ย GENESE DU PETROLE
THEORIES ORGANIQUES
La thรฉorie organique explique lโorigine du pรฉtrole ร partir de lโenfouissement progressif de roches sรฉdimentaires contenant des dรฉbris organiques surtout dโorigine marine ou lacustre (planctons, alguesโฆ). Ces roches, dites roches-mรจres ou roches-sources, ont รฉtรฉ suffisamment scellรฉes pour que la matiรจre organique se transforme en pรฉtrole, en gaz naturel et aussi en houille sous lโaction de la tempรฉrature et de la pression. Malgrรฉ leur forte impermรฉabilitรฉ, elles ont libรฉrรฉ du pรฉtrole et du gaz naturel qui se sont en partie accumulรฉs dans des roches poreuses ou fissurรฉes : les roches rรฉservoirs.
De nombreuses observations appuient cette thรฉorie :
โค Les diffรฉrents types de roche, au cours de la formation et de la migration du pรฉtrole, ont รฉtรฉ trouvรฉs avec leur contenu organique ;
โค La roche-mรจre se trouve toujours dans un bassin sรฉdimentaire. Elle a alimentรฉ des roches sรฉdimentaires plus poreuses et des roches ignรฉes ou mรฉtamorphiques suffisamment poreuses et proches, connectรฉes avec elle par la tectonique de la lithosphรจre et les failles rรฉsultant ;
โค La thรฉorie de la tectonique des plaques explique la formation de piรจges (plissements, failles) et la formation des bassins sรฉdimentaires ;
โค Les rapports isotopiques des รฉlรฉments carbone(C) et hydrogรจne(H) semblent indiquer une origine organique ;
โค Les principaux รฉlรฉments carbones, hydrogรจne et dโazote(N) prรฉsents dans le pรฉtrole sont aussi ceux des organismes biologiques. Une grande partie dโoxygรจne(O) a รฉtรฉ transformรฉe par des bactรฉries en dioxyde de carbone (CO2) ou eau (H2O), progressivement expulsรฉs lors de lโenfouissement. De mรชme, une partie dโazote (N) a donnรฉ N2 et des oxydes dโazote. Le soufre (S) proviendrait des sels de sulfate dissous dans la mer ;
โค La prรฉsence de molรฉcules dโorigine biologique a รฉtรฉ constatรฉe dans tous les gisements de pรฉtrole (ex : porphyrine dรฉrivรฉe de la chlorophylle) : ce sont les fossiles gรฉochimiques ou biomarqueurs, se retrouvant presque inchangรฉes. Elles permettent dโassocier roches-mรจres et roche-rรฉservoir, de caractรฉriser le pรฉtrole en indiquant son origine biologique et son environnement, et mรชme de situer le dรฉbut de lโenfouissement de la matiรจre organique ;
โค La prรฉsence de pรฉtrole en-dessous dโune certaine profondeur (vers 3 ร 5 km, en fonction des conditions locales de tempรฉrature) est de plus en plus faible. Les conditions thermodynamiques de ces profondeurs, tempรฉrature รฉlevรฉe mais pression faible, provoquent sa dรฉgradation progressive en mรฉthane ;
โค La prรฉsence dioxyde (O2) sur la Terre est principalement due ร lโapparition dโorganismes biologiques et ร lโenfouissement dโune petite partie de leurs cadavres sans oxydation. A lโorigine oxygรจne รฉtait sous forme de molรฉcules plus stables comme dioxyde de carbone, eau et quelques oxydes mรฉtalliques et mรฉtalloรฏdiques. Lโapparition de la vie a permis la dissociation par photosynthรจse du dioxyde de carbone et dโeau. En contrepartie elle a crรฉรฉ des stocks de matรฉriaux hydrocarbonรฉs sous forme rรฉduite. En se basant sur le fait que les รฉlรฉments se conservent, on peut estimer leurs quantitรฉs ร partir des quantitรฉs de dioxyde prรฉsentes dans lโatmosphรจre et dans les oxydes solides de la croรปte.
โค La consรฉquence de la thรฉorie organique est que le pรฉtrole comme les autres ressources fossiles sont de quantitรฉs finies. Elle est arrivรฉe ร un tel degrรฉ de maรฎtrise que lโanalyse dโรฉchantillons de roches-mรจres รฉtablisse le potentiel dโun bassin.
EROSION
La croรปte terrestre est un systรจme biophysique et chimique en perpรฉtuelle mutation, au sein duquel les roches se transforment constamment par action du vent, de l’eau, des glaciers, des mouvements telluriques, des รฉruptions volcaniques, des agents biologiques et chimiques ainsi que des tempรฉratures et pressions extrรชmes qui les dรฉgradent ou permettent leur formation. Par le phรฉnomรจne dโรฉrosion, les pluies arrachent non seulement du sable, des argiles et des limons mais aussi de la matiรจre organique provenant de vรฉgรฉtaux, animaux, algues et autres formes de vie microscopique, qui sont transportรฉs par les riviรจres jusqu’ร la mer ou vers des masses d’eaux continentales.
SEDIMENTATION ET MIGRATIONS
1 : Dรฉpรดt de micro-organismes, recouvert de matรฉriaux impermรฉables. Transformation par des bactรฉries anaรฉrobies ;
2 : Tassement et solidification des couches de sรฉdimentation. Autre transformation sous lโeffet de la pression et de lโรฉlรฉvation de la tempรฉrature ;
3 : Plissement des couches de sรฉdimentation. Migration et sรฉdimentation de gaz, dโhuile et dโeau.
Le mรฉlange se lie ร d’autres matiรจres organiques et inorganiques et se sรฉdimente dans les fonds marins, pauvres en oxygรจne : ils se dรฉposent en grandes quantitรฉs, formant une couche sรฉdimentaire. L’accumulation de nouvelles strates de sรฉdiments sur les premiรจres les soumettent ร une forte pression et ร des changements de tempรฉrature qui, conjointement avec la dรฉcomposition de la matiรจre organique due ร l’action des microorganismes, permettent la formation du kรฉrogรจne. Les sรฉdiments inorganiques eux finissent par se compacter en formant les roches sรฉdimentaires. Quand ces roches accompagnent la formation de pรฉtrole, elles prennent le nom de roches-mรจres. Le pรฉtrole se trouve initialement dans les porositรฉs de la roche-mรจre, mais comme tous les liquides se trouvent en prรฉsence de gaz, il cherche ร atteindre des zones oรน les pressions sont infรฉrieures, c’est-ร -dire dans les strates superficielles. Les roches poreuses au travers desquelles migre le pรฉtrole sont appelรฉes roches conductrices et le mouvement qu’il subit porte le nom de migration primaire. Finalement les hydrocarbures atteignent des roches trรจs poreuses oรน la pression est infรฉrieure et que l’on dรฉsigne sous le nom de roche-rรฉservoir ou roche magasin, les mouvements qui sโy produisent s’appellent migration secondaire. Ces roches se comportent comme des รฉponges imbibรฉes de pรฉtrole, de gaz et dans certains cas d’eau accompagnant les dรฉpรดts d’hydrocarbures. La porositรฉ de ces roches dรฉtermine la capacitรฉ d’accumulation et de mobilitรฉ des fluides. Il peut arriver que le gaz et le pรฉtrole atteignent la superficie, soit au travers de roches poreuses, soit par des fissures ou des failles : cโest la dysmigration. Dans la majoritรฉ des cas, les hydrocarbures restent confinรฉs dans la roche-rรฉservoir car elle est entourรฉe de roches peu permรฉables appelรฉes roches de couverture (argiles, sel, etc.) empรชchant le passage des fluides.
PIEGES
L’existence d’une accumulation de pรฉtrole, suffisante pour constituer ร l’intรฉrieur d’une roche-rรฉservoir un gisement, requiert l’existence de conditions gรฉologiques structurelles ou stratigraphiques particuliรจres : ce sont les piรจges ร pรฉtrole et on les classifie selon l’origine de la roche. Les couches de sรฉdiments se disposent en strates horizontales ou inclinรฉes, parallรจles ou non. Cependant, ces strates sont soumises ร de fortes pressions dues ร la force propre de la croรปte terrestre qui arrivent ร plier, ร fracturer ou ร incliner ces couches. Si le matรฉriel des filons manque de rigiditรฉ, il se formera des plis ou des ondulations ; sinon, les strates se fractureront en crรฉant des failles. Certains matรฉriaux tendres ont aussi tendance ร se dรฉplacer au travers des fractures trรจs rigides.
Selon la forme finale du plissement ou de la faille, on peut avoir :
โคย Un pli anticlinal ;
โคย Un pli synclinal ;
โคย Un pli dรฉversรฉ ;
โคย Un pli couchรฉ ;
โคย Une faille verticale.
Lors de la formation de ces plissements et fractures, les roches-rรฉservoirs contenant du pรฉtrole et du gaz restent limitรฉes par les roches de couverture. Diffรฉrents types de piรจges ร pรฉtrole peuvent dรจs lors se prรฉsenter comme suit:
โย Piรจge formรฉ par un dรดme salin (diapir) ;
โย Piรจge formรฉ par un pli (anticlinal) ;
โย Piรจge formรฉ par une faille.
Pour accumuler des grandes quantitรฉs de pรฉtrole et de gaz rentables pour lโexploitation, le sous-sol devra prรฉsenter une forme (gรฉomรฉtrie fermรฉe) suffisamment grande : cโest le piรจge. Une fois bien tranquillement nichรฉs dans leur piรจge, notre pรฉtrole et notre gaz ne devront pas รชtre dรฉstabilisรฉs par des agressions venues de lโextรฉrieur.
Profondeur :
โย 150 ร 300m : huile lourde
โย 2200 ร 3800m : fenรชtre ร huile (pรฉtrole)
โ 3800 ร 5000m : fenรชtre ร gaz .
Remarque :
La proportion des hydrocarbures liquide et gaz dรฉpend de la nature de la roche mรจre:
โ dรฉbris organiques dโorigine animale dominants, cas oรน les liquides sont en grande quantitรฉ ;
โ dรฉbris vรฉgรฉtaux dominants : le taux de gaz est supรฉrieur ร celui de liquide.
GISEMENTS
Dans la rรฉalitรฉ, les formes des gisements d’hydrocarbures peuvent รชtre trรจs variรฉes. De mรชme, le comportement des gisements diffรจre selon la composition de ses composants. Les dรฉpรดts de pรฉtrole peuvent รชtre accompagnรฉs de gaz, d’eau ou des deux ร la fois. Les diffรฉrences de pression et d’รฉnergie ร l’intรฉrieur du gisement dรฉpendent de la prรฉsence et de la quantitรฉ de l’un et de l’autre. Ceci est trรจs important pour l’exploitation du pรฉtrole รฉtant donnรฉ que la pression et l’รฉnergie contenues dans le gisement peuvent faciliter l’extraction du pรฉtrole. Le gaz peut รชtre dissout dans le pรฉtrole ou occuper la partie supรฉrieure du bassin, sa densitรฉ รฉtant plus faible. Au fur et ร mesure que la pression ร l’intรฉrieur du gisement diminue, le gaz s’รฉpand en poussant l’huile au travers des pores de la rocherรฉservoir, ce qui gรฉnรจre un courant vers le puits d’extraction. De cette faรงon, entre 40 et 75% du total du pรฉtrole contenu au dรฉpart peut รชtre extrait. Dans de nombreux cas, d’importantes masses d’eau accompagnent les dรฉpรดts, fournissant une รฉnergie additionnelle qui facilite l’extraction. L’eau se dรฉplace vers les zones de moindre pression, ce qui provoque un dรฉplacement de l’huile et du gaz de la partie infรฉrieure du gisement, qui crรฉe ร son tour une force capable de maintenir la pression ร l’intรฉrieur du gisement. Le rendement d’exploitation dans ce cas peut atteindre 85%.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
PARTIE.1: ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1. GENERALITES SUR LE PETROLE
I. GENESE DU PETROLE
II. RESERVES MONDIALES
III. PETROLES NON CONVENTIONNELS
IV. SPECIFICATION ET CLASSIFICATION DE GRES BITUMINEUX
V. GISEMENT DE BEMOLANGA
VI. SITUATION GEOGRAPHIQUE ET LOCALISATION DU GISEMENT
CHAPITRE 2. PRESENTATION DE LโOMNIS
I. HISTORIQUE : LES TRAVAUX DE LโOMNIS
II. MISSIONS DE LโOMNIS
III. ORGANIGRAMME STRUCTUREL DE LโOMNIS
IV. DEPARTEMENT DU LABORATOIRE
CHAPITRE 3. LES TRAVAUX EFFECTUES SUR LE GRES
I. DEFINITION
II. TYPES DโEXTRACTION
PARTIE.2: ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE 1. CARACTERISTIQUES DU GRES BITUMINEUX DE BEMOLANGA
I. ASPECT PHYSIQUE DU GRES [30] TAHINJANAHARY Fetimamy
II. CARACTERISTIQUES PHYSICO-CHIMIQUES DU GRES BITUMINEUX
III. CARACTERISTIQUE DU BITUME DE BEMOLANGA
CHAPITRE 2. ANALYSE DE GRES BITUMINEUX DE BEMOLANGA
I. TENEUR EN BITUME
II. ANALYSE DE RESIDU
III. RESULTAT ANALYSE COMPLETE : ECHANTILLON BEMOLANGA CARRIERE DRIEZ
IV. ANALYSE MINERALOGIQUE
PARTIE.3: PERSPECTIVES ET IMPACTS SUR LโENVIRONNEMENT
CHAPITRE 1. POSSIBILITE DE VALORISATION DU GRES BITUMINEUX
I. GENERALITE
II. UTILISATION DIRECTE DES GRES BITUMINEUX EN HYDROCARBURE
III. UTILISATION DU BITUME EN LIANT HYDROCARBONE
IV. BITUME ROUTIER
V. UTILISATION DIRECTE DES GRES BITUMINEUX EN REVETEMENT ROUTIER
CHAPITRE 2. ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX
I. ETUDES DโIMPACTS ENVIRONNEMENTAUX (EIE)
II. EVALUATION DES IMPACTS
III. GESTION ENVIRONNEMENTALE ET METHODES DE PREVENTION DES RISQUES
IV. LA REMISE EN ETAT DU SITE
CONCLUSION