Architecture des champs à gaz
Production de gaz naturel en mer

La production totale annuelle de gaz naturel était en 2015 de 3 500 milliards de m³, (CEDIGAZ, 2016) dont environ 20 % produits offshore. En termes d’énergie primaire, le gaz naturel produit a représenté en 2015, 3,1 Gtep (Giga tonnes d’équivalent pétrole), soit autant que les trois-quarts de l’énergie primaire fournie par le pétrole (4,3 Gtep). Le gaz naturel est souvent opposé au pétrole, tout aussi naturel, alors que ces deux sources d’énergie présentent de multiples points communs. Pétrole et gaz naturel sont le plus souvent présents conjointement. Certains gisements sont exploités uniquement pour la production de gaz naturel, mais une part importante de la production de gaz naturel, environ la moitié, provient de la séparation en une phase gazeuse et une phase liquide (ou huile) de la production d’un même gisement.

D’une façon générale, le gaz, beaucoup moins facile à stocker que le pétrole, était valorisé en janvier 2017 aux États-Unis (Henry hub) à un prix trois fois inférieur à celui du pétrole sur la base de la même quantité de chaleur produite. Encore faut-il distinguer des marchés différents suivant les différentes zones de consommation, les cours du gaz aux Henry hub (États-Unis) sont ainsi, restés depuis 2015, inférieurs de moitié à ceux au Japon, pourtant premier consommateur mondial. Faute d’un bassin de consommation, certains gisements gaziers ne sont pas suffisamment importants et peuvent rester inexploités (stranded gas).

En ce qui concerne l’offshore, on est amené à considérer les activités distinctes suivantes :

• la production sur champ de gaz humide et de gaz à condensat ;

• la production du gaz associé à la production d’huile ;

• les trains de liquéfaction flottants qui permettent de réduire pour le gaz, à la façon des unités flottantes de production stockage et expédition (FPSO) pour le pétrole, le coût des infrastructures ;

• les interconnexions entre producteurs et consommateurs par des gazoducs de fort diamètre de l’ordre de 1 m (42 à 48 inch), le gaz étant en général du gaz sec, préalablement déshydraté.

Le gaz naturel est à la fois une matière première pour l’industrie pétrochimique et un combustible. En tant que combustible, il produit du CO₂ mais environ 25 % de moins que le pétrole pour la même énergie calorifique produite. De plus, du fait de sa souplesse d’utilisation, les centrales au gaz naturel peuvent prendre rapidement le relais des énergies renouvelables intermittentes.

Le gaz naturel contient principalement du méthane, lui-même un gaz à fort effet de serre : sa diffusion dans l’atmosphère doit être évitée.

Du fait de la faible densité du gaz, la hauteur hydrostatique de la colonne de gaz dans le puits est faible et les pressions en tête de puits sont couramment de 100 à 200 bar et peuvent même aller très au-delà. Sur les champs à gaz par faible profondeur d’eau, il n’est pas rare de trouver des arbres de Noël en 7-1/16 inch (0,18 m), dont le diamètre est plus important que ceux des puits à huile.

Les zones géographiques où l’on produit du gaz offshore sont la Norvège, les États-Unis, l’Indonésie, la Russie, la Malaisie, l’Iran, le Qatar et le Canada. La zone couverte par les interconnexions gazières est sensiblement plus large.

La problématique de la production de gaz recouvre :

• l’importance de la sécurité des personnes et de la préservation de l’environnement ;

• la concurrence avec les autres formes de production d’hydrocarbures et en particulier avec la production à terre des hydrocarbures de roche mère et notamment du gaz de schiste aux États-Unis .

Plusieurs aspects de l’offshore ne sont pas traités dans cet article, notamment le forage, la sismique et la géotechnique marine et les activités de construction.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes. Les valeurs en unités américaines, dont l’utilisation reste courante dans le domaine gazier, sont données en italique après les valeurs en unités SI.