Nous sommes le Ven 24 Nov 2017 17:42


Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Mathématiques, sciences humaines, anthropologie, écologie, biologie, génétique, médecine, ou encore philologie, linguistique, grammaire et autres. La vaste partie consacrée aux sciences dans leur ensemble, et dans leur unicité.

Modérateur: W4x

Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Jeu 12 Juil 2012 16:20

Mesdames essieux,


Petit tutoriel do-it-yourself sur comment chercher du pétrole


Disclaimer et mes excuses anticipées à ceux qui ont été véhéments dans le sujet contre le franglais, mais le fait est qu'il me manque beaucoup de vocabulaire français sur ce sujet. D'ailleurs même entre francophones, la terminologie anglaise est couramment usitée. Je m'y tiendrai pour tous les termes que je ne sais pas traduire en français avec exactitude.


Partie 1 Le pétrole c'est quoi ? On le trouve où ?

Tout le monde sait que le pétrole c'est du jus de viande de velociraptor décomposée. C'est pour ça que c'est plein d'énergie ! Bon en fait non, ce serait trop facile. Le pétrole, c'est surtout du bon terreau végétal écolo à la base.

Les hydrocarbures sont des résidus organiques, souvent de grandes forêts qui ont resplendi aux ères géologiques primaires et secondaires, accumulés dans des sédiments, qui sous l'effet de la pression et de la température se décomposent en molécules simples, en particulier des alcanes de différentes formes et longueurs, mais aussi beaucoup d'autres (aromatiques, alcènes etc...)

Parfois ces roches ont sédimenté sur place, mais le plus souvent les limons organiques ont été charriés par les rivières de l'époque et se sont accumulés, comme aujourd'hui, dans les lacs et mers de l'époque. Plus récemment, tout près de chez nous, une telle accumulation a eu lieu dans la Mer du Nord, très fermée, peu profonde, cernée de rivières, présentant des conditions propices.

Ces accumulations de sédiments riches en matière organique forment ce qu'on appelle la "roche source" (source rock).

Elles sont souvent poreuses mais très peu perméables (pores peu interconnectés). Au fur et à mesure que les roches sources se sont trouvées ensevelies sous d'autres roches et que la transformation de la matière organique a commencé, que les gaz et les liquides s'y sont formés, ces derniers ont pu, parfois, fuir vers les roches des couches supérieures. Ce processus de migration par lequel le pétrole fraîchement fabriqué quitte une roche relativement imperméable reste cependant très mal compris jusqu'à aujourd'hui.

Je disais donc, si les roches qui recouvrent la roche source étaient perméables, les hydrocarbures ont pu y circuler. Qui dit perméable, dit poreux. Or la nature a horreur du vide. Les pores des roches sous-terraines sont généralement emplis de saumure. La saumure ayant une densité supérieure aux hydrocarbures, ces derniers vont avoir tendance à tranquillement se faufiler vers le haut, tout doucement, comme les gouttes d'huile d'olive remontent dans l'eau et finissent par flotter.

Le plus souvent les hydrocarbures ne recontrent aucun obstacle en route, et vont tranquillement faire leur chemin vers la surface, quitte à prendre des chemins détournés le long des couches imperméables aux formes tortueuses qui les canalisent souvent sur un périple de plusieurs kilomètres. Arrivés à la surface, les hydrocarbures suintent là où ils peuvent puis se dispersent dans la nature où ils sont, lentement, digérés par des bactéries et réintègrent le cycle de la matière vivante. Au cours des époques géologiques, la plupart des réserves de pétrole ont ainsi été perdues. Evidemment ce processus se produit encore aujourd'hui. Ainsi par exemple en Azerbaïdjan, en Arabie, aux Etats-Unis, on peut voir des endroits où le pétrole suinte naturellement du sol et s'accumule en petites mares à la surface, ou irise les rivières.

Cependant, dans certains cas, le pétrole a été piégé de diverses manières dans le sous-sol. Le cas le plus simple à se représenter est celui d'un bouchon de roche imperméable concave au dessus d'un lit de roche perméable. Comme si on mettait un entonnoir bouché à l'envers par dessus un écoulement lent qui cherche à monter : le pétrole va s'accumuler dans l'entonnoir.

Image
(image : Encyclopaedia Britannica)

Parmis ces roches imperméables, l'une se démarque par son importance à l'échelle mondiale : le schiste. Le grès est perméable. Le schiste ne l'est pas. Les deux roches ont des compositions chimiques très proches et se forment ensemble. Le fait qu'on les retrouve souvent entremêlés et que leurs propriétés soient complémentaires conduit au fait qu'on trouve souvent des hydrocarbures piégés dans les pores du grès sous un bouchon de schiste. Le schiste, le bouchon, porte alors le nom de cap-rock, et le grès de roche réservoir, reservoir rock. Une autre combinaison courante est un réservoir en calcaire ou en dolomite, associé à un bouchon en anhydrites, ou même dans une roche de même nature géologique que le réservoir mais avec des pores moins connectés, et donc moins perméables.


L'image de l'entonnoir inversé correspond à certaines réalités, mais elle n'est pas la seule. Un autre mécanisme de capture très courant est observé dans les zones de failles, où des alternances de couches rocheuses inclinées ont glissé et forment des configurations équivalentes à l'entonnoir.

Image
(image : université de Sydney)


Enfin un troisième mécanisme très courant est celui de la capture par un dôme de sel.
Le sel est un matériau plastique. Sous la pression des grandes profondeurs (on parle de plusieurs kilomètres là), avec une densité souvent inférieure aux roches environnantes, il se déforme à la manière d'une grosse bulle d'air chaud et remonte très lentement vers la surface. Et le sel est imperméable. Donc si une couche de roches perméables dans laquelle circulent des hydrocarbures oriente leur parcours vers un dôme de sel, une poche d'hydrocarbures sera formée. Là encore une image vaut mieux que mille mots :

Image
(image : université du Wyoming)



Bref, l'important là dedans c'est que le pétrole ne se trouve pas dans de grands lacs sous-terrains
Le pétrole et le gaz sont contenus dans des roches qui, pour un oeil naïf, sont denses et parfaitement normales. Mais un certain degré de porosité, et une interconnection des pores, représentent des conditions favorables pour contenir des fluides et les laisser circuler en vue d'une extraction.

Image

Plus anectodiquement, il arrive qu'on trouve les hydrocarbures dans des réseaux de failles qui zèbrent (héhé) les roches plutoniques ou métamorphiques. Mais ces gisements sont peu importants à l'échelle mondiale.


Je développerai les parties 2 à 7 dans des messages suivants, durant les semaines qui viennent (y'a les vacances et tout, vais pas trop être devant des ordinateurs)

Partie 2 Repérage préalable, gravitométrique, magnétométrique, sismique, artefacts géologiques

Où tenter le coup ?


Partie 3 Forage, mud logging

OK, on tente le coup.


Partie 4 Wireline logging, logging while drilling (carottage électrique)

On a quoi, exactement, dans nos kilomètres de trou ?


Partie 5 Extraction

Hourra on a trouvé un truc. Comment on le sort ?


