GEOLOGIE PETROLIERE
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D.MECIBAH ILYES
*Étape 3 : le kérogène subit une pyrolyse complète : À partir de 50 à 120 °C, le kérogène subit, en
anaérobie, une décomposition thermique : la pyrolyse. Dans un premier temps, cette décomposition
« extrait » l'eau et le CO2 du kérogène. Ensuite, les températures croissant continuellement, le
kérogène expulse des hydrocarbures liquides : le pétrole et le gaz "naturel". Chaque petit filet de
kérogène commence donc à produire des hydrocarbures. Plus le sédiment est profond (et donc plus
chaud), et plus la fraction de gaz est importante du fait d'une pyrolyse plus intense (en temps comme
en température), décomposant ainsi plus fortement le kérogène puis les hydrocarbures liquides eux-
mêmes. Il « suffit » de quelques millions d'années pour que le kérogène se transforme partiellement,
sous l'effet de la chaleur, en charbon ou pétrole, gaz, CO2 et eau.
C'est l'apparition du gaz, au fur et à mesure que le kérogène est porté à une température croissante
(résultant de l'enfouissement), qui finit par stopper la pyrolyse. La pression de gaz dans les petites
poches qui contenaient le kérogène initial augmente en effet dans les couches profondes (de plus en
plus chaudes), et lorsque cette pression devient suffisante pour vaincre « l'imperméabilité » de la roche
mère, la fraction liquide et la fraction gazeuse sont progressivement expulsées de la roche mère. L'âge
de la roche mère varie de 1 million à 1 milliard d'années au moment de la migration. Pour le pétrole,
l'âge le plus fréquent se situant aux alentours de 100 millions d'années.
*Étape 4 de l'évolution du kérogène : formation de combustibles :
a-Le charbon
Il est dû à une variété particulière de kérogène, qui se forme à partir de débris de végétaux dits
« supérieurs » (arbres, fougères, prêles, lycopodes ...). C'est un kérogène qui présente la caractéristique
d'être dominant dans le sédiment au lieu d'y être minoritaire. Le premier stade de sédimentation
conduit à la tourbe. Lors de l'enfouissement, la pyrolyse conduit ensuite à la formation de lignite, puis
de houille, puis d'anthracite, qui est du carbone presque pur, débarrassé de l'essentiel de son hydrogène
(et comme il s'agit d'un stade ultime de pyrolyse, l'anthracite est généralement le plus profond des
charbons). Comme pour les autres kérogènes, le charbon produit du pétrole et du gaz au cours de son
enfouissement, bien qu'en moindres quantités en ce qui concerne le pétrole. La formation de pétrole à
partir du charbon a lieu au stade houille, et le méthane formé s'appellera... le grisou.
b-Le pétrole
Chaque petit filet de kérogène a produit à peu près tous les hydrocarbures qu'il pouvait produire (il ne
reste quasiment plus d'hydrogène dans le sédiment). Sous la pression du gaz, « la migration primaire »
commence.
Après avoir été expulsés de la roche mère, les hydrocarbures, le gaz et l'eau entament alors une
« migration secondaire » : ils « suintent » le long des couches perméables qui jouxtent les couches
de roche mère (laquelle est généralement peu perméable, comme il est expliqué ci-dessus), en se
dirigeant vers la surface sous l'effet de la pression des couches de sédiment situées au-dessus.
Ces fuites de pétrole sont fréquentes, et comme elles peuvent provenir soit de roches mères, soit de
réservoirs déjà formés dont l'étanchéité est rompue, elles ont servi longtemps de marqueurs pour
trouver des gisements, au début de l'exploration pétrolière.
Pour qu'existe un gisement exploitable d'hydrocarbures liquides, il faut qu'ils se « concentrent »
quelque part avant de parvenir au sol, ce qui, pratiquement, nécessite qu'ils soient arrêtés dans leur
remontée vers la surface par un « piège ». En pratique, ce piège est une nouvelle couche
imperméable formant le plus souvent une espèce « d'accent circonflexe » au-dessus de la roche
poreuse dans laquelle le pétrole circule. Il peut s'agir d'une couche de sel, de marne, etc. À cause
de leur densité respective, l'eau expulsée de la roche mère vient se loger en dessous du pétrole, et