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EnglishRÉSUMÉ
En 2015, la production gazière offshore s’élevait à environ 800 milliards de mètres cube soit environ 20 % de la production mondiale. Le gaz naturel produit provient soit du gaz associé à la production de pétrole, soit de grands champ à gaz proprement dits. Les moyens d’assurer le transport du gaz sur des grandes distances (unités de liquéfaction et gazoducs régionaux) sont plus onéreux et consommateurs d’énergie que ceux du pétrole. Toutefois, la production de gaz offshore a suivi l’évolution vers les grandes profondeurs de la production gazière avec des unités de production par 2400 m de fond. On peut même avancer que la production sans unité fixe ou flottante par grand fond a pris de l’avance pour le gaz naturel par rapport au pétrole.
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Jean-François SAINT-MARCOUX : Consultant, ingénieur ECL, MSME Caltech - Docteur ingénieur UPMC ABYSSOZ, Paris, France
INTRODUCTION
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 :
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la production sur champ de gaz humide et de gaz à condensat ;
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la production du gaz associé à la production d’huile ;
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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 ;
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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 :
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l’importance de la sécurité des personnes et de la préservation de l’environnement ;
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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.
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7. Conclusion
Sur les 70 Tm3 de réserves mondiales, la moitié se trouverait par plus de 200 m de fond et à plus de 250 km des côtes .
Les IOC (International Oil Companies) exploitent aussi bien des réserves de gaz que d’huile. Ainsi, on a même pu observer récemment le rachat de société gazières historiques par des pétroliers : BG (ex-British Gas) racheté par Shell, mais aussi l’annonce de l’abandon par Engie (ex-GDF-Suez) de leur secteur exploration production.
Toutefois, sur l’ensemble de la production d’énergie fossile, l’offshore gazier joue un rôle moins important que l’offshore pétrolier et cela d’autant plus que les réserves iraniennes situées majoritairement offshore sont sous-exploitées. Une partie significative du gaz en mer est « délaissé » (stranded), pour des raisons économiques.
Globalement, on peut penser que toute augmentation durable du prix du pétrole agira d’abord sur l’exploitation d’huile de schiste américaine, puis sur l’offshore pétrolier et seulement enfin sur l’offshore gazier.
Les FLNG préfigurent sans doute pour les provinces gazières (mais aussi pétrolières) une évolution vers une réduction des coûts à l’instar des FPSO pour les champs à huile. Ces unités pourraient permettre à terme d’exploiter une part importante du gaz actuellement « délaissé ».
Le doublement du pipeline Nordstream se confirme. À terme aussi, d’autres grands projets de gazoducs tels que Oman – India, verront sans doute le jour en fonction des besoins des grands pays émergents tels que l’Inde et la Chine.
Le pic gazier (peak gas) n’est donc pas d’actualité. Il paraît d’autant plus éloigné qu’il existe des ressources importantes de gaz non conventionnel. Enfin, il faut rappeler le rôle important que joue le gaz naturel dans l’industrie chimique.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ARNOLD (K.S.) - Surface production operations – Design of gas-handling systems and facilities. - Gulf Publishing, Houston, vol. 2 (1989).
-
(2) - BEHAR (E.R.) - Natural gas thermodynamics. - Les 1res rencontres scientifiques de l’IFP, Insitut Français du Pétrole, Rueil Malmaison (1989).
-
(3) - BIRKELAND (B.B.) - Gulfaks subsea compression – Subsea commissioning, start-up and operational experiences (OTC 27159). - Offshore Technology Conference, Houston (2016).
-
(4) - BJERKREIM (B.H.) - Ormen lange subsea compression pilot (OTC 18969). - Offshore Technology Conference, Houston (2007).
-
(5) - CARPENTER (C.) - Floating liquefied natural gas comes of age. - Journal of Petroleum technology, p. 107-109, avr. 2015.
-
(6) - CEDIGAZ - Natural gas in the...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
ALLSEAS – Entrepreneur Offshore International http://allseas.com
Colorado Center For Astrodynamic Research, Université du Colorado à Boulder, Observations spatiales des océans https://www.colorado.edu/ccar/research
Gulfbase – Données sur le Golfe du Mexique http://gulfbase.org/facts.php
IFPEN – IFP Énergies nouvelles : information sur les hydrocarbures et les différentes sources d’énergie http://www.ifpenergiesnouvelles.fr
INTECSEA – Posters téléchargeables révisés annuellement...
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