Tectonique des plaques et recherche des hydrocarbures. I

Tectonique des plaques et recherche des hydrocarbures.
I – Gisements pétroliers et bordures continentales.
Les conditions de formation et le dépôt de matière organique dépendent du positionnement géographique de
la zone de production, ainsi que des possibilités de sa conservation. Comme les plaques lithosphériques
bougent, les zones où se sont réalisés les dépôts peuvent avoir changé de position par rapport à leur
localisation initiale.
Formation du pétrole.
M.O
immature
0
Kérogène
initial
Fenêtre à
huiles
1
2
Huiles
4
Gaz
5
Profondeurs données à titre indicatif en raison du gradient géothermique
Résid
u
Km
Domaine du métamorphisme
Gaz secs
Gaz
3
humides
Le dépôt de la matière organique n’est
pas suffisant pour la formation de
pétrole.
Un
enfouissement
est
indispensable à l’accumulation et à la
transformation de la matière organique
en hydrocarbures. Ceci est possible
dans
les
zones
géologiques
particulières appelées marges passives.
Une marge passive correspond à la bordure immergée d’un continent. Constituée par la croûte continentale
amincie, elle comprend le plateau continental et le talus. On y observe la présence de nombreuses failles
normales, caractéristiques d’une tectonique en extension et une forte épaisseur de roches sédimentaires qui
témoigne d’un phénomène de subsidence (affaissement).
Marge passive
Marge passive
dorsale
sédiments
Croûte océanique
Manteau supérieur
sédiments
Croûte continentale
Marge continentale de Galice (Ouest de l’Espagne)
W 40
30
Dessin d’après profil sismique
20
10
E
- 2900 m
Distance (km)
- 3200 m
- 4500 m
Profondeur
(u.a.)
Tertiaire: turbidites - Cénomanien: calcaires et argiles (disposition
subhorizontale)
Socle granitique
Aptien-Albien : calcaires et turbidites
(disposition « oblique »)
L’histoire géologique du Golfe du Mexique illustre bien les conditions nécessaires à la formation des
gisements pétroliers :
A – une forte accumulation de matière organique favorisée par :
 Une position proche de l’équateur (forte productivité)
 Un apport important de matière organique au niveau du delta du Mississipi
 Un milieu relativement confiné
 Une période d’accumulation chaude (Jurassique)
 Une faible circulation marine.
B – un enfouissement de la matière organique en profondeur favorisé par :
 Un bassin sédimentaire de type marge passive résultant de l’ouverture du golfe du Mexique grâce à
une tectonique en extension
 Une forte épaisseur de sédiment (> 12 km)
 Une accumulation de sédiments le long des failles normales
Les marges passives type golfe du Mexique constituent des endroits de dépôt privilégié de la matière
organique. La matière déposée évolue lentement par « crackage » des molécules organiques pour former un
composé visqueux, sorte de « soupe » contenant des molécules d’hydrocarbures déjà formées et des
molécules organiques pas encore dégradées : c’est le kérogène. Au fur et à mesure de son enfouissement,
sous l’effet d’une augmentation de pression et de température, le kérogène se transforme en hydrocarbures
au sens strict.
II – De la matière organique au pétrole.
A – Conditions nécessaires à la formation des hydrocarbures.
Les hydrocarbures ont une origine biologique. Ils résultent d’une transformation de la biomasse
planctonique incorporée dans des sédiments. Cette transformation met en jeu des facteurs
physiques (augmentation de pression et de température) mais aussi biologique. En effet, des bactéries sont
responsables de l’élimination de l’azote et de l’oxygène de la matière organique contenus dans la matière
organique.
Selon la profondeur d’enfouissement, la matière organique se transforme en pétrole ou en gaz. Ainsi le
pétrole se forme dans une fourchette de profondeurs précise que les pétroliers qualifient de fenêtre à huile
et qui se situe entre 60 et 100°C, ce qui correspond à un enfouissement de 2 à 3 km.
B – Propriétés des roches des gisements.
La formation d’un gisement de pétrole nécessite la présence de différentes roches avec des propriétés
particulières :
La roche mère est la roche sédimentaire dans laquelle les hydrocarbures se forment. Ces derniers ayant une
faible densité, ils migrent naturellement vers la surface. Ils peuvent être perdus si rien ne les arrête dans leur
ascension ou être stoppés s’ils rencontrent une roche imperméable (argile par ex) appelée roche couverture.
Les hydrocarbures sont alors piégés pans une roche poreuse (sable par ex) appelée roche réservoir.
Les réserves de combustibles fossiles ne sont pas inépuisables. Ainsi les réserves de pétrole couvrent
environ 50 années de consommation mondiale au plus. Ce n’est donc pas une ressource énergétique de
l’avenir.