Partie 6 Anecdotes grandioses de l'histoire de l'exploration

Mieux (ou souvent pire) qu'au cinéma.


Partie 7 Les trucs merdiques pour économies désespérées : schistes bitumineux et gaz de schiste

Tristement destructeurs. Là où l'exploitation classique s'apparente à une petite piqûre anodine dans la croûte terrestre, ces ressources là seraient tantôt une énorme plaie ouverte, tantôt une intoxication insidieuse à base de produits chimiques toxiques.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Mlle Rose » Jeu 12 Juil 2012 18:32

héhé merci j'ai appris des trucs aujourd'hui!

Par contre une question me vient : si le pétrole est naturellement "digéré" par les bactéries pourquoi est-ce grave quand il y a des marées noires et toussa toussa ? Le trop par rapport au trop peu de bactéries ? Et si on faisait des largages géants de bactéries au-dessus des nappes de pétrole flottantes ça marcherait ? (bon en fait ça fait 3 questions :angel4: ).

J'attends la suite pour savoir si je vais pouvoir me faire des couilles en or avec ma petite production de pétrole maison quand y'en aura plus :P :2deg
Ils ne sont grands que parce que nous sommes à genoux. E. de la Boétie
NB : Je ne réponds pas aux questions perso en mp, je manque cruellement de temps pour ça et déteste répondre aux gens à l'arrache. Donc... merci d'éviter :f:
Avatar de l’utilisateur
Mlle Rose
 
Messages: 12696
Images: 86
Âge: 38
Enregistré le: Mar 1 Fév 2011 13:56
Présentation: ici
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Jeu 12 Juil 2012 22:13

Mlle Rose a écrit:Par contre une question me vient : si le pétrole est naturellement "digéré" par les bactéries pourquoi est-ce grave quand il y a des marées noires et toussa toussa ? Le trop par rapport au trop peu de bactéries ? Et si on faisait des largages géants de bactéries au-dessus des nappes de pétrole flottantes ça marcherait ? (bon en fait ça fait 3 questions :angel4: ).


Les réponses sont oui, oui et oui. On dira pas que ch'uis un mec chiant après ça ! :mrgreen:
Les bactéries qui métabolisent le pétrole font partie du biotope installé près des fuites naturelles, pas sur les lieux des marées noires accidentelles. De plus, comme tu dis, les quantités sont sans proportions. Les fuites dans les rivières en amérique du nord font quelques irisations, quelques trucs un peu pâteux qui flottent dans les bras morts, rien à voir avec les 37000 tonnes que l'Erika a lâchées d'un coup.
Cela dit, ces bactéries sont effectivement multipliées en labo et introduites dans les mers souillées, pour aider au nettoyage après une première passe mécanique et l'utilisation de tensioactifs (pour ne pas dire du savon...).

Enfin chuis pas spécialiste de tout ça moi, là c'est un peu de culture générale :-)

Mlle Rose a écrit:J'attends la suite pour savoir si je vais pouvoir me faire des couilles en or avec ma petite production de pétrole maison quand y'en aura plus :P :2deg


Les couilles, même en or, te siéraient mal.
Dans ton secteur, si t'es complètement immorale, tu peux essayer de gratter du schiste... Si toi t'es pas immorale, d'autres le seront à ta place un jour, malheureusement.
Par contre, l'huile végétale, on peut faire plein de trucs sympas avec ! Avec le biométhane aussi. L'avantage du méthane par rapport à l'huile, c'est qu'on est moins tenté de s'en servir pour faire des sauces de salade, des massages ou de tout saponifier pour occuper une après-midi de louze.

La partie 2 est celle que je maîtrise le moins (pas du tout en fait :mrgreen: ), donc cella sera vite écrite demain, en guise d'apéro avant le plat de résistance des parties 3 et 4 !
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar vimes » Ven 13 Juil 2012 08:47

J'attendais le moment où tu évoquerais la baguette de sourcier... :D1

Ça a (presque) rien à voir mais tu as dit que le sel était imperméable. Mais il se dissout dans l'eau? Donc il est imperméable au pétrole seulement?

(considérons que je soye une pôv' naufragée des sciences! :pirate: )
"Cessez de vous identifier à ce qui vous limite."
Witold Gombrowicz, Ferdydurke
Avatar de l’utilisateur
vimes
 
Messages: 177
Âge: 32
Enregistré le: Sam 7 Avr 2012 00:06
Localisation: vortex
Présentation: ici
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Ven 13 Juil 2012 08:56

vimes a écrit:Ça a (presque) rien à voir mais tu as dit que le sel était imperméable. Mais il se dissout dans l'eau? Donc il est imperméable au pétrole seulement?


Tu peux voir ce sel comme une roche compacte, comme sur les lampes à sel.
Oui il se dissout dans l'eau. Mais souvent, dans le sous-sol et surtout près des dômes de sel, l'eau est déjà saturée en sel. Cette eau est dix fois plus salée que l'eau de mer. Elle ne peut plus dissoudre le sel, il n'y a plus de place entre les molécules d'eau pour ajouter encore des ions chlorure et sodium. Comme si toi tu te retrouvais face à un velociraptor qui a déjà l'estomac plein, il ne t'attaquerait peut-être pas. Sauf que la chimie est plus prévisible que les velociraptors.

(je parle de l'eau en profondeur là, pas des nappes phréatiques qui se prélassent à quelques dizaines de mètres de la surface et qui, elles, sont souvent de l'eau douce)
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar vimes » Ven 13 Juil 2012 10:48

Le Renard a écrit: Comme si toi tu te retrouvais face à un velociraptor qui a déjà l'estomac plein, il ne t'attaquerait peut-être pas. Sauf que la chimie est plus prévisible que les velociraptors.


Je vais finir par croire que xkcd c'est TOI! ^^

Évidemment si je tombais devant les velociraptors du film King-kong de Jackson j'aurais aucune chance puisque ces cons préfèrent courser des petits bonhommes armés alors qu'ils viennent de se prendre un carambolage de bons diplodocus bien dodus et bien morts sur la tronche. :-|

Le Renard a écrit:es hydrocarbures sont des résidus organiques, souvent de grandes forêts qui ont resplendi aux ères géologiques primaires et secondaires, accumulés dans des sédiments, qui sous l'effet de la pression et de la température se décomposent en molécules simples


J'imagine que les forces en jeu sont gigantesques mais est-il possible de les provoquer artificiellement ou le coût d'une telle opération n'en vaudrait pas la chandelle?
"Cessez de vous identifier à ce qui vous limite."
Witold Gombrowicz, Ferdydurke
Avatar de l’utilisateur
vimes
 
Messages: 177
Âge: 32
Enregistré le: Sam 7 Avr 2012 00:06
Localisation: vortex
Présentation: ici
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Ven 13 Juil 2012 18:31

vimes a écrit:Je vais finir par croire que xkcd c'est TOI! ^^


C'est trop d'honneur :-)


vimes a écrit:J'imagine que les forces en jeu sont gigantesques mais est-il possible de les provoquer artificiellement ou le coût d'une telle opération n'en vaudrait pas la chandelle?


Les pressions dans ces roches sont de quelques centaines à quelques milliers de fois la pression atmosphérique. Avec des moyens industriels ont sait faire. A ces pressions la température modeste entre 60°C et 150°C brise les molécules organiques, et ce phénomène est utilisé à échelle industrielle notamment dans le craquage (rien à voir avec les nerfs).

Mes connaissances sont trop limitées pour expliquer pourquoi on ne transforme pas ainsi du compost en pétrole.
Je me hasarderai à dire que c'est probablement parce qu'il faut du temps. Les roches sources subissent un processus qui dure des dizaines de millions d'années.
Je ne sais pas avec certitude. Peut-être qu'on a un chimiste dans la salle qui peut nous expliquer ça :-)



(désolé, je n'ai pas écrit la partie 2 aujourd'hui ; journée speed au taf + temps d'internet consacré à un truc prioritaire... lundi :-) )
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Lun 16 Juil 2012 10:56

Partie 2 : où tenter le coup ?

Dans la partie 1, j'ai présenté un aperçu de la manière dont le pétrole et le gaz naturel s'installent dans le sous-sol. Ces connaissances ont été développées dans le courant du XXème siècle, nourries par l'expérience pratique. La connaissance d'abord superficielle puis de plus en plus approfondie de la géophysique des hydrocarbures a permis finalement de développer des méthodes d'exploration ciblée, pour forer aux endroits où les chances de succès sont élevées. Mais il n'en a pas toujours été ainsi.

Les pionniers du début du XXème siècle ont foré à l'instinct. Les premiers foreurs ont employé des méthodes proches de la so(u)rcellerie ( :P )avec un succès mitigé, de préférence dans les régions où des épanchements de pétrole avaient été observés à la surface. Cependant au départ personne n'était capable d'expliquer pourquoi un forage faisait jaillir l'or noir, quand un autre un peu plus loin restait sec. Les forages sont longtemps restés un peu aléatoires. On les appelait des wild cats, des chats sauvages.

Puis des observations empiriques ont été correlées avec les succès rencontrés. Dans certains coins du Texas, on a remarqué qu'en forant autour de certains gros monticules qui déformaient le paysage, on trouvait plus facilement des choses intéressantes. On ne savait pas encore, alors, que ces monticules étaient formés pas la poussée de gros dômes de sel très proches de la surface, et que, comme vu en partie 1, les dômes de sel font de bons pièges à hydrocarbures.

Durant la même période, des mecs ont essayé de voir si on pouvait corréler la découverte de pétrole avec d'autres phénomènes physiques en surface, invisibles aux yeux. De nombreuses expériences ont été faites. Deux méthodes ont donné les résultats les plus probants : la gravimétrie, et la magnétométrie.
A ces époques, les forages étaient très peu profonds. Deux à trois-cent mètres tout au plus. Des formations géologiques aussi proches de la surface influencent le champ de gravité terrestre, et le champ magnétique. Je suis, à mon niveau, incapable d'expliquer comment les résultats des mesures étaient exploités à l'époque pour décider où les forages seraient tentés. Quoi qu'il en soit, de grands champs de pétrole ont été découverts grâce à ces méthodes.

La gravimétrie et la magnétométrie sont aujourd'hui toujours employées comme première passe, car elles permettent de couvrir des surfaces énormes à très peu de frais. On accroche une sonde derrière un petit avion, on met autant d'essence qu'on peut dans les réservoirs, et on le fait quadriller une zone de travail. En quelques heures on obtient une carte du champ de gravité ou du champ magnétique d'une région.

(magnétomètre monté à l'arrière d'un petit avion)
Image


Mais les progrès dans le traitement du signal électrique ont méné au développement de la méthode reine pour chercher des zones potentiellement intéressante. Une méthode qui en géophysique est aux précédentes ce qu'en médecine l'IRM est au stéthoscope : l'exploration sismique.

(dit en passant, il y a dans le sismique et dans le wireline -partie 4- de fantastiques métiers à faire quelques années, pour jeunes surdoués célibataires en manque d'aventure)

Où je vais expliquer dans un instant le point commun entre ces drôles de camions et les espèces de casseroles que ce bateau traîne derrière lui :

Image

Image

Chacun sait que de nombreuses formes d'énergie ou de signal sont des ondes : la lumière, le son... Une onde qui passe à l'interface entre deux matériaux différents subit en général une réflexion partielle. Ainsi le soleil se reflète à la surface de l'eau, mais une partie de sa lumière continue sous l'eau, et va se refléter sur le fond. C'est ainsi qu'en se plaçant au dessus d'une mare propre et calme on peut voir à la fois le ciel, le fond de l'eau, et les poissons qui y nagent.

Le son fait pareil. Tout le monde sait que l'écho est le retour de la première réflexion d'un son contre la paroi d'un tunnel ou d'une montagne, l'équivalent du ciel qui se reflète à la surface de l'eau. Mais le son continue aussi dans la montagne et se reflète à la sortie de l'autre côté, de même que la lumière continue à travers l'eau et se reflète sur le fond. Ce second écho est bien trop atténué pour que nous le percevions. Mais si on pouvait envoyer un son assez fort, et avoir des oreilles assez sensibles, on entendrait le son qui se reflète à la sortie de la montagne, et en comptant comme quand on compte le temps entre un éclair et le tonnerre, on pourrait déduire l'épaisseur de la montagne. Mieux, le son se reflète sur chaque couche géologique. On pourrait en déduire combien de couches géologiques il y a, et où elles sont.

Si on poussait l'imagination un peu plus loin et que, comme les chauve-souris et les dauphins, nous étions capables de nous représenter la forme des objets à partir des échos qui reviennent, un son violent et des oreilles ultra-sensibles nous laisseraient voir le nombre, la position et la forme des couches géologiques derrière la falaise qui nous renvoie l'écho.

Il est facile d'imaginer maintenant qu'au lieu de brailler contre une falaise, on braille vers nos pieds, vers le sol, vers les couches géologiques enfouies là où nous nous trouvons.
On sait faire ça. C'est l'analyse sismique. Concrètement c'est un genre d'échographie géante qui sonde la croûte terrestre sur des kilomètres de profondeur.


Le son violent est produit de différentes manières. Historiquement on utilisait de la dynamite. Elle est toujours employée aujourd'hui pour les explorations techniquement peu exigeantes, parce que très bon marché et facile d'emploi. Mais de nos jours deux autres méthodes sont employées également car elles offrent un meilleur contrôle de la forme de l'onde envoyée sous terre et permettent donc de causer des schémas de réflexion plus complexes, plus à même de sonder des formes géologiques biscornues, et de révéler les gisements difficiles à découvrir manqués par le passé.

A terre, on utilise des camions vibreurs. Ceux de la photo. Le camion pose un gros pied par-terre, sous son milieu, et vibre sur une fréquence d'onde choisie.

