Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les hydrocarbures de roche-mère font partie de la famille des hydrocarbures non conventionnels. Ce sont les hydrocarbures qui sont restés piégés dans la couche où ils se sont formés, la roche mère. La matière organique contenue dans cette roche va durant son enfouissement au cours des temps géologiques se transformer en hydrocarbures liquides (pétrole de schiste) ou gazeux (gaz de schiste). Pour produire ces hydrocarbures dans une roche peu poreuse et quasiment imperméable, il est indispensable d’utiliser massivement deux techniques déjà employées dans la production conventionnelle : le forage horizontal et la fracturation hydraulique. Malgré l’amélioration constante de ces techniques, la production d’un puits est relativement faible et décline rapidement. Le nombre d’installations de production doit être important induisant un impact environnemental et des risques industriels qu’il est possible de minimiser en utilisant les standards de la profession. Le développement très récent des gaz et pétrole de schiste aux USA, les bouleversements économiques que cette production a engendré pose la question de leur avenir dans l’approvisionnement mondial en hydrocarbures. S’il est encore trop tôt pour en évaluer les ressources à l’échelle du monde, ils pourraient cependant prolonger l’approvisionnement en hydrocarbures permettant d’assurer une transition énergétique économiquement supportable .
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Hydrocarbons source rocks are classified as unconventional hydrocarbons. These are all the hydrocarbons that remained trapped in the layer, rich in organic matter, where they formed, the source-rock. Organic matter contained in this rock will be transformed during her burial over geological time into liquid hydrocarbons (shale oil, tight light oil) or gaseous hydrocarbons (shale gas). To produce these hydrocarbons in a low porous and virtually impermeable rock, it is necessary to perform 2 techniques already used in conventional production : horizontal drilling and hydraulic fracturation. Despite the constant improvement of these techniques, the production of a well is relatively low and rapidly declining. The number of production facilities must be large inducing environmental impact and risks that can be taken into account by using the best practices of the profession. The very recent development in less of 10 years of source-rocks hydrocarbons in the United States, the economic upheavals that this production has generated the question of their future in the global worldwide hydrocarbons supply. While it is too early to assess the resources across the world, the could extend the supply of hydrocarbons to ensure economically viable energy transition.
Auteur(s)
-
Roland VIALLY : Ingénieur de recherche - IFP Énergies Nouvelles Direction Géosciences, Rueil-Malmaison
INTRODUCTION
Depuis quelques années, le développement de la production d'hydrocarbures de roche-mère (pétrole et gaz de schiste) a considérablement modifié le paysage énergétique des États-Unis.
Les hydrocarbures de roche-mère sont les hydrocarbures liquides ou gazeux qui sont restés piégés dans la couche argileuse, riche en matière organique (la roche-mère), où ils se sont formés par augmentation de pression et de température au cours de leur enfouissement durant les temps géologiques. Une partie des hydrocarbures formés dans la roche-mère est expulsée, et, si les conditions géologiques sont favorables, iront former des gisements conventionnels. La partie restante constitue les hydrocarbures de roche-mère. Ce sont donc des hydrocarbures dont le mode de formation et la composition chimique sont identiques aux hydrocarbures conventionnels mais ils sont contenus dans une roche très peu poreuse et quasiment imperméable rendant impossible leur production par des méthodes classiques. Ils sont donc classés parmi la grande famille des hydrocarbures non conventionnels au même titre que les sables bitumineux du Canada et les huiles lourdes et extra-lourde du Venezuela.
La production de ces hydrocarbures fait massivement appel à deux techniques déjà couramment employées dans le monde pétrolier : le forage horizontal et la fracturation hydraulique. Le forage horizontal permet de traverser sur de grandes distances (1 à 2 km) la couche contenant les hydrocarbures de roche-mère et la fracturation hydraulique a pour but de créer une fracturation artificielle qui va permettre aux hydrocarbures présents d'être drainés en direction du puits. Du fait du caractère particulier de ces argiles, le rayon de drainage et la productivité des puits sont relativement faibles nécessitant la multiplication des installations. C'est ce nombre important de puits de production qui explique une empreinte environnementale plus forte que dans le cas d'un gisement conventionnel. Cette empreinte se marque dans l'occupation des sols, la gestion de la ressource en eau et les risques de pollutions des aquifères et de l'air. Tous les développements en cours visent à réduire cette empreinte sur l'environnement et bien évaluer les risques.
