diaporama

TECTONIQUE DES PLAQUES
et recherche d’hydrocarbures
PLAN DU CHAPITRE
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
(Vidéo sur diapo suivante)
Quelles sont les conditions qui président à la
formation d’un pétrole ?
Quelles sont les conditions qui président à la
formation d’un pétrole ?
Le candidat volontaire pour répondre est au 5ème rang à gauche
par rapport à moi.
Quelles sont les conditions qui président à la
formation d’un pétrole ?
- La formation d’un pétrole est longue (échelle géologique : au
moins 2 Ma)
- Elle a lieu en domaine maritime
- Des micro-organismes (abondants) se déposent au fond des mers
en association avec des boues sédimentaires
- Il y a enfouissement des couches.
- A 4000m de profondeur la pression est importante et la
température est de l’ordre de 120°C
- Les déchets organiques prisonniers de la roche-mère se
transforment en liquide
PLAN DU CHAPITRE
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
Domaine maritime favorable
- La formation d’un pétrole est longue (échelle géologique : au
moins 2 Ma)
- Elle a lieu en domaine maritime
- Des micro-organismes (abondants) se déposent au fond des mers
en association avec des boues sédimentaires
- Il y a enfouissement des couches
- A 4000m de profondeur la pression est importante et la
température est de l’ordre de 120°C
- Les déchets organiques prisonniers de la roche-mère se
transforment en liquide
Domaine maritime favorable
Livre p. 174
?
?
?
Quel domaine ?
La première condition est que la biomasse soit importante
Domaine maritime favorable
A quel domaine maritime appartiennent les zones à fortes biomasses ?
Domaine maritime favorable
Livre p. 174
?
?
Domaine maritime favorable
Livre p. 174
La première condition est que la biomasse soit importante
Domaine maritime favorable
Livre p. 175
Les upwellings sont des remontées d’eaux profondes, froides,
oxygénées, riches en substances nutritives.
La production primaire est alors importantes et les décomposeurs
de matière organiques pullulent, mais ils épuisent le dioxygène, de
telle sorte que la matière organique sédimentant n’est plus
décomposée (le milieu est anaérobie).
La deuxième condition est que la matière organique soit conservée.
Domaine maritime favorable
Livre p. 174
- Les sédiments les plus riches en matière organique sont les argiles
en premier lieu, les boues calcaires ensuite.
Domaine maritime favorable
Bilan :
- La productivité primaire (donc les micro-organismes
planctoniques) est maximale dans les régions côtières, au niveau
des marges continentales (sur le plateau continental). L’apport de
nutriments par les fleuves et les mécanismes d’upwelling en sont
les raisons principales.
- Après leur mort, si les conditions de sédimentation sont
anaérobies, les restes de ces micro-organismes s’accumulent dans
des sédiments (les sédiments s’enrichissent alors en matière
organique). Les argiles étant les roches offrant la meilleure
accumulation.
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
Causes de l’enfouissement des couches
- La formation d’un pétrole est longue (échelle géologique : au
moins 2 Ma)
- Elle a lieu en domaine maritime
- Des micro-organismes (abondants) se déposent au fond des mers
en association avec des boues sédimentaires
- Il y a enfouissement des couches (rifting, extension, subsidence,
plissement, diagenèse).
- A 4000m de profondeur la pression est importante et la
température est de l’ordre de 120°C
- Les déchets organiques prisonniers de la roche-mère se
transforment en liquide
Causes de l’enfouissement des couches
Faille normale
ou inverse ?
Causes de l’enfouissement des couches
Livre p. 175
La sédimentation au niveau des marges passives : une tectonique
d’extension
Causes de l’enfouissement des couches
Livre p. 175
La sédimentation au niveau
des marges passives : une
tectonique d’extension
Causes de l’enfouissement des couches
La subsidence
Livre p. 175
Causes de l’enfouissement des couches
La subsidence
Causes de l’enfouissement des couches
Conséquences de l’enfouissement :
- La formation d’un pétrole est longue (échelle géologique : au
moins 2 Ma)
- Elle a lieu en domaine maritime
- Des micro-organismes (abondants) se déposent au fond des mers
en association avec des boues sédimentaires :
- Il y a enfouissement des couches (diagenèse, faillage, subsidence,
plissement).
- A 4000m de profondeur la pression est importante et la
température est de l’ordre de 120°C
- Les déchets organiques prisonniers de la roche-mère se
transforment en liquide
(Vidéo sur diapo suivante)
Quelle(s) nouvelle(s) question(s) est(sont)
soulevée(s) ?
