METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION PETROLