Soutenance mémoire
L’énergie est une matière indispensable pour l’humanité; et malgré la découverte des nouveaux systèmes de production de ceci, l’usage du pétrole reste toujours incontestable. De ce fait, la consommation de l’or noir ne cesse d’augmenter alors que le niveau de production commence à baisser. En effet, au cours des dix dernières années, on a remarqué une croissance considérable de la prospection et de l’exploitation des hydrocarbures dans le monde entier pour que les besoins énergétiques soient satisfaits. Concernant Madagascar, il fait partie de la zone pétrolière de l’Afrique de l’Est. Plusieurs études ont été menées dans les trois grands bassins sédimentaires de la partie Ouest de l’île (onshore et offshore) : Bassin de Mahajanga, Ambilobe et Morondava. Les activités de recherches pétrolières ont débuté au XXème siècle. Une société américaine a effectué sa première opération en 1903 et le Syndicat d’Etudes et de Recherches Pétrolières (SERP) arrive sur l’île à partir de 1930. La Société des Pétroles de Madagascar a poursuivi les explorations dans les années 1950. Enfin, depuis l’indépendance du pays, plusieurs compagnies internationales comme Chevron, AGIP, AMOCO s’installent à Madagascar pour continuer les recherches.
Comme l’Etat est le propriétaire des ressources naturelles existantes dans le pays, toutes les activités de recherche qui se déroulent à l’intérieur du territoire national doivent être supervisées par une organisation compétente qui lui est rattachée, d’où l’existence de l’OMNIS. La direction des hydrocarbures de l’Office des Mines Nationales et des Industries Stratégiques dispose d’un Département appelé ‘’ Département de la Gestion des Banques de Données’’(DGBD), qui joue un rôle important pour la conservation de toutes les données et résultats des explorations pétrolières à Madagascar : les rapports des différents travaux géologiques, géophysiques et forages, les cuttings, les carottes et les bandes magnétiques. Plusieurs phases sont à franchir pendant l’exploration dont la justification de l’existence d’un gisement en est la plus importante. La plupart des études effectuées à Madagascar ont mis en évidence la présence des hydrocarbures dans les formations Karoo alors que le post-Karoo, tant offshore qu’onshore, reste une vaste zone à explorer. Récemment, un nouvel forage du puits West-Manambolo-1 a confirmé un indice de gaz considérable dans le Jurassique du Bassin sédimentaire de Morondava. Pour cela, les formations post-Karoo méritent d’être bien étudiées.
NOTION SUR LA GEOLOGIE PETROLIERE
DEFINITION DU PETROLE
Le mot ‘’pétrole’’ provient des termes latins « pétra », qui signifie « pierre », et « oléum », qui signifie « huile ». Ainsi « pétrole » signifiant littéralement « huile de pierre », est de l’huile qui se trouve dans des roches et plus précisément dans des roches sédimentaires poreuses. Il est issu d’un mélange variable d’hydrocarbures (molécules composées d’atomes de carbone et d’hydrogène) associé à d’autres atomes, principalement de soufre, d’azote et d’oxygène. Certains de ses composants peuvent être gazeux, liquides et parfois solides selon la température et la pression. Cela explique la consistance variable du pétrole, plus ou moins visqueuse ou liquide.
PHASE DE LA FORMATION DU PETROLE
Le pétrole est issu de la succession de trois phases :
● celle-ci commence par le dépôt abondant des matières organiques, principalement des algues planctoniques marines et des bactéries, parallèlement au dépôt de sédiments dans des grands bassins sédimentaires dynamiques, objets de mouvements tectoniques;
● ensuite, la phase de maturation en hydrocarbures, le moment où les matières se transforment avec l’augmentation de la pression et de la température. Elles sont d’abord transformées en kérogène. A haute température, le kérogène subit une décomposition thermique, appelée pyrolyse, qui expulse les hydrocarbures. Plus le sédiment est profond et chaud, plus la part de gaz (hydrocarbures légers) est importante;
● enfin, la phase de migration et de piégeage : par la pression croissante, une partie des hydrocarbures migre vers la surface de la terre, où elle s’oxyde ou subit une biodégradation. L’autre partie migre jusqu’à rester piégée dans une roche poreuse et perméable, source d’un futur gisement de pétrole, si le piège est fermé.
Accumulation des matières organiques
Lors du dépôt des sédiments, une partie des particules solides déposées provient des matières organiques (cadavres d’animaux grands ou petits, débris de végétaux, plancton, etc.….). Dans les milieux aquatiques riches en oxygène, ces particules disparaissent sous l’action des bactéries aérobies. Par contre, dans des eaux fermées très pauvres en oxygène, à l’absence des bactéries pour les détruire, les particules organiques tombent et séjournent au fond du bassin. Si la sédimentation est rapide, elles sont alors enfouies dans les sédiments avant d’avoir été détruite et se transforment en matières combustibles comme le charbon et le pétrole. Le charbon est un combustible fossile issu de la transformation des débris organiques de taille macroscopique, contrairement au pétrole, qui provient de la transformation des microorganismes fossiles.
Formation du kérogène
Dans les premières centaines de mètres de leur enfouissement, sous l’action de bactéries anaérobies, la matière organique se transforme en des assemblages macromoléculaires de produits carbonés appelés kérogène. Les roches sédimentaires, généralement argileuses, qui contiennent le kérogène, sont appelées « roches mères ».
Maturation du kérogène
Sous le poids des sédiments, le kérogène est transporté à des profondeurs importantes, où la température ambiante est suffisante pour entraîner un « cracking naturel » de la matière organique solide. Les chaînes organiques du kérogène sont ainsi brisées, ce qui entraîne la transformation de cette matière en hydrocarbures : pétrole ou gaz naturel. La roche-mère subit également un enfouissement. Le kérogène est donc soumis à des pressions et des températures géothermiques de plus en plus élevées, augmentant d’environ 3°C tous les 100 mètres. À une température supérieure à 60°C, ce qui correspond à un enfouissement d’environ 1500 à 2000 mètres, le kérogène subit un craquage thermique, appelé également « pyrolyse ». Cette transformation chimique élimine l’azote et l’oxygène résiduels pour laisser de l’eau, du CO2 et des hydrocarbures, molécules exclusivement composées de carbone et d’hydrogène. Le mélange d’hydrocarbures liquides est appelé pétrole brut. Des hydrocarbures sous forme gazeuse (méthane) sont également générés lors de la transformation du kérogène. La proportion de gaz au sein de la roche-mère s’avère d’autant plus élevée que la durée et la température de transformation du kérogène sont importantes :
❖ entre 60 et 120°C (entre 2000 à 3000 mètres de profondeur), le kérogène produit principalement du pétrole et une faible quantité de gaz;
❖ à partir de 120°C (3000 mètres), la production de pétrole à partir du kérogène devient insignifiante. Les hydrocarbures liquides présents dans la roche-mère sont à leur tour transformés en molécules de gaz sous l’effet de la température et de la pression;
❖ au-delà de 150°C (un enfouissement supérieur à 4 000 mètres), il ne se forme plus que du gaz;
❖ le cas des schistes bitumineux : lorsque la roche-mère n’est pas suffisamment enfouie, le kérogène qu’elle contient ne subit pas de pyrolyse. A ce stade le produit obtenu est appelé schiste bitumineux, il s’agit d’un combustible fossile arrêté au stade d’« avant-pétrole »dans le processus de maturation du kérogène. Par un procédé industriel, les schistes bitumineux peuvent être transformés en pétrole en subissant une pyrolyse (à 500° C pour accélérer la maturation du kérogène).
Migration et piégeages
Une fois formés, les hydrocarbures qui sont des fluides, ont tendance à se déplacer par migration vers des endroits où la pression est plus faible. Expulsés de la roche mère, ils se déplacent dans des couches perméables. S’il n’y a pas d’obstacle imperméable empêchant leur ascension, les hydrocarbures peuvent atteindre l’air libre. Si les hydrocarbures rencontrent, à l’inverse, une couche imperméable qui arrête leur migration vers la surface, ils sont alors piégés. Pour que les hydrocarbures puissent s’accumuler en quantité suffisante sous une couverture imperméable et former un réservoir, il faut que les pièges aient une forme particulière favorable.
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I. CONCEPT GENERAL ET PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
CHAPITRE I. NOTION SUR LA GEOLOGIE PETROLIERE
CHAPITRE II. CADRE GEOGRAPHIQUE ET GEOLOGIQUE DE LA ZONE D’ETUDE
PARTIE II. TRAVAUX D’EXPLORATION PETROLIERE
CHAPITRE III. ETAPES DE LA PROSPECTION PETROLIERE
CHAPITRE IV. TRAVAUX ANTERIEURS DANS LA ZONE D’ETUDE
PARTIE III. PRESENTATION, TRAITEMENT ET INTERPRETATION DES DONNEES
CHAPITRE V. PRESENTATION ET TRAITEMENT DES DONNEES
CHAPITRE VI. INTERPRETATION DES DONNEES
CHAPITRE VII. POTENTIALITE DE LA ZONE D’ETUDE
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE
ANNEXES
TABLE DES MATIERES
RESUME