Le développement rapide et dans de grandes proportions de ces hydrocarbures de roche-mère, sous forme liquide (pétrole de schiste) ou gazeuse (gaz de schiste), a montré qu'il était possible de les produire à des coûts compétitifs. Aux États-Unis, la production massive de gaz de schiste a permis une très sensible baisse du coût du méthane, et la production de pétrole de schiste a permis de retrouver leur maximum de production atteinte au début des années 1970. Toutes les roches-mères suffisamment enfouies pour avoir généré des hydrocarbures liquides ou gazeux sont donc des objectifs potentiels pour cette production. Les ressources dans le sous-sol sont donc considérables mais il faut largement pondérer ces chiffres par un taux de récupération faible et un nombre important de sites de production. S'il est encore trop tôt pour définir l'importance des hydrocarbures de roche-mère dans le futur mix énergétique, il est cependant raisonnable de penser que dans de nombreux bassins sédimentaires, une production notable pourra être réalisée permettant d'assurer une transition énergétique économiquement supportable.
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MOTS-CLÉS
Hydrocarbures non conventionnels Pétrole et gaz de schiste Exploitation d'hydrocarbures Production d'hydrocarbures Forages horizontaux Fracturation hydraulique Evaluation des ressources
KEYWORDS
uniconventional hydrocarbons | shale oil and shale gas | hydrocarbon exploration | hydrocarbon production | horizontal drilling | hydraulic fracturation | resources assessments
DOI (Digital Object Identifier)
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Contexte énergétique mondial
En anglais
8. Conclusions. Évolution ou révolution ?
L'irruption sur le devant de la scène des hydrocarbures non conventionnels et plus particulièrement des hydrocarbures de roche-mère a fait que ce sujet a largement dépassé le simple cadre technique ou même énergétique pour devenir un véritable sujet de société. S'agit-il d'une évolution ou d'une révolution ?
8.1 Évolution
Depuis que la notion de système pétrolier a été développée mais surtout popularisée dans le monde de l'exploration pétrolière par la parution de l'ouvrage de Leslie B. Magoon « The Petroleum System : From Source to Trap » , au début des années 1980, la nature et la qualité de la roche-mère apparaissent comme des facteurs clés dans la valeur d'un système pétrolier. Mais la roche-mère n'est considérée que comme un des « ingrédients » nécessaires à la réalisation de la recette qui aboutit à un gisement.
Dans le cas des hydrocarbures de roche-mère, cette dernière est placée au centre du système pétrolier. Elle devient l'objectif de l'exploration puis de la production. Dans certains cas même, la roche-mère constitue un système pétrolier à elle seule. C'est tout à la fois la roche qui génère les hydrocarbures, celle qui les contient (jouant le rôle de « réservoir ») et qui par son imperméabilité joue le rôle d'une couverture. Les hydrocarbures étant diffus dans la roche-mère et non plus concentrés comme dans le cas des gisements conventionnels, la notion de « pièges » n'a plus de raison d'être. Tous les cas de figures intermédiaires peuvent exister entre des hydrocarbures de roche-mère au sens strict et des gisements plus conventionnels – c'est notamment le cas quand des niveaux contenant une certaine porosité (tight reservoirs ) sont interstratifiés avec la roche-mère. Il s'agit donc plus, pour l'explorateur, d'une évolution que d'une véritable révolution.
La production de ces hydrocarbures de roche-mère (pétrole et gaz de schiste) résulte...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - World energy outlook. - International Energy Agency (2010).
-
(2) - World energy outlook. - International Energy Agency (2012).
-
(3) - * - BP Statistical Review of World Energy, juin 2013 http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/statistical-review/statistical_review_of_world_energy_2013.pdf
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(4) - HUBBERT (M.K.) - Nuclear energy and the fossil fuels. - Drilling and Production Pratice, American Petroleum Institute (1956).
-
(5) - HUREAU (G.), VIALLY (R.) - Le renouvellement Gua (des réserves de pétrole et de gaz. - Fiche Panorama (2013) http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/publications/notes-de-synthese-panorama/panorama-2014
-
(6) - VIALLY (R.) - Les hydrocarbures non conventionnels : évolution ou révolution ? - Fiche Panorama (2012) http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/publications/notes-de-synthese-panorama/panorama-2014
- ...
ANNEXES
Réglementation européenne Reach (Registration, évaluation, authorization and restriction of chemicals ) http://www.developpement-durable.gouv.fr/REACH,30375.html
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
West Virginia Surface Owner's Right Organization (WVSORO) http://www.wvsoro.org
Well Fargo Bank http://www.wellsfargo.com
Statoil http://www.statoil.com
Range Resources http://www.rangeresources.com
Haliburton http://www.halliburton.com
Gasfrac http://www.gasfrac.com/
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