En mer on utilise des "canons à air", où de l'air sous pression est violemment relâché dans l'eau pour produire l'onde sismique. Le bateau de la photo en traîne derrière lui. Il traîne d'autres trucs aussi dont je vais parler toute-de-suite après. Pour la petite histoire, les ondes utilisées en sismique marine ont des longueurs qui n'affectent pas les petits poissons. Par-contre elles peuvent faire éclater les poumons des gros cétacés. Pour éviter cela, avant de commencer une mesure, on éloigne les baleines, en envoyant "pour rien" des chocs très faibles, puis de plus en plus intenses. Les cétacés incommodés se barrent loin du bruit. J'ai assisté à ça sur une petite plateforme d'exploration en Mer du Nord, et les mecs y tiennent, malgré le fait que l'utilisation de la plateforme coûte dix-huit mille dollars par heure. Ca s'appelle "whale watch".


Voilà pour le son violent. Pour les oreilles sensibles, on utilise des géophones (ou, en mer, des hydrophones), les petits machins oranges par-terre sur la photo.

Image

Les géophones sont nombreux, laborieusement disposés en réseau complexe avec un positionnement extrêmement précis par une équipe de spécialistes, peu importe la difficulté du terrain : montagne, jungle, désert.... On balance une onde. Le réseau de géophones enregistre l'écho de différents points-de-vue sur une vaste zone, puis on démonte le tout, on se déplace un peu et on recommence. De point en point, on finit par obtenir assez de données pour produire ce genre d'images

En mer, c'est moins fastidieux : le bateau avance tout-seul en traînant ses canons à air et ses réseaux d'hydrophones pré-montés, dont la position dans l'eau est contrôlée et ajustée en permanence automatiquement et avec une grande précision par des ordinateurs.

Image
(image : Compagnie Générale de Géophysique)

L'échelle verticale est le plus souvent en millisecondes, et non-pas en mètres. En effet le rapport entre les deux correspond à la vitesse des ondes, qui dépend de la nature des roches, qu'on ne connaît pas encore.

Malgré cela, les images produites parlent énormément à un spécialiste. On y voit la forme de toutes les couches rencontrées. On y décèle facilement les formes où l'on sait désormais que le pétrole aime s'accumuler : les dômes, les failles etc... (cf partie 1).

Les techniques modernes de traitement du signal permettent de produire des images tridimensionnelles du sous-sol à plusieurs kilomètres de profondeur !

Image

Ce sont là des paysages enfouis depuis des centaines de millions d'années qui sont ramenés à notre connaissance. Je trouve pour ma part une grande poésie à celà... surtout quand, dans la partie 4, je vous montrerai comment les méthodes de wireline permettent de voir les galets laissés là par les rivières préhistoriques...


Voilà. Le sismique montre la forme des choses. C'est énorme. Un expert en la matière peut déjà prodiguer un avis très pertinent pour des points de forage à tenter à partir de ces informations. Plus que ça, à partir d'un seul point de forage qui donnera une connaissance précise de la nature des roches et des fluides qu'il traverse, on peut connaître la forme et la nature des couches rocheuses sur une zone immense. Car il n'importe pas seulement de savoir s'il y a des ressources, mais aussi comment elles sont réparties, et comment on va pouvoir les exploiter. Cela dit, il est encore un peu tôt dans mon histoire pour parler de ça, et j'y reviendrai dans la partie 5.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Mlle Rose » Lun 16 Juil 2012 12:11

C'est toujours super intéressant.

Ils ont pas essayé de faire ça pour retrouver l'Atlantide ? :P (désolé je cherche quelque chose de spirituel à dire, mais n'ayant aucune connaissance sur ce sujet, je trouve pas :D )
Ils ne sont grands que parce que nous sommes à genoux. E. de la Boétie
NB : Je ne réponds pas aux questions perso en mp, je manque cruellement de temps pour ça et déteste répondre aux gens à l'arrache. Donc... merci d'éviter :f:
Avatar de l’utilisateur
Mlle Rose
 
Messages: 12696
Images: 86
Âge: 38
Enregistré le: Mar 1 Fév 2011 13:56
Présentation: ici
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Lun 16 Juil 2012 12:31

Mlle Rose a écrit:Ils ont pas essayé de faire ça pour retrouver l'Atlantide ? :P


Tout le monde sait déjà que l'Atlantide est dans le triangle des Bermudes et que c'est leurs centrales nucléaires qui font couler les bateaux.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Mer 18 Juil 2012 09:18

Avant de passer au vif du sujet, je pose un peu l'ambiance. Le forage et les métiers qui gravitent autour sont juste un univers à part, peuplé de gens anormaux qui forment une société parallèle. Quelques photos montrent facilement pourquoi.



Image
Un rig flottant.

Rig désigne en franglais les plateformes de forage mobiles, comparativement petites (et plutôt inconfortables), tandis que platform désigne les espèces d'immenses (et douilletement civilisées) villes construites à demeure sur pilotis au dessus des grands gisements, et qui servent aussi à pomper et conditionner les hydrocarbures avant de les envoyer à terre. Parfois platform désigne aussi une tête de puits inhabitée.
L'exploration, par nature, est l'affaire des rigs.


Image
Des roughnecks sur le drill-floor, où ils passent typiquement douze heures sur vingt-quatre, en poste de jour ou de nuit. Le rig ne dort jamais. Ces mecs là racontent rarement à leur mère le vrai quotidien de leur travail :mrgreen:
Attention, sol glissant... le drill-floor est couvert de boue de forage.

Au milieu entre eux on distingue à peine la tête du forage, entourée de cette petite plaque ronde : la table rotative.
En haut à droite de l'image on voit un stock de tronçons de tige de forage, prêtes à être vissées par dessus celles qui descendent progressivement dans le trou.


Image

Les genre de situation qui pend au nez des équipages de rigs. Dans un univers de 40 mètres de côté coupé du monde, entre les risques d'explosion, les masses en mouvement qui circulent au niveau des têtes, les gaz toxiques rejetés par l'écorce terrestre, ou tout simplement le sol glissant et plein de trous, les équipages développent rapidement un sens alerte de la sécurité. Selon l'opérateur du rig, l'instinct des troupes est aiguisé une ou plusieurs fois par semaine par des entraînements variés.








Partie 3 : le forage


Une fois le repérage effectué, on n'a plus d'excuse pour tourner autour du puit : il faut se salir les pattes de devant, et aller voir pour de bon ce qui se passe sous la terre. On fore un trou étroit (moins de 40 cm de diamètre typiquement, avec un diamètre qui décroît avec la profondeur) et souvent, de nos jours, de plusieurs kilomètres de long, pour atteindre la couche rocheuse ciblée. Les forage d'exploration sont en général verticaux ou faiblement déviés, le but étant de traverser des couches rocheuses variées pour voir ce qu'on y trouve. Les forages qui auront, en cas de découverte, vocation à faire des puits actifs en production peuvent avoir, eux, des trajectoires biscornues qui suivent la forme des gisements.

Image



On creuse un forage parfois en grattant à la façon d'une pelle, mais plus souvent en brisant les roches par écrasement. Un trépan, généralement de type "tri-cône", est monté au bout d'un tube qu'on appelle la "tige de forage". Pour ne pas éluder les détails, le trépan est en fait associé à quelques gadgets montés juste derrière, pour le centrer, le stabiliser, parfois mesurer des choses au fond du trou, ou parfois un moteur hydraulique pour prendre les virages, mais tout ça n'est pas crucial pour comprendre l'histoire.

