GEOLOGIE-DU-PETROLE

GROUPE LOKO, ABIDJAN COTE D’IVOIRE
Institut Supérieur de Formation Professionnelle ISFOP
TANOH Yao Parfait, Technicien Supérieur en Mines-Géologie-Pétrole, 2012-2013
Email: [email protected]/ [email protected], Abidjan, Koumassi
Facebook: Parfait Yao
PROGRAMME
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA GEOLOGIE DU PETROLE
CHAPITRE II : PROCESSUS DE FORMATION DES HYDROCARBURES
CHAPITRE III : PROCESSUS DE REMPLISSAGE DES RESERVOIRS
CHAPITRE IV : ETUDE DU BASSIN SEDIMENTAIRE DE LA CÔTE
D’IVOIRE

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CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA GEOLOGIE DU PETROLE
Introduction
Notion de ressource énergétique : richesse ou moyen (ressource) dont on peut disposer.
Tandis que le terme énergétique est relatif à l’énergie qui elle-même traduit une grandeur
physique représentant la faculté que possède un système de corps de pouvoir fournir du travail
mécanique. On distingue traditionnellement l’énergie primaire c'est-à-dire consommée à
l’état brut et qui regroupe la totalité des combustibles minéraux (charbon, pétrole, gaz naturel)
et l’énergie secondaire résultant de la transformation physique d’une source d’énergie
primaire (englobant essentiellement le thermoélectricité et surtout les produits pétroliers
raffinés et accessoirement les gaz de hauts fourneaux). Cette énergie revêt diverses formes qui
peuvent se transformer entre elles. On distingue :
-l’énergie mécanique fournie par le travail d’une force,
-l’énergie géothermique fournie par une source de chaleur,
-l’énergie électrique fournie par l’activité électrique,
-l’énergie chimique fournie par les électrons,
-l’énergie nucléaire fournie par les rayonnements des longueurs d’ondes variables.
Sur le plan économique, la quantité d’énergie dont dispose l’homme pour ses besoins est un
facteur important pour définir le degré de développement économique qu’il a atteint.
L’utilisation de certaines sources d’énergie
. L’énergie géothermique qui fait appel à la chaleur issue des profondeurs de la Terre est
généralement utilisée dans les stations hydrothermales (Sauna).
. L’énergie marémotrice est une énergie mécanique qui met à profit les mouvements de
marrés pour le transport.
. L’énergie nucléaire exploite la fission (division d’un noyau atomique lourd en plusieurs
fragments légers) des noyaux lourds d’uranium ou de plutonium.
. L’énergie solaire généralement utilisée dans les chauffages domestiques. Cette forme
d’énergie est cependant difficile à capter, à concentrer et à conserver donc très chère.
I- DEFINITION
Le terme géologie du pétrole signifie au sens large géologie des hydrocarbures naturels qu’on
rencontre dans de nombreux pays du monde sous forme de gaz, liquide, semi-liquide, solide.
Le mot pétrole signifie huile de roche, qui était connu depuis l’antiquité. Les premiers puits
de pétrole ont été creusés il y a environ un millier d’année en Chine, mais l’essentiel des

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produits pétroliers qui étaient vendus sur le marché provenaient des suintements en surface
(écoulement en surface). La production faible au départ qui servait à l’éclairage uniquement
s’est vite développée avec l’avènement du moteur à explosion. Son importance et sa quantité
produite n’ont cessé de croître depuis. A côté de son rôle comme source d’énergie, surtout peu
après la seconde guerre mondiale, le pétrole est devenu la matière première la plus importante
d’une industrie de croissance rapide qui est la pétrochimie.
II- NOTION DE BASE DE LA GEOCHIMIE ET DE LA PHYSIQUE DU
PETROLE
1- Chimie
Du point de vue chimique, tout pétrole au sens large est un mélange très complexe
d’hydrocarbures (H et C) avec des quantités mineurs d’azote(N), d’oxygène(O) et de
soufre(S) considérés comme des impuretés. Le pétrole set un mélange d’hydrocarbures dans
lesquels les atomes d’ hydrogènes (H) et de carbones(C) forment un grand nombre de
structures moléculaires qui donnent naissance aux séries d’hydrocarbures dominantes.
a- Classification
On distingue généralement les paraffines, les aromatiques et les naphtènes.
.Les paraffines ont toutes des chaines saturées ouvertes avec la formule générale CnH2n+2.
Les gaz de la série paraffinique sont : le méthane CH4,l’éthane C2H6,le propane C3H8et le
butane C4H10.Les liquides de cette série sont : le pentane C5H12, l’hexane C6H14, etc. jusqu'à
des molécules à 20 atomes de carbone.la série paraffinique peut continuer jusqu’à 70 atomes
de carbone, ce sont des solides. Les paraffines solides peuvent poser des sérieux problèmes de
production et de transport par oléoduc (pipeline) car elle obstrue les tuyaux en se déposant sur
les parois.
.Les aromatiques ont des chaînes fermées non saturées ou des anneaux avec la formule
générale CnH2n-6. Exemple : le benzène C6H6.
.Les naphtènes ont des anneaux polycycliques saturés avec la formule générale CnH2n-12.
Exemple : La naphtaline C10H8
b- Structures moléculaires
Un hydrocarbure est saturé lorsque toutes les valences d’un carbone sont occupées par un
hydrogène. Les hydrocarbures saturés sont plus stables et moins réactifs.
2- Physique
Le pétrole brut refroidit mais sans gaz dissout est presque toujours un liquide assez foncé
(noir, brun, verdâtre) et visqueux à la surface. Sa viscosité souterraine est influencée par la
chaleur géothermique mais également influencée par la quantité de gaz dissoute.

