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COURS D’INGENIERIE DU PETROLE 1 PROGRAMME Chapitre 1 : Généralité sur l’ingénie

COURS D’INGENIERIE DU PETROLE 1 PROGRAMME Chapitre 1 : Généralité sur l’ingénierie du pétrole Introduction I/ Historique de l’ingénierie Pétrolière II/ Genèse du pétrole Chapitre 2 : Domaine d’application de l’ingénierie Introduction I/ Domaines aéronautique et aérospatiale II/ Domaines géologiques miniers et pétroliers III/ Domaines logistiques IV/ Domaines maritimes V/ Domaines nucléaires Chapitre 3 : Secteurs et profil de carrière de l’ingénieur pétrole A- Secteurs de l’ingénierie du pétrole I/ Ingénierie du forage II/ Analyse des échantillons III/ Ingénierie de production IV/ Ingénierie pétro-physique B- profil de carrière de l’ingénieur pétrole 2 CHAPITRE 1 : Généralité sur l’ingénierie du pétrole Introduction L’ingénierie c’est le domaine dans lequel la connaissance des sciences et techniques est appliqué de façon à utiliser correctement les matériaux et les forces de la nature. Le thème ingénieur désigne à proprement parler une personne qui possède les connaissances scientifiques vaste et précise et un savoir-faire en science pure appliqué, sanctionnée par des diplômes universitaires et de grandes écoles ; Aux côtés des ingénieurs ont trouvent également des personnes ayant la qualification de technicien, d’inspecteur, et de dessinateur, qui applique les compétences scientifique d’ingénierie pour résoudre des problèmes techniques. I/ Historique de l’ingénierie Pétrolière Les bases de l’ingénierie pétrolière ont été établies dans les années 1980 en Californie, à cette époque les géologues étudiaient les voies de communication entre les zones de production pétrolières et les nappes phréatiques puis en comparants les données d’un puits à un autre, pour éviter que l’eau ne pénètre sur les zones de productions. Cela a permis de montrer à quel point il est important d’appliquer les innovations techniques au développement des gisements pétroliers. En 1914, la société MME a fondé un comité technique spécifique pour intégrer les ingénieurs pétrole, cela a donc modifié le nom de cette société d’où American Metallurigical and Petroleum Ingineer (AMPI). Des cours sur la technologie pétrolière ont été introduits à l’université de PENNSYLVANIE en 1910. Ils intégraient une formation sur la législation relative au pétrole et au gaz naturel et sur les pratiques. En 1910, l’université attribuât le 1er diplôme d’ingénieur pétrole, c’est également en 1910 que le 1er cours en Ingénierie pétrolière ont été dispensé à l’université de BERKELEY. 3 En 1915, un circuit de 4 ans fut créé dans ce domaine. L’ingénierie du pétrole s’est concentrée sur les problèmes liés au forage comme l’établissement des points de tubages (canalisation utilisé pour le transport de pétrole) pour éviter l’entrée de l’eau et les fuites des produits pétroliers, l’ingénierie a permis de mettre en place des colonnes de tubages et l’amélioration des opérations mécaniques de forage et de pompage des puits. Dans les années 1920, les ingénieurs de l’industrie pétrolière ont cherché à améliorer la pratique de forage, et la conception des puits, en utilisant des tailles de colonnes de produits adaptées, ils ont conçu de nouvelles méthodes d’extraction artificielle principalement grâce à des pompes auxiliaires et par injection de fluides. On peut aller jusqu’à 40 % voire 50 % de récupérations avec ces nouvelles techniques. Ils ont étudié la façon dont les méthodes de productions influaient sur les proportions de gaz de pétrole récupérés, la technologie des fluides de forage était née, et le forage dirigé, ou dévié ou incliné devient une pratique rependue dans l’industrie pétrolière. Dans les années 1930, la crise économique qui a résulté des avancées technologique notamment dans les grands champs pétroliers (TEXAS) à obliger l’ingénierie pétrolière à se concentrer sur l’ensemble du système pétrole eau et gaz. L’étude de l’espacement max des puits dans un champ pétrolier a conduit au concept de l’ingénierie du réservoir. Au cours de cette période les mécanismes de forage et de productions ont été perfectionnés. Le taux de pénétration du forage, vitesse de forage à augmenter d’environ 100 % de 1932 à 1937. La petro-physique (détermination des paramètres physiques des fluides et des roches) à commencer à être utilise dans les années 1930. Vers 1940, le carottage électrique a été développé pour effectuer les estimations de saturation du pétrole et en eau dans les roches réservoirs. Après 1945, les ingénieurs pétrole ont continué à affiner leurs techniques d’analyse de réservoirs et de pétro-physique. Dans les années 1950, jusqu’à nos jours, l’évènement marquant a été : Le développement de l’industrie pétrolière en mer (off-shore). 