Un poids important est appliqué sur l'ensemble, et la tige est mise en rotation depuis la surface, entraînant le trépan. Ses cônes roulent sur les roches, qui se font concasser la tête par les petites dents en matériaux durcis. Dans le même temps, un fluide est envoyé avec un fort débit à travers la tige de forage. Le fluide est éjecté avec une forte pression par des buses au niveau du trépan, et remonte dans un violent courant ascendant entre les parois fraîches du puits et la tige de forage, en entraînant vers la surface les débris de pierres concassées.


Image

Image


Au fur-et-à-mesure que le forage s'approfondit et que l'ensemble descend, de nouvelles section de tige de forage sont ajoutées à la surface pour allonger l'ensemble, rythmant le ballet des roughnecks qui vissent les tronçons de drill-pipe les uns par dessus les autres. Quand on veut faire remonter tout le bidule, c'est le contraire : on dévisse, on range, on remonte, on dévisse, on range, on remonte... dans un puits aux profondeurs contemporaines il faut des heures rien que pour ressortir la tige.


Le fluide qu'on injecte dans le puits est appellé la "boue de forage" (drilling mud). C'est un élément crucial à beaucoup d'égards. A tel point qu'il y a sur place une espèce de sorcier super qualifié dont le seul boulot est de boire des cafés et de s'occuper de la composition chimique de la boue. Il porte le nom rigolo de mud-engineer.
Cette boue a essentiellement deux rôles. Le premier rôle est de faire remonter les débris de roches concassées par le trépan. Le deuxième rôle est de tenir en échec les "fluides de formation", c'est à dire l'eau salée sous pression, les gaz et le pétrole contenus dans les formations rocheuses traversées par le forage. On touche là à un point délicat : le blow-out, l'éruption du puits.

Si on se contentait de faire un trou, vu la densité des roches qui pèsent sur les poches de fluides sous-terrain, dès lors qu'on atteindrait l'une d'elles, le liquide sous pression remonterait à la surface avec une violence inouïe. Dans les bandes-dessinées on voit le pétrole qui gicle au ciel en témoignage de succès. Dans la vraie vie, un tel évènement est catastrophique. La plateforme peut être détruite par la violence du jet, et les gens à bord avec. A fortiori lorsque tout cela s'enflamme ou explose à la surface.

Pour éviter le blow-out, on contrôle la densité de la boue, pour que sa pression en profondeur soit la plus proche possible de la pression des fluides sur place, afin que les fluides de formation ne se précipitent pas dans le trou. C'est pas simple, voir impossible à réussir parfaitement. En pratique, par prudence on va lester la boue pour que sa pression soit un peu supérieure à celle de fluides de formation (forage over-balanced), mais l'inconvénient à cela est que la boue envahit alors la roche réservoir. Ca s'appelle "l'invasion", "lost-circulation". La boue peut boucher les pores des roches et polluer les fluides. Alors dans les formations particulièrement sensibles à la contamination, on leste moins la boue, pour laisser les fluides de formations s'échapper dans le forage de manière contrôlée (forage under-balanced), mais ceci entraîne une grande complexité technique à la surface et complique beaucoup le travail.
De nombreuses autres contraintes influencent la boue. Par exemple, il est évident qu'en creusant à travers un dôme de sel, on ne va pas utiliser une boue à base d'eau douce, afin de ne pas causer une dissolution trop importante du sel autour du forage, qui peut entraîner un affaissement de terrain, qui parfois se propage ensuite tout-seul et peut modifier le paysage sur des kilomètres (cf deux évènements incroyables dans la partie 6...). La boue sera alors soit à base de saumure, soit à base d'huiles.
Bref, mud-engineer c'est tout un métier.


Un autre mec important qui vit les mains dans la boue, c'est le mud-logger, littéralement le mec qui tient le "journal de la boue".
Lorsque la boue revient à la surface elle est tamisée pour en retirer les débris de coupe. Ces derniers sont éliminés, tandis que la boue est recyclée et repart pour un tour dans le forage.
Le mud-logger est un géologue qui vient faire son marché parmis les débris éliminés. Il emporte ceux qui lui tapent dans l'oeil et va les examiner dans son laboratoire de bord. A partir de là, il produit le mud-log, un graphique qui décrit les géologies rencontrées en fonction de la profondeur estimée du trépan.

(un exemple de mud-log réel ; profondeur en pieds, 16000 pieds c'est un peu plus de 5 kilomètres)
Image

Le mud-log est un grand pas en avant : ça y est, on sait concrètement ce qu'il y a sous nos pieds. Lorsqu'on recoupe ce document avec les résultats d'analyse sismique, on obtient déjà une belle image des couches géologiques de toute une région. Les géologues peuvent alors s'éclater à reconstituer l'histoire des cailloux de la zone, et peuvent s'enflammer avec les yeux brillants à vous convaincre du caractère incroyable d'un détail du mud-log, mais ne pas s'intéresser du tout aux poches d'hydrocarbures découvertes à 1000 mètres de là. Les géologues sont des rêveurs. Une fois j'en ai un qui s'est endormi sur mon épaule au boulot...


Le mud-log est important, mais loin d'être suffisant. Les débris concassés sont trop abîmés, trop mélangés, les profondeurs trop peu précises, pour être exploitables. L'étape suivante est l'intervention d'une équipe wireline (les plus beaux-gosses et les mecs les plus sympas qu'on puisse rencontrer sur un forage, ça peut toujours servir de le savoir), qui rejoue une version high-tech de "Voyage au Centre de la Terre" en envoyant au fond du trou des sondes de mesure géophysique. Je détaillerai ça dans la partie 4.

Une fois que les wireliners ont fini leur boulot, on va se dépêcher de stabiliser le puits, car il reste un risque qu'il s'effondre. D'abord on va y enfiler de longs tuyaux de métal, le casing (traductions françaises variées et toutes imprécises... "tubage", "annulaire"...). Puis entre le casing et les roches, on va injecter du ciment. Le ciment... cimentera le tout en place, et surtout il isolera les différentes zones de fluide les unes des autres. Les écolos diront "c'est cool", mais la motivation première des gens qui ont inventé ces techniques il y a longtemps était surtout d'éviter que de l'eau salée se mélange au pétrole :mrgreen:.

Une fois tout cela terminé... on recommence ! On prend un trépan de diamètre plus faible, et on fore la section suivante...

Image


Si jamais l'exploration est non-concluante, le puits sera "P&A" : plugged and abandonned. On cimente tout le forage, et on s'en va. Au contraire si c'est concluant, on pourra, selon les conditions économiques et techniques, envisager d'affiner la connaissance de la zone puis de l'exploiter. Rendez-vous dans la partie 5 ;)
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Ven 20 Juil 2012 16:15

Début de vacances. La suite se fera un peu attendre.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Louise » Sam 21 Juil 2012 07:54

Merde j'arrive à la bourre. Mini aparté : Moi j'ai bossé dans une boîte qui avait potentiellement des bactéries bouffeuses de pétrole. Bé euh, globalement, y'en a pas tant que ça (en tous cas des pas génétiquement modifiées), on peut pas dire que ça court les rues hein, on était très courtisés par l'institut du pétrole... Alors celui qui en trouve et qui sait les faire pousser et peut les revendre.. lui aussi se fait des couilles en or.

