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Contenu du dossier :
• Corpus de documents explicatifs (doc 1 à doc 5)
• Kit de modélisation de piégeage de pétrole + Appareil photo/ vidéo.
• Simulation d’exploitation : http://philippe.cosentino.free.fr/productions/petrole/
NB : L’ensemble du dossier est disponible sous forme numérique
http://sciences-et-cetera.fr/energie-solaire-combustibles-fossiles/
Document 1 :La formation des gisements d’hydrocarbures
http://www.planete-energies.com/fr/medias/infographies/la-lente-formation-desgisements-d-hydrocarbures
Document 2 :Comparaison entre biomolécules et géomolécules
Document 2 : Ouvrir avec le logiciel Rastop les molécules suivantes :
-
Chlorophylle a (molécule végétale) ;
Porphyrine de vanadium ;
Deux molécules trouvées dans le pétrole
Phytane.
Document 3 :Formation et piégeage du pétrole
Document 3 : formation et piégeage du pétrole
immaturité
thermique
d’après schéma IFP (Institut français du Pétrole) et schéma p.37 dans ‘’Les Géosciences au service de l’Homme’’ –éditions Hirlé et ENS de
Géologie
fenêtre à huile
fenêtre à gaz
derrick et forage
roches couverture
roche mère
roches réservoir
pétrole dans une roche réservoir
« Il résulte de la dégradation thermique de matières organiques contenues dans certaines roches : les "roches mères" du pétrole.
Ce sont des restes fossilisés de végétaux aquatiques ou terrestres et de bactéries s’accumulant au fond des océans, des lacs ou
dans les deltas. Appelés "kérogène", ces résidus organiques sont préservés dans des environnements où les eaux sont
dépourvues d'oxygène, se mêlant ainsi aux sédiments minéraux pour former la roche mère. Pendant des dizaines de millions
d’années, de nouveaux sédiments vont continuer à s'accumuler, entraînant la roche mère à de grandes profondeurs.
Généralement entre 2500 et 5000 m et sous l’action des hautes températures qui y règnent, le kérogène se transforme (craquage
thermique) en pétrole liquide accompagné de gaz. A plus de 5000 m, le pétrole "craque" à son tour et se transforme en gaz. »
texte de l’IFP
http://sciences-et-cetera.fr/energie-solaire-combustibles-fossiles/
Document 4 : Propriétés des roches réservoirs
Un fluide peut, selon le type de roche, pénétrer : c'est la porosité de la roche. L'eau peut aussi traverser
complètement la roche : c'est la perméabilité de la roche.
La porosité est l’ensemble
des volumes de petites
tailles séparant les particules
constitutives d’un sol ou
d’une roche. Cette porosité
est occupée par différents
fluides (gaz, eau, pétrole).
Dans un sol, on évalue la
porosité totale en réalisant le
rapport du volume d’eau stocké sur le volume total de
la roche, multiplié par 100.
La porosité totale est la somme de ces deux
composantes ; pt = pe (porosité efficace) + cr
(capacité de rétention).
Plus la particule est de petite dimension, plus la
composante "pe" diminue et donc plus la composante
"cr" augmente.
Roches poreuses
pt (%)
pe (%)
Sable et gravier
Sable fin
Argile
25 à 40
30 à 35
40 à 50
15 à 25
10 à 15
1à2
Craie
10 à 40
1à5
Calcaire (fissuré)
1
à 10
Protocole :
Mesurer un volume d’eau de 250 mL et les verser sur
l’échantillon. Déclencher le chronomètre en même
temps (un élève verse l’eau, un élève déclenche le
chronomètre).
A intervalles réguliers dépendant de la vitesse
d’écoulement (toutes les 10 s par exemple), on lit sur
les graduations de l’éprouvette le volume d’eau écoulé
en fonction du temps.
La différence entre le volume d’eau versé et celui
qu’on a recueilli permet d’avoir une évaluation de la
capacité de rétention.
10 à 50
Comparaison de la perméabilité de deux roches :
La perméabilité correspond à la vitesse à laquelle
l'eau circule au sein de la roche.
Très simplement il est possible de comparer la
perméabilité de deux roches sédimentaires. Il s'agit de
mettre dans deux entonnoirs deux mêmes volumes de
roche et de verser le même volume d'eau, enfin de
comparer après un temps donné le volume d'eau
ayant traversé ces roches. (http://eduterre.enslyon.fr/eduterre-usages/nappe/html/scenarii/TP/tp1.htm)
Document 5 : Modélisation du piégeage du pétrole et de son extraction
1-Mise au point d’un dispositif expérimental (doc. 1)
-Au fond de 2 béchers, on dépose une couche de petits graviers (a), sur laquelle on
verse jusqu’à
ras-bord
de l’huilde colorée,
qui modélise le pétrole.
Document
5 :Zone
de prospection
détectée
à Créon
(33
France)
-On ajoute une couche de sable (b), puis dans l’un des béchers, une couche d’argile
(c) ou de pate à modeler. Dans ce dernier, on enfonce un petit tube de verre qui doit
traverser la couche d’argile, sans s’obturer (d).
-Dans les 2 béchers, on enfonce un tube (e) jusque dans la couche de graviers, que
l’on reliera à une grosse seringue pour injecter de l’eau.
2-Piégeage et exploitation du pétrole (doc. 2)
Pour simuler le piégeage du pétrole dans le sous sol, injectez lentement de l’eau,
directement dans les graviers via les tubes (e). Obersez le tube de dégagement (d)
dans le bécher avec argile.
http://sciences-et-cetera.fr/energie-solaire-combustibles-fossiles/