(Le candidat volontaire pour répondre est au 3ème rang à droite)
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
Piégeage des hydrocarbures
- Le pétrole se forme dans une roche appelée roche-mère. Étant
peu dense; il à tendance à remonter vers la surface
- Sa remontée peut être bloquée par une roche imperméable appelée
roche-couverture
- Il s’accumule alors dans une autre roche que la roche-mère : la
roche-réservoir
- Dans cette roche réservoir, il y a des gaz ; en-dessous il y a le
pétrole ; en dessous, de l’eau. Cette répartition est liée à la densité
des composés.
Piégeage des hydrocarbures
Roche couverture
Roche réservoir
Roche mère
Piégeage des hydrocarbures
Une tectonique
compressive favorise
les plissements
Piégeage des hydrocarbures
Ainsi que les
failles… (faille
inverse ici)
Piégeage des hydrocarbures
Livre p.181
5 – RÉPARTITION DES GISEMENTS DE PÉTROLE DANS LE
MONDE.
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
(Vidéo sur diapo suivante)
Comment extrait-on le pétrole ?
Comment extrait-on le pétrole ?
Comment extrait-on le pétrole ?
(Le candidat volontaire pour répondre est au fond, au centre)
Comment extrait-on le pétrole ?
Comment extrait-on le pétrole ?
- Le pétrole est sous pression dans la roche-réservoir
- Un « trou » (un puits) libère les gaz, ce qui force le pétrole à
remonter
- Si la pression n’est pas suffisante, une pompe permet de le
récupérer
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
Tectonique des plaques et pétrole.
- Les marges continentales
actuelles ne sont pas celles
du passé (Pangée).
- En outre les variations
fréquentes du niveau des
mers dans le passé a amené
à des transgressions
importantes et des
régressions.
- Des zones continentales
actuelles ont été autrefois
des plateaux continentaux
(cas du Bassin de Paris, du
Bassin aquitain).
Tectonique des plaques et pétrole.
-. La reconstitution de
paléogéographies, dans le
cadre de la tectonique des
plaques permet d’envisager
les domaines maritimes
anciens présentant des
conditions optimales.
Tectonique des plaques et pétrole.
-. La reconstitution de
paléogéographies, dans le
cadre de la tectonique des
plaques permet d’envisager
les domaines maritimes
anciens présentant des
conditions optimales.
Tectonique des plaques et pétrole.
-. La reconstitution de
paléogéographies, dans le
cadre de la tectonique des
plaques permet d’envisager
les domaines maritimes
anciens présentant des
conditions optimales.
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.172
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.172
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.176
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.176
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.179
Tectonique des plaques et pétrole.
Livre p.181
5 – RÉPARTITION DES GISEMENTS DE PÉTROLE DANS LE
MONDE.
1 – QUELLES SONT LES CONDITIONS QUI PRÉSIDENT À LA
FORMATION D’UN PÉTROLE ?
2 – QUEL DOMAINE MARITIME EST FAVORABLE AU DÉPÔT
DE MICRO-ORGANISMES ?
3 – QUELLES SONT LES CAUSES DE L’ENFOUISSEMENT DES
COUCHES ?
4 – POURQUOI Y A T’IL PIÉGEAGE DES HYDROCARBURES ?
5 – COMMENT EXTRAIT-ON LE PÉTROLE ?
6 – LA TECTONIQUE DES PLAQUES AU SERVICE DE LA
RECHERCHE PÉTROLIÈRE
7 - LE GAZ DE SCHISTE
Gaz de « schiste »
Le gaz de schiste, également appelé gaz de roche-mère (ou plus
rarement « gaz de shale », de l'anglais shale gas), est un gaz naturel
contenu dans des roches marneuses ou argileuses (argilite ou siltite, selon
la granulométrie) riches en matières organiques, roches qui peuvent avoir
une structure litée de schiste.
Contrairement au gaz naturel conventionnel qui est retenu dans une roche
perméable permettant une exploitation facile, le gaz de schiste est piégé
dans les porosités d'une roche rendue imperméable par l'argile qu'elle
contient et est donc faiblement concentré.
Les couches d’argile dans lequel il se forme se trouvent à des
profondeurs comprises généralement entre 2 et 4 km et forme des bancs
de plusieurs centaines de mètres de long. Ce sont habituellement des
roches mères pétrolières à l'origine de gaz thermogéniques (l'action de la
chaleur et les pressions élevées convertissent le pétrole en gaz naturel).