Bon je retourne lire la suite. (merci au fait, j'apprends plein de trucs)
Avatar de l’utilisateur
Louise
 
Messages: 883
Âge: 39
Enregistré le: Mer 28 Mar 2012 07:43
Localisation: Somewhere over the rainbow
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: Si vous avez une petite heure devant vous...
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Pellucidar » Mer 25 Juil 2012 14:56

Merci pour ce travail.

[spoil]Une vidéo qui parle du pétrole et bien d'autres choses. ICI
Je le crois, j'ai peut-être tord.[/spoil]
"I don't think I'm easy to talk about. I've got a very irregular head. And I'm not anything that you think I am anyway." Syd Barrett
Avatar de l’utilisateur
Pellucidar
Jamais sans mon Verre en Verre
 
Messages: 645
Images: 1
Âge: 49
Enregistré le: Mar 27 Sep 2011 17:44
Localisation: Lyon
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: obsolète
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Mer 25 Juil 2012 15:28

Solenn a écrit:Merde j'arrive à la bourre. Mini aparté : Moi j'ai bossé dans une boîte qui avait potentiellement des bactéries bouffeuses de pétrole. Bé euh, globalement, y'en a pas tant que ça (en tous cas des pas génétiquement modifiées), on peut pas dire que ça court les rues hein, on était très courtisés par l'institut du pétrole... Alors celui qui en trouve et qui sait les faire pousser et peut les revendre.. lui aussi se fait des couilles en or.


Merci pour l'info de première main. Et tu sais dans quelle mesure elles sont utilisées dans le nettoyage de résidus de marée noire ?


Pellucidar a écrit:Une vidéo qui parle du pétrole et bien d'autres choses. ICI


Génial, génial, génial !
Ce mec est génial. Où comment démonter simplement beaucoup de blabla avec quelques chiffres et des cadres posés clairement. Merci.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Louise » Mer 25 Juil 2012 16:38

Celles sur lesquelles ma boîte bossait n'étaient pas encore utilisées, c'était une boîte de R&D qui bossait sur les bactéries qui poussent dans les milieux extrêmes (hypersalinité, pH au extrême, pression ou températures de malade, forcément elles ont intérêt à développer des mécanismes de survie ou des molécules un peu fofolles).

En pratique, le but dans le monde de la bactérie déchetophile étant d'en trouver une inconnue au bataillon, de la breveter dans le domaine du possible, et de se faire des couilles en or (bis )avec. Ou, au pire, d'en trouver une qui évite de devoir payer celles qui sont brevetées et propriété d'autres. Ça c'était le côté déprimant.

Comme ça a jamais abouti de façon poussée avec l'institut du pétrole, je sais pas trop comment elles sont utilisées...
Avatar de l’utilisateur
Louise
 
Messages: 883
Âge: 39
Enregistré le: Mer 28 Mar 2012 07:43
Localisation: Somewhere over the rainbow
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: Si vous avez une petite heure devant vous...
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar TourneLune » Mer 25 Juil 2012 18:12

En même temps, je pense que celui qui aurait la bonne idée de relâcher dans la nature une bactérie vraiment efficace pour bouffer le pétrole... hum quoi...

Une petite pensée pour MAd MAx huhu ^^

Edit: je regarde la vidéo, c'est long c'est chiant, on a le choix qu'entre taille mini et maxi mais c'est super intéressant....
Ca pourrait bien être très rapidement le bordel en fait...
Pour les mp qui ne sont pas à caractère personnel, merci d'envoyer vos messages au groupe " modérateurs globaux", ce sera plus efficace ;)
Avatar de l’utilisateur
TourneLune
 
Messages: 11492
Images: 367
Âge: 38
Enregistré le: Mar 1 Fév 2011 13:50
Présentation: Ici
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Yazzay » Mer 8 Aoû 2012 21:25

Merci pour ces belles explications et pour cette video fantastique

Les commentaires du super ingé sont moins flippantes que les mines larguées des gens de l'assemblée.
Avatar de l’utilisateur
Yazzay
 
Messages: 20
Âge: 44
Enregistré le: Jeu 19 Juil 2012 18:56
Localisation: Là où on ne me cherche pas
Profil: En questionnement
Test: MENSA

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Sandre » Ven 17 Aoû 2012 14:31

vidéo et exposé géniaux, merci.
Sandre
 

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Aïnoa » Mer 22 Aoû 2012 01:09

La suite! La suite! La suite!
Les vacances sont finies non? :wink:

Merci!!
"L'image que l'on donne, N'est pas toujours la bonne. Volent, volent, les hirondelles,
Même les beaux plumages, Peuvent être une cage" Les Cowboy Fringants
"Ni dieu, ni maître -même nageur" Jean Yann
Avatar de l’utilisateur
Aïnoa
Bras de fer
 
Messages: 2636
Images: 216
Enregistré le: Lun 28 Nov 2011 21:13
Localisation: Nulle part... si loin...
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: Un des plus beaux villages de France...
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Jeu 6 Sep 2012 22:10

Bon les braves, il est temps que l'histoire continue.

Les gars du sismique se sont secoué le poil, les foreurs ont foré, le mud-logger a joué avec la boue et en a, comme nous dans le bac-à-sable de nos 5 ans, tiré des conclusions pompeuses : "j'ai trouvé un trésor". Maintenant il n'y a pas de temps à perdre il faut passer à la suite : chaque minute d'un rig coûte cher.

Partie 4 wireline

Le pétrole est connu depuis longtemps. Il était probablement un ingrédient du "feu grégeois" des byzantins. Plus près de nous, après la renaissance, le pétrole était utilisé comme lubrifiant pour les roues de charettes ou de carosses, ou encore dans les pharmacopées d'avant la médecine moderne. Et en France, à l'époque, on n'avait pas seulement des idées, on avait aussi du pétrole. Par exemple, en Alsace, le champ de Pechelbronn a été exploité du 18ème siècle jusque dans les années 1960.

A la fin des années 1920, à Pechelbronn, les frères Schlumberger expérimentèrent une idée nouvelle. Ils introduisirent dans un forage un appareil de leur invention, qui mesurait la résistivité électrique des roches sur les parois du forage. Cet appareil était accroché au bout d'un long câble qui le treuillait sur une partie de la longueur du puits. Le résultat fût un graphe de la résistivité électrique des couches rocheuses à travers 150 mètres de croûte terrestre. De même qu'une carotte de glace prélevée dans un glacier permet de voir les différentes couches de glace d'un coup d'oeil, on appela cette technique le "carottage électrique".

Image

On constata que le graphe, après interprétation par des gens suffisamment érudits, donnait des informations précieuses quant à la nature des roches et à la présence ou non de pétrole dans chacune des couches (j'y reviendrai plus bas), avec une idée assez précise de la profondeur que l'on pouvait mesurer en comptant le nombre de mètres de câble déroulé.

