Du piège géologique au gisement exploitable
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Les gisements pétroliers ou gaziers exploitables occupent des volumes fermés créés par des déformations des couches géologiques. Ces volumes, appelés pièges, doivent être suffisamment grands pour que l’exploitation du soit économiquement viable.
© L. ZYLBERMAN / TOTAL - Analyse des images aériennes pour comprendre la géologie autour de Kampala (Ouganda).
Les roches réservoirs qui combinent et , ont la capacité d'accueillir une certaine quantité d'hydrocarbures et les roches couvertures, qui surmontent ces réservoirs, ont pour rôle de bloquer la migration verticale des hydrocarbures vers la surface.
Mais pour qu’un gisement pétrolier se constitue, il faut, en outre, que les hydrocarbures soient retenus dans un volume fermé étanche que l’on appelle le piège.
Qu'est-ce qu'un piège à gaz et à pétrole ?
Il existe deux grandes familles de pièges :
- les pièges structuraux, engendrés par les déformations des couches géologiques engendrées par le mouvement des . Les roches réservoirs se retrouvent parfois déformées jusqu'à créer un volume entièrement fermé. Ces pièges de type ont une forme de dôme et sont les plus courants ;
- les pièges stratigraphiques sont composés de couches sédimentaires qui n'ont pas subi de déformation tectonique. Une y enveloppe complètement une . C’est le cas par exemple, des dômes de sel qui font office de roche couverture.
À l'intérieur des pièges, se trouvent des hydrocarbures, mais aussi de l'eau résiduelle. Plus légers que cette eau, les hydrocarbures migrent au-dessus des nappes aquifères.
Les pièges à hydrocarbures peuvent contenir :
- seulement du pétrole accompagné de gaz dissous en quantité importante ;
- seulement du gaz accompagné de liquides appelés condensats, des hydrocarbures liquides légers ;
- à la fois du pétrole et du gaz. Dans ce dernier cas, le gaz, plus léger que le pétrole, est rassemblé dans la partie supérieure du piège.
Si ces réserves sont un jour exploitées, le gaz dissous dans le sera transformé en GPL (gaz de pétrole liquéfié, employé notamment comme ). Quant aux condensats, ils seront raffinés pour donner du (matière première en ) ou du kérosène (carburant utilisé en aviation).
La préservation des hydrocarbures
Une fois pris au piège, les hydrocarbures ne sont pas à l'abri d'éventuelles dégradations qui empêchent la formation du gisement exploitable.
À moins de 1 000 mètres de profondeur, l'accumulation d'hydrocarbures risque d'être infiltrée par des eaux de pluie (eaux dites météoriques). Or, ces eaux contiennent des bactéries et de l'oxygène qui entrent en contact avec le gaz et le pétrole. Cela déclenche des réactions chimiques qui transforment une partie des hydrocarbures en eau et en
.
Bactéries et oxygène attaquent en priorité les molécules hydrocarbures légères et moyennes. Au bout d'un certain temps, le pétrole initial est très dégradé : il ne reste dans le piège que des hydrocarbures lourds très visqueux, plus difficiles à exploiter que le pétrole non dégradé, ainsi que du gaz.
Au-delà de 1 000 mètres de profondeur, la température est dans la plupart des cas supérieure à 50 °C et les bactéries responsables de telles dégradations ne survivent pas. Mais s'ils ne sont pas menacés par les bactéries ou l'oxygène, les pièges situés en profondeur peuvent être soumis à des mouvements tectoniques similaires à ceux qui les ont parfois engendrés.
Ces mouvements affectant les roches peuvent générer des fractures ou des failles qui rendent le piège moins hermétique : ainsi parcourue de points de fuite, la roche couverture laisse les hydrocarbures s'échapper. Si elles sont plus violentes, les secousses tectoniques peuvent même détruire le piège en réduisant fortement ou en faisant disparaître sa fermeture.
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