Gaz de « schiste »
Schéma des différents types de sources géologique du gaz naturel. A Gaz
associé aux Gisements de Pétrole, B Gaz conventionnel non associé, C
Gaz de houille, D Gaz de réservoir ultracompact, E Gaz de schiste
Gaz de « schiste »
Roche couverture
Roche réservoir
Roche mère
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
Le gaz de schiste est exploité depuis des années (gaz conventionnel) dans
des schistes fracturés naturellement, mais la matrice rocheuse des
schistes présente une faible perméabilité (le gaz y est piégé dans les
pores ou des résidus de matière organique). L'exploitation commerciale à
grande échelle nécessite donc une fissuration artificielle de la roche,
voire l'utilisation de produits chimiques pour augmenter la perméabilité
du schiste et la désorption du gaz ; c’est la technique de fracturation
hydraulique. Le taux de récupération possible est de l'ordre de 20 à 40 %.
Gaz de « schiste »
Technique d’extraction par forage dirigé
Dans un forage dirigé le puits foré comprend une partie verticale destinée
à atteindre la bonne profondeur (entre 1 500 et 3 000 m) et une partie
horizontale longue de plusieurs centaines de m qui permet de drainer
dans sa longueur la couche géologique contenant le gaz. L'objectif du
forage horizontal est d'augmenter la surface du puits en contact avec le
gisement pour compenser la faible perméabilité de la roche. Dans le
schiste, un puits de ce type, malgré l'utilisation de la fracturation
hydraulique, ne permet de drainer qu'un volume de roche limité :
latéralement environ 150 mètres de part et d'autre du puits et
verticalement quelques dizaines de mètres (limité par l'épaisseur de la
roche mère). Il faut donc forer beaucoup plus de puits que dans le cas de
l'extraction d'hydrocarbures conventionnels.
Gaz de « schiste »
La fracturation hydraulique
La fracturation hydraulique consiste à provoquer avant la mise en
production du puits un grand nombre de micro-fractures (de l'ordre du
millimètre) dans la roche contenant le gaz, ce qui rend celle-ci poreuse et
permet au gaz ou à l'huile de schiste de se déplacer jusqu'au puits afin
d'être récupéré en surface. La fracturation est obtenue par l'injection
d'eau à haute pression dans la formation géologique en passant par le
puits horizontal. L'eau qui est injectée contient des additifs variés afin
d'améliorer l'efficacité de la fracturation : sables, biocides, lubrifiants,
détergents.
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
POUR OU CONTRE ?
Le coût total d'un seul forage s'élèverait entre 8 à 10 millions de dollars.
Il existe des incertitudes sur la rentabilité de leur exploitation d'autant
que la forte production aux États-Unis, liée à une demande de gaz
moindre a fait chuter le cours du gaz ;[
la densité de population est bien plus élevée en Europe, la sensibilité au
paysage et à l'effet de serre, ainsi que les réglementations sur
l'environnement, l'eau, l'air et la santé y sont bien plus contraignantes ;
le manque d'eau ou la vulnérabilité des nappes pourraient freiner le
développement de la fracturation hydraulique, qui nécessite d'énormes
quantités d'eau.
Gaz de « schiste »
Gaz de « schiste »
Ces activités industrielles ne sont pas confinées et concernent des régions
rurales habitées.
- La pollution de l’air (méthane, gaz d’échappement avec production de
particules de toutes tailles, d’ozone, de sulfure d’hydrogène) peut être à
l’origine d’une augmentation de la mortalité, de pathologies respiratoires
(asthme), de cancers.
- cette activité peut être responsable d’une pénurie d’eau de
consommation.
- les nappes phréatiques peuvent être polluées par les boues toxiques
produites par les forages, par le liquide de fracturation, mais aussi par le
méthane provenant des sites de fracturation.
- les liquides de fracturation employés peuvent contenir jusqu’à 1000
produits (agents de soutènement, réducteurs de friction, surfactants,
gélifiants, inhibiteurs de corrosion, antimousses…) dont certains sont
cancérogènes (benzène, formaldéhyde, naphtalène…), neurotoxiques
(aluminium, hexane, acrylamide, toluène, xylène…), ou toxiques pour la
reproduction (acide borique, toluène).
Gaz de « schiste »
Il est désormais urgent que les
citoyens fassent valoir le principe
de précaution et exigent que la
communauté scientifique et les
médecins s’impliquent dans
l’évaluation des conséquences pour
l’environnement et la santé afin que
chacun ait accès à une information
fiable et indépendante des lobbys
pétroliers et industriels.
TECTONIQUE DES PLAQUES
et recherche d’hydrocarbures