La technique fut améliorée. On trouva le moyen de mesurer de plus en plus de choses en passant. Le contrôle de profondeur devint une science. Le désuet "carottage électrique" céda la place au "wireline", plus facile à prononcer, surtout au Texas où les frères Schlumberger vendirent leurs services.


Retour au présent...zzzzap !

Le wireline est devenue l'oeil à l'intérieur du forage. Les sondes sont des laboratoires de géophysique télécommandés qui peuvent mesurer des centaines de grandeurs physiques, et effectuer des dizaines d'actions à plusieurs kilomètres sous terre.

Mais la base est restée inchangée. A l'extérieur, on installe un treuil. Le câble est un peu spécial : il contient sept conducteurs électriques qui permettent d'envoyer aux sondes l'énergie nécessaire à leur fonctionnement, de leur communiquer les instructions pour leur faire effectuer les actions attendues, et de recevoir les données qu'elles récoltent. Sur le treuil on note ce bras qui tient le câble et en mesure le défilement afin de connaître la profondeur de la sonde avec un maximum de précision (en tenant compte de l'étirement élastique du câble, qui est très significatif, vu les profondeurs de plusieurs kilomètres et les tensions de plusieurs tonnes au niveau du treuil). Derrière le treuil, la cabine héberge l'ingénieur et le conducteur de treuil, et surtout une armoire de systèmes électroniques. Parfois ceci est monté sur un camion.

Image


Les sondes sont de longs tubes bardés d'électronique, de capteurs et de mécanismes variés, qui peuvent se faufiler dans le forage. Chacun des segments assure des mesures différentes, et on combine ces segments en fonction des données attendues. L'assemblage se fait sur le "drill floor", à l'entrée même du forage, la longueur totale d'une sonde assemblée pouvant dépasser les 50 mètres.

Image

La sonde est assemblée et préparée en surface. Au tout dernier moment, les éventuelles sources radioactives embarquées sont placées à bord, les éventuels explosifs sont armés, et le bouzin est vite envoyé sous-terre avant d'irradier ou exploser les gens à la surface.


La sonde est en général envoyée à relativement grande vitesse jusqu'au fond du forage, puis on déploie ses capteurs et les mesures sont faites en remontant l'ensemble à vitesse lente et régulière à travers la zone de travail. Et voici quelles sont ces mesures...


La radioactivité naturelle des roches
C'est la base. Toute roche, comme quasiment toute matière naturelle, est faiblement radioactive. Au sommet de la plupart des assemblages, on place un détecteur très sensible de radioactivité naturelle. Il a deux rôles.
Le premier est de mettre en évidence les schistes (cf en partie 1 pourquoi les schistes tiennent une place importante dans la recherche d'hydrocarbures). Les schistes sont très largement plus radioactifs que la plupart des autres roches, et le détecteur à scintillation s'affole en leur présence.
Le second rôle de ce détecteur, plus subtil et plus important encore, est de donner une signature radioactive de chaque endroit à l'intérieur du forage, exactement à la manière de la dendrochronologie. Cela permettra de retrouver très précisément un endroit lorsqu'on reviendra plus tard. On appelle ça "le graphe de corrélation". En effet la mesure de profondeur a une répétabilité de deux pour mille, mais sur un puits moderne cela n'est pas suffisant. Avec 2/1000, à six kilomètres de profondeur on a une précision de douze mètres. Or parfois, on vise une cible de cinquante centimètres.
La simple mesure de profondeur ne serait pas assez précise. Par contre, en corrélant la signature radioactive en temps réel avec celle observée lors de passes précédentes, on peut retrouver très exactement ce qu'on voulait.


La forme du trou
C'est con, mais c'est la base aussi. Les sondes les plus simples déploient un bras qui mesure le grand diamètre du forage. Plus souvent, on déploie 4 à 8 bras qui permettent de voir la forme (ovalisée ou non), les éboulements... les foreurs aiment voir s'ils ont fait du bon boulot, et s'ils doivent s'attendre à des problèmes avec des roches rebelles. La forme du trou est aussi un paramètre dont se nourrissent les calculateurs qui analysent les autres informations.


La réaction des roches face à une émission de rayons gamma
La radioactivité naturelle est une chose.
Maintenant, on peut stimuler les roches. On les bombarde de rayons gamma produits par une source embarquée au Cesium-137, et on regarde ce qui revient vers un autre détecteur. Plus la roche est dense, plus elle fait perdre d'énergie au rayonnement de haute énergie ("effet de diffusion Compton"), exactement comme les os humains absorbent plus de rayons X que les tissus mous. Une bonne calibration du détecteur permet de connaître ainsi la densité des roches. Accessoirement, une analyse du spectre renvoyé en faible énergie permet aussi de connaître certains aspects de la lithologie.


La réaction face à une émission de neutrons
Les neutrons sont des particules qui font la même taille et ont la même masse que les protons. Pourquoi c'est intéressant ? Parce que un noyau d'hydrogène ne contient qu'un proton, et rien d'autre.
Imaginez une boule de billard. Si on l'envoie contre un truc beaucoup plus lourd qu'elle (comme la table de billard) elle va rebondir et conserver sa vitesse. Mais si on l'envoie contre une autre boule de billard de masse comparable, elle va ralentir et transmettre son énergie.
Les wireliners jouent ainsi au billard nucléaire. Grâce à des minitrons ou à des sources Americium-Beryllium, ils envoyent des neutrons dans les roches et regardent comment ils reviennent. S'ils ont rencontré des noyaux d'hydrogène, ils reviennent fatigués.
Pourquoi est-ce qu'on s'intéresse à la présence d'hydrogène ? Fastoche. L'hydrogène est présent dans l'eau, et dans les hydrocarbures. Pas dans les cailloux. Si les neutrons reviennent essouflés, c'est qu'on a trouvé un fluide, même si on ne sait pas encore lequel.
Moyennant un petit tour de passe-passe mathématique, les résultats de ces mesures, combinées aux informations connues sur la densité de la roche et la lithologie, permet de calculer assez précisément la porosité des cailloux. Là ça devient utile !


La résistivité de tout ça
OK, on sait si la sonde passe devant une zone porteuse de fluides. Mais le plus gros de la croûte terrestre contient surtout de l'eau salée. Comment sait-on qu'on a autre chose ? Encore une fois, trop fastoche : on mesure la résistivité électrique. L'eau salée conduit vachement bien l'électricité. Le pétrole ou le gaz sont plutôt isolants. Selon les conditions de travail, on mesure la résistivité en faisant directement circuler un courant alternatif autour de la sonde, ou bien en induisant un courant via un champ magnétique, et en mesurant le champ magnétique déphasé induit par le courant induit par le premier champ magnétique... bref c'est un peu le bordel, mais à un moment il faut faire confiance aux professionnels :mrgreen: Dans le cas où la mesure de résistivité révèle des hydrocarbures, un rapide coup d'oeil à la densité permet de faire très facilement la différence entre du gaz (léger) ou du pétrole (lourd).