4 Cette industrie à donner naissance à une nouvelle technologie avec l’utilisation de plateforme pétrolière fixe ou mobile. Des océanographes et des ingénieurs en construction naval se sont associés aux ingénieurs pétroliers pour instaurer des formes de productions des hydrocarbures. A ce titre des plateformes pétrolières se sont diversifiées on a ainsi construits des plateformes mobiles (autoélévatrices : self elevating), fixes (FPSO), des bateaux de forages semi-submersibles et submersible. II/ Genèse du pétrole Le pétrole est l’une des rares matières premières connues depuis l’antiquité. Déjà en 500 ans av-J-C l’on utilisait le pétrole comme combustible à Babylone et en Egypte. Dans de nombreuses civilisations le pétrole a été considéré comme une huile miraculeuse qui servait à des besoins thérapeutique et mystique ainsi l’origine du pétrole qui remonte à des centaines d’années est restée un mystère pour les scientifiques. Pour certains le pétrole était une sorte de rosée et pour d’autres l’urine et le sang des baleines mortes dans les océans. Ce pendant au cours des âges, deux hypothèses s’affrontent pour tenter d’expliquer l’origine du pétrole. III / Origine du pétrole 1- L’origine minérale Cette hypothèse s’appuie sur, les expériences du laboratoire d’obtention du pétrole par réaction de carbure de fer avec l’eau. Il s’agit des expériences du scientifique Russe MENDELIEV qui selon l’équation : 5 2FeC + 3H2O C2 H6 + Fe2O3 Carbure de fer + eau = éthane + trioxyde de fer MENDELIEV pensait que sous l’action de l’eau pénétrant par les fissures dans les profondeurs de la terre, et entrant en réaction avec les carbures de métaux en fusion, il se formerait des hydrocarbures gazeux (Ethane) qui remonterait vers le haut (60 à 100°C). Il pensait que la formation du pétrole et des gaz combustibles sont des processus long et continu qui se réalise jusqu’à nos jours. La théorie de l’origine minérale du pétrole a soulevé de long critique et beaucoup de contradiction, cela a donc entrainé le rejet de cette hypothèse dans le monde des scientifiques. Quelques critiques : Tous les gisements hydrocarbures se rencontrent dans les roches sédimentaires sauf dans les cas d’exception très rare ou les hydrocarbures sont rencontrés dans les roches cristallines (granites, basaltes.) Les réactions thermodynamiques des carbures de fer nécessites une température élevée pour tant aucun gisement hydrocarbures n’est rencontré dans les roches volcaniques ou métamorphique. La majeure partie des hydrocarbures se trouve dans les roches sédimentaires ou les températures sont toujours basses. La présence de chlorophylles, de matière organique dans le pétrole brut prouvent que les hydrocarbures sont d’origine organique. C’est ainsi que toutes ces critiques ont amené les scientifiques a adopté l’hypothèse de la matière organique. 1- Définition d’un bassin sédimentaire Un bassin sédimentaire est une dépression ovale ou circulaire, à fond plat ou concave et à flancs en pente douce, de dimension très variable (plusieurs dizaines de km²) qui a été ou qui est le lieu d’une sédimentation, se trouvant sur un continent ou à sa bordure. Les bassins sédimentaires sont les milieux d’occurrence du pétrole c'est-à-dire les milieux de génération et d’accumulation de pétrole. 6 2- Origine Et Formation Des Gisements d’hydrocarbures Aujourd’hui l’origine organique du pétrole est admise par tous les scientifiques sur la base des observations et du faites par les géologues et les géochimistes. Car elle est basée sur la constitution chimique du pétrole brut et du gaz naturel. En effet, les isotopes du carbone dans le pétrole sont analogues à ceux des matières organiques par la présentation des traces de chlorophylles et de matière organique dans le pétrole brut. a- Origine de la matière organique Le pétrole résulte de la décomposition de la matière organique (m.o) issue des débris végétaux (phytoplancton) et animaux (zooplancton) apporté des continents, contenus dans les sédiments déposés et accumulés par couches successives depuis les temps géologiques. Ces sédiments se sont compactées (expulsion de l’eau) et enfoncées (subsidence) donnant lieu sous l’effet de fortes températures à des transformations chimiques qui vont aboutir aux hydrocarbures liquides et gazeux. La matière organique est donc la matière première des hydrocarbures et elle est constituée de débris de microorganismes d’origine végétale (phytoplancton) et d’origine animale (zooplancton). b- Milieu de dépôt de la matière organique Toutefois, pour que la matière organique soit préservée et transformée en hydrocarbures, elle doit se déposer dans les environnements où des conditions minimales doivent régner. Ces conditions sont : - milieu pauvre en oxygène (milieu anaérobie) : milieu fermé et réducteur, donc protégé de l’action des bactéries aérobies ;qu’entendez-vous par bactéries anaérobies - milieu calme : très peu remanié de sorte à préserver la matière organique et les sédiments qui se déposent. En général, il s’agit des milieux aquatiques (fonds des mers, lacs, etc …) c- L’action des batteries Une partie de la matière organique lorsqu’elle se dépose est détruite par l’action des uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-d-x27-ingenierie-du-petrole.pdf