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a- Viscosité
C’est la capacité qu’a un liquide à s’écouler sur une surface plane. La viscosité d’une huile
décroit lorsque la quantité de gaz dissout augmente et quand la température augmente. Cette
viscosité croit lorsque le nombre d’atome de carbone augmente, elle augmente aussi avec la
densité. Les huiles des réservoirs profonds ont tendance à être plus légères que celle des
réservoirs superficiels. Plus il y a du gaz en solution, plus la température est élevée et moins
basse est la viscosité. La viscosité se mesure avec un viscosimètre.
b- La solubilité
La solubilité des hydrocarbures dans l’eau est variable. Les hydrocarbures sont solubles dans
d’autres hydrocarbures, mais sont très solubles dans le chloroforme, le tetrachloroforme de
carbone et le disulfure de carbone.
c- La fluorescence
L’huile brute et les hydrocarbures sont fluorescents sous une lampe ultraviolette. La
fluorescence des hydrocarbures naturels est jaune àmarron tandis que celle des produits
raffinés est bleue àverte.
d- Caractère des mélanges
Le gaz naturel est en général un mélange de plusieurs hydrocarbures dont le plus prédominant
est le méthane. Ce gaz existe en subsurface soit comme une accumulation indépendante soit
en association avec de l’huile ou encore en solution dans l’eau de formation. Les
hydrocarbures solides sont relativement rares bien qu’en de nombreux endroits on en
rencontre en grandes quantités variables (sable bitumeux à Eboinda)
e- Kérogène
C’est un minéraloïde bitumeux, solide qui désigne les constituants organiques des roches
sédimentaires insolubles dans les solvants organiques et alcalins. C’est la forme la plus
répandue à la surface de la matière organique. Il est mille fois plus rependu que le pétrole et le
charbon et 50 fois plus que les bitumes dispersés dans les sédiments.
Du point de vue chimique, le kérogène est un complexe macromoléculaire composé de
noyaux cycliques condensés. C’est une matière intermédiaire entre le pétrole et le charbon. Il
peut se transformer partiellement en hydrocarbure sous l’effet de la chaleur pyrobitume.
Chimiquement, il diffère de l’huile brute par sa très forte teneur en oxygène et en azote qui
doit être éliminée avant que le kérogène puisse devenir du pétrole. Ce kérogène peut être une
substance primaire dans le processus de formation du pétrole ou un résidu après la genèse de
ce pétrole.

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III- ORIGINE DU PETROLE
Le pétrole et le gaz ont été découvert dans les terrains allant du début de l’ère primaire
jusqu’au milieu de l’ère tertiaire. Dans un champ ou gisement pétrolifère, les hydrocarbures
imprègnent sous une pression pouvant atteindre 175 kg /cm2et à des températures pouvant
atteindre 150°C, les interstices (vides) des sables ou des pores des calcaires ou des grès. Un
gisement pétrolifère est toujours localisé en un point singulier ou dans une anomalie naturelle
permettant au pétrole de se rassembler en un point haut sous une couverture imperméable
formant un piège. Le plus souvent il est surmonté d’une couche d’hydrocarbures gazeux et
surnage au dessus d’une couche d’eau salée. La couche de terrain sédimentaire à explorer peut
atteindre 15000m, mais les puits productifs les plus profonds ne vont pas au delà de 7000m.
L’épaisseur d’un gisement dépasse rarement une trentaine de mètre. La plupart des gens
pensent que la source principale est la matière organique enterrée dans les sédiments à grains
fins (argile) et la diagenèse de cette matière organique mène à la formation d’un
protopétrole.
Couche imperméable (piège)
Roche réservoir
Roche mère (matière organique enterrée)
Ce protopétrole est une sorte de kérogène résultant de l’action biologique (bactéries) et
thermocatalytique. Cette substance sera modifiée par l’environnement physique et chimique
avant et pendant jusqu’à devenir finalement du pétrole. Les milieux oxydants sont très peu
favorables à la conservation de la matière organique et dont à sa transformation en pétrole.
Des observations montrent que la matière organique végétale aboutit à des huiles cireuses
(paraffiniques) tandis que la matière organique animale aboutit à des huiles non paraffiniques.
La présence d’huile ou de gaz dépend de l’histoire diagénétique de la matière organique, la
température jouant un rôle important. Le problème de l’origine du pétrole n’est pas une
condition préalable à l’exploration pétrolière.
Marne
Grès
Argile