Allez, dernier détail... vous vous rappelez que le forage est plein de boue de forage ? La boue n'a pas la même résistivité que les fluides naturellement présents. Or les appareils qui mesurent la résistivité sont capables de faire des mesures à différentes distances du trou (jusqu'à 2 mètres dans les roches, ou plus). Si la boue de forage s'est introduite dans les pores du "réservoir", on verra ainsi apparaître un dégradé de résistivité à différentes distances du trou de forage. C'est un signe de la mobilité des fluides, et donc qu'on a un truc plus ou moins exploitable.


Pour résumer, les mesures de base suivent cette logique :
- on mesure la densité des roches avec des rayons gamma.
- avec une mesure complémentaire à base de neutrons, on en déduit si elles sont porteuses de fluides, et dans quelles proportions.
- une mesure électrique, on discrimine entre l'eau ou les hydrocarbures

Toutes ces mesures ont lieu en continu, sans que la sonde ait besoin de s'arrêter.
Voilà, c'est la base du wireline.
Le résultat livré au client est un graphe simplifié dans ce genre, qu'on peut apprendre assez facilement à lire et dans lequel on finit par "voir" les couches de roches.

Image


Ces mesures de base suffisent dans certains coins du monde où l'exploitation est très simple.
Mais dans beaucoup d'autres endoits, le wireline déploie toute sa complexité, sur laquelle je ne m'étendrai pas ce soir.
Pour donner une idée, on soumet les roches à des ondes sonores de différentes fréquences, formes et polarisations, on les analyse par des procédés de résonnance magnétique nucléaire très semblables à ceux utilisés dans les hôpitaux. On produit des images avec des mesures de microrésitivité ou des échographies ultrasoniques. Certaines sondes s'arrêtent et piquent la roche comme un moustique pour en sucer les fluides, mesurer in-situ leur pression, leur mobilité, en faire les analyses les plus rudimentaires ou ramener à la surface des échantillons de diverses profondeurs dans des bouteilles. D'autres déploient un genre de petite perceuse et ramènent des échantillons de roches prélevés sur des couches précisément ciblées. Tout ça dans un environnement à 160°C et 600 bar, ou plus encore pour le "high pressure high temperature".

Les techniques de wireline sont aussi utilisées dans des puits terminés, à travers des tubes métalliques pour vérifier l'intégrité de la cémentation (cf partie 3) ou surveiller la corrosion des tubes. Le wireliners sont également en charge de la perforation, puisqu'ils ont le meilleur contôle de la profondeur : ils envoient des explosifs anti-blindages à des endroits très précis, détonnent le bordel et font ainsi des trous dans les tubes et dans le ciment des puits, pour prélever les fluides à cet endroit. Le wireline permet aussi de faire certaines réparations dans les puits abîmés, de mesurer la trajectoire précise des puits complexes, ou encore de couper des tiges de forage coincées... Et là, ce n'est qu'une introduction aux possibilités...


Image


Heureusement, toutes ces choses complexes sont sous le contrôle de la fine fleur intellectuelle et physique de nos nations occidentales :

Image
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Aïnoa » Sam 8 Sep 2012 16:21

Bon bah comme d'hab, merci pour ce super exposé très clair :cheers:

Ton boulot devait être trop intéressant!!!

Et je suis toujours impressionnée de voir toutes les applications qu'on peut trouver à un truc. Par exemple les rayons gamma, l'échographie, l'IRM... que j'utilise moi aussi dans mon boulot (mais dans un tout autre domaine).

Vivement la suite!!! :wink:
"L'image que l'on donne, N'est pas toujours la bonne. Volent, volent, les hirondelles,
Même les beaux plumages, Peuvent être une cage" Les Cowboy Fringants
"Ni dieu, ni maître -même nageur" Jean Yann
Avatar de l’utilisateur
Aïnoa
Bras de fer
 
Messages: 2636
Images: 216
Enregistré le: Lun 28 Nov 2011 21:13
Localisation: Nulle part... si loin...
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: Un des plus beaux villages de France...
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Gabalus » Dim 9 Sep 2012 13:31

Merci pour cet excellent travail de vulgarisation ! :-)
Je me pose juste une question : est-ce que je le conseille à mes amis qui refusent l'exploitation du gaz de schiste ? :-?
Gabalus
 
Messages: 344
Âge: 45
Enregistré le: Sam 3 Déc 2011 23:37
Localisation: autour de nulle part, à l'ombre face au soleil
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Lun 10 Sep 2012 08:02

Gabalus a écrit:Je me pose juste une question : est-ce que je le conseille à mes amis qui refusent l'exploitation du gaz de schiste ? :-?


Pourquoi ? Ou plutôt : pourquoi pas ?

Aïnoa a écrit:Bon bah comme d'hab, merci pour ce super exposé très clair :cheers:

Ton boulot devait être trop intéressant!!!


Merci pour les fleurs ;)
Oui c'était passionnant, parce que c'était varié dans les sciences à étudier et à appliquer, et très concret sur le terrain. Chaque minute qui n'était pas passée sur le terrain ou pour préparer une mission était consacrée à la formation continue. Mais la vie est difficile, et la boîte dans laquelle je bossais avait tendance à limiter les carrières des ingénieurs de terrain à 5 ans grand max, pour leur laisser une chance de rémission. La plupart arrêtaient avant.

Aïnoa a écrit:Et je suis toujours impressionnée de voir toutes les applications qu'on peut trouver à un truc. Par exemple les rayons gamma, l'échographie, l'IRM... que j'utilise moi aussi dans mon boulot (mais dans un tout autre domaine).


Oui. Le point commun est d'analyser la matière sans la détruire : on tape dessus avec différents procédés physiques, et on écoute comment elle sonne. A partir de là y'a pas vraiment de limite à ce qu'on peut souhaiter analyser...
Par exemple les rayons gamma sont utilisés pour faire des "radiographies" de grands ouvrages d'art en béton, comme des barrages. Les "échographies", pour inspecter la santé de pièces métalliques critiques, comme les roues de train ou les structures d'avion. Etc... :-)
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Re: Comment on cherche (et trouve) du pétrole

Messagepar Le Renard » Ven 5 Oct 2012 22:39

Aba zut... on n'a pas 24h pour supprimer en silence ?
L'interlude était finalement trop perso pour rester dans la zone publique.
Avatar de l’utilisateur
Le Renard
 
Messages: 1632
Images: 13
Âge: 34
Enregistré le: Sam 10 Mar 2012 22:49
Badges: 1
Ex Jardinier (1)
Présentation: ;)
Profil: Diagnostic +
Test: WAIS

Suivante

Retourner vers Sciences

 


Articles en relation Statistiques Dernier message
Comment un ordinateur apprend
par Imladir » Mer 10 Juil 2013 10:05

Réponses: 21

Vues: 3873

Dernier message par marmotte Voir le dernier message
Mar 6 Aoû 2013 12:52
Comment estime-t-on les dates de fin de ressources naturelles ?
par Thalweg » Mar 11 Aoû 2015 19:31

Réponses: 19

Vues: 1753

Dernier message par Thalweg Voir le dernier message
Dim 17 Jan 2016 18:54
Comment se construisent nos connaissances
par *Za* » Lun 15 Juil 2013 12:13

Réponses: 5

Vues: 1250

Dernier message par UDrum Voir le dernier message
Ven 19 Juil 2013 23:07

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 3 invités