Notions simplifies sur la nature des rservoirs ptroliers conventionnels et non-conventionnels*Collectif 07

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Au commencement, il y a *Collectif 07

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La roche-mreLaroche-mredsigne la roche o se forment des hydrocarbures. Ceux-ci sont issus de la transformation de sdiments riches en matire organique qui se dposent gnralement sur les fonds ocaniques. lchelle des temps gologiques, les sdiments marins senfoncent et se solidifient tandis que la matire organique (sous leffet de lenfouissement et de la temprature gothermique) se dcompose en hydrocarbures liquides et gazeux. Gnralement, une roche mre de ptrole s'est dpose dans un bassinanoxiquedpourvue d'oxygne ce qui explique les conditions favorables la prservation de la matire organique dans les sdiments.

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Rservoirs conventionnels dhydrocarburesRoche-mreRoche-rservoir (grs, calcaire)Roche-couvercleGaz conventionnelPtrole conventionnelSource: modified from U.S. Geological Survey Fact Sheet 0113-01Eau sale*Collectif 07

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Rservoirs conventionnels dhydrocarbures*Collectif 07

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Rservoirs conventionnels dhydrocarbures*Collectif 07

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La roche-rservoirLaroche-rservoirse dfinit comme une roche o des hydrocarbures saccumulent.Sous leffet de la pression, les hydrocarbures de la roche-mre migrent vers la surface travers les strates de roches sdimentaires. Au cours de cette migration, les hydrocarbures peuvent rencontrer une couche impermable. Ils se retrouvent pigs en dessous de ce toit (appel roche-couverture), au sein dune roche poreuse et permablequi devient la roche-rservoir. Celle-ci est capable de concentrer de grandes quantits dhydrocarbures, aboutissant des gisements de ptrole et/ou de gaz conventionnels.*Collectif 07

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Les roches impliques dans un systme ptrolier conventionnelPour que le systme ptrolier fonctionne, les roches doivent avoir des proprits physiques particuliresPour la roche-mre il faut une roche riche en matire organique ( Total Organic Carbon 3% et une maturation thermique adquate)Pour les roches de rservoir et de couverture, ce sont les proprits physiques de la porosit et de la permabilit qui sont importantesCollectif 07*

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Rservoirs non-conventionnels dhydrocarburesRoche-mreHuile ou gaz de rservoir compactHuile ou gaz de schisteGaz de charbonHuiles lourdesSource: modified from U.S. Geological Survey Fact Sheet 0113-01Schiste bitumineux*Collectif 07

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Le gaz de schiste, cest du gaz naturelOn distingue le gaz thermognique primaire, issu directement de la pyrolyse dukrogne, et le gaz thermognique secondaire, form par la pyrolyse du ptrole. Le gaz thermognique comprend, outre le mthane (CH4) 80-95%, un tauxvariabled'hydrocarbures plus lourds, pouvant aller jusqu' l'heptane (C7H16). On peut y trouver aussi dudioxyde de carbone(CO2), du dioxyde de soufre (SO2), du sulfure d'hydrogne appel aussi "gaz acide" (H2S), et parfois de l'azote (N2) et de petites quantits d'hlium (He).*Collectif 07

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Roche-mre de gaz de schiste (gas shale)Ce type de gisement o la couche de schiste est la fois roche-mre et roche-rservoir est celui du bassin Sud-Est de la France et du bassin Parisien.

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Roche-mre de gaz de schiste (gas shale)Dans le Sud-Est de la France, cette roche-mre sest forme principalement durant ltage gologique du TOARCIEN , il y a 180 millions dannesA ce jour, seule la fracturation hydraulique permet de librer une fraction du volume dhydrocarbure contenu dans la roche-mre ( 20% maxi ?)*Collectif 07

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Cest Schuepbach qui lcrit*Collectif 07

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Notions de Porosit et PermabilitLa porosit est le pourcentage de vides par unit de volume dans un sdiment ou une roche. La mesure sexprime en %.

La permabilit rfre la capacit du sdiment ou de la roche laisser circuler les fluides qui se trouvent dans les pores. La mesure sexprime en Darcy.*Collectif 07

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Notions de Porosit*Collectif 07

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Notions de PermabilitGrsCalcaireSchiste (shale)Rservoirs conventionnelsGisements non conventionnels*Collectif 07

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Notions de PermabilitLa permabilit, qui sexprime enDarcy, est lun des paramtres marquant la frontire entre rservoirs conventionnels et non conventionnels. *Collectif 07

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Evaluation des ressources de gaz de schiste des 48 principaux bassins de 32 pays

OCDE - Richard Newell, Paris Juin 2011*Collectif 07

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Estimation des rserves de gaz de schiste techniquement rcuprables (Tcm = mille milliards de mtres cubes)OCDE - Richard Newell, Paris Juin 2011 Consommation mondiale de gaz naturel en 2009 = 2,94 Tcmx 63,7*Collectif 07

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Estimation des rserves de gaz de schiste techniquement rcuprables de lEurope OccidentaleOCDE - Richard Newell, Paris Juin 2011*Collectif 07

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Bassins de gaz de schiste dEurope Occidentale et de Pologne*Collectif 07

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Le gaz compact ( tight gas)Le tight gas a migr de la roche-mre et a t pig dans des rservoirs ultra-compacts de grs ou de craie, dont la porosit et la permabilit sont trs faibles souvent lies une cimentation naturelle (bactries) postrieure laccumulation. Les pores de la roche rservoir contenant le gaz sont minuscules, et la compacit de la roche est telle que le gaz ne peut sy mouvoir que trs difficilement. On a obligatoirement recours au forage horizontal et la fracturation hydraulique pour le librer.*Collectif 07

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Le gaz compact (tight gas)Le tight gas est actuellement la source principale de gaz aux USA*Collectif 07

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Gaz de charbon ou Grisou (Coal Bed Methane)Le "gaz de charbon" ou Grisou est un nom donn au mthane, cest--dire le gaz naturel, rcupr partir des veines de charbon. Le gaz de charbon peut tre rcupr suivant trois voies :Le drainage dans les mines de charbon existantes (Coal Mine Methane ou CMM), pour des raisons de scurit afin dviter le risque du "coup de grisou" mais aussi dsormais pour valoriser le gaz Extraction partir des mines de charbon abandonnes (Abandoned Mine Methane ou AMM) ;Production par forage des couches de charbon souterraines non exploites (Virgin Coal Bed Methane ou VCBM).

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Gaz de charbon (Coal Bed Methane)La production par forage vertical des couches de charbon souterraines (VCBM) est actuellement la plus courante. La technique consiste rduire la pression dans le filon de charbon pour librer le gaz par pompage de leau quil faudra ensuite sparer du gaz et recycler.Mme si la roche est naturellement fissure, celleci peut ncessiter une fracturation hydraulique pour stimuler la production de gaz*Collectif 07

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Huile de schiste (Shale oil)Comme le gaz de schiste, ce ptrole est rest pig dans la roche mre pour former un gisement de ptrole non-conventionnel.On a obligatoirement recours au forage horizontal et la fracturation hydraulique pour lextraire.En France, ce type de ptrole est surtout localis dans le bassin parisien

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Huile de rservoir compact (tight oil )Le tight oil a migr de la roche-mre et a t pig dans des rservoirs ultra-compacts de grs ou de craie, dont la porosit et la permabilit sont trs faibles. Les pores de la roche rservoir contenant ce ptrole sont minuscules, et la compacit de la roche est telle que le ptrole ne peut sy mouvoir que trs difficilement. On a obligatoirement recours au forage horizontal et la fracturation hydraulique pour lextraire.

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Huiles lourdes (heavy oil)Gnr dans une roche-mre ayant eu une temprature inferieure 80C, le ptrole lourd est un hydrocarbure naturellement biodgrad. Il se caractrise par une nature visqueuse asphaltique, dense, (similaire la mlasse), Il est constitu de trs grosses molcules incorporant environ 90% de soufre et des mtaux lourds.Il contient galement des impurets telles que de la paraffine et des rsidus de carbone qui doivent tre filtrs avant raffinage.Il a une viscosit qui peut varier de 100 cp 1,000,000 cp (centipoise) *Collectif 07

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Huiles lourdes (heavy oil)Le ptrole lourd peut tre dfini comme un ptrole non rcuprable ltat naturel au moyen dun puits et des mthodes de production conventionnelles Que lon dfini comme du ptrole qui ne scoule pas ou ne peut tre pomp sans tre chauff ou dilu par des produits couramment utiliss dans la fracturation hydraulique.*Collectif 07

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Extraction des huiles lourdesIl fait lobjet de vastes programmes de recherches pour dvelopper les techniques de Rcupration Assiste (Enhanced Oil Recovery) qui peuvent inclure de la fracturation hydraulique Problmatique du transport*Collectif 07

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Schiste Bitumineux (Oil shale)Les schistes bitumineux sont abondants, mais produire son ptrole peut tre compliqu. Depuis 1800, ces roches ont t exploites dans des installations de surface o les hydrocarbures sont extraits. Maintenant, les ptroliers dveloppent des mthodes pour chauffer la roche in-situ et ainsi pomper le ptrole la surface. Le schiste bitumineux est le terme donn cette roche sdimentaire, ayant une trs fine granulomtrie, contenant des quantits relativement importantes de matire organique immature (krogne). Cest essentiellement une roche-mre qui aurait d gnrer des hydrocarbures si elle avait t soumise durant l'enfouissement gologique aux tempratures et pressions ncessaires pendant un temps suffisant.

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Schiste Bitumineux (Oil shale)Dans la nature, il peut prendre des millions d'annes des tempratures comprises entre 100 C et 150 C, pour gnrer des hydrocarbures dans la plupart des roche-mres. Mais ce processus peut tre acclr en chauffant la roche riche en krogne trs rapidement et cela des tempratures trs leves ( 500C), gnrant ainsi des hydrocarbures liquides en un temps trs court : de quelques minutes quelques annesDiffrentes techniques sont en phase dexprimentation, certaines incluant de la fracturation hydraulique

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Converting Oil Shale to Shale OilProcd ExxonMobil ElectrofracProcd AMSO (50% Total)*Collectif 07

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Estimation des rserves mondiales d huiles *Collectif 07

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La glace qui brule : Les hydrates de mthane sont-ils la prochaine fantastique rserve mondiale de gaz?*Collectif 07

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Hydrate de mthaneUnhydrate de mthaneest un compos organique naturellement prsent dans les fonds marins, sur certains talus continentaux, ainsi que dans lepermafrostdes rgions polaires. C'est un desrservoirs dhydrocarburesplantaires.Ce compos glac est inflammable ds qu'il fond et en prsence d'oxygne ou d'un oxydant: il sagit en effet dune fine cage de glace dans laquelle est pig du mthane issu de la dcomposition de matire organique relativement rcente (par rapport celle qui a donn le ptrole et le gaz naturel) effectue par des bactries anarobies.

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Exploitation des hydrates de mthane*Collectif 07

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Estimation des rserves mondiales des hydrates de mthane*Collectif 07

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