au tubage externe du forage par des cylindres creux en acier de diamètre supérieur au trépan que l’on gaine de ciment. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Pour débarrasser en permanence le fond du forage des débris de roche arrachés par le trépan, on injecte sous haute pression dans le train de tiges en rotation une boue fluide qui traverse le trépan et remonte par le tubage externe en entraînant les débris. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Cette boue est filtrée en surface, analysée et réinjectée dans le train de tiges. Au-delà de l’évacuation des débris, ce fluide équilibre la pression sur les parois du puits, lubrifie et refroidit le trépan et peut empêcher d’éventuelles éruptions. 3.3 Les forages d’exploration(suite) 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) La profondeur des trous de forage est habituellement comprise entre 2 000 et 4 000 m et peut atteindre 6 000 m. Lorsque des traces d’hydrocarbures sont détectées dans le fluide remontant en surface, on procède à un carottage avec un trépan spécial qui découpe un cylindre dans la roche. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Une fois remontée, cette carotte fournit des informations clés sur la teneur en hydrocarbures de la roche traversée. Si un gisement est atteint, le forage est arrêté. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) Des explosifs sont descendus pour percer le tubage et laisser le pétrole pénétrer dans le puits et remonter à la surface si la pression est forte. Une tête de puits est alors installée pour mesurer le débit et évaluer la productivité du gisement. 3. Fonctionnement technique ou scientifique 3.3 les forages d'exploration(suite) En cas de succès, d’autres forages sont réalisés pour en confirmer le potentiel. Puis viennent les multiples études économiques pour en estimer la rentabilité avant une décision de mise en exploitation. CONCLUSION La prospection/exploration va jouer un rôle déterminant dans l’avenir énergétique mondial qui est aujourd’hui incertain faute d’une vision claire sur les réserves réelles dont on dispose et sur l’extractabilité des hydrocarbures de roche-mère à des prix économiquement supportables. Dans le futur, les progrès techniques devront non seulement permettre de contenir les coûts mais surtout faire la preuve d’un impact environnemental acceptable. ANDEP, pour l'actualisation et le développement des connaissances. Merci à tous pour l'intérêt que vous porterez à ce module! uploads/Geographie/ prospection-amp-exploration-andep-1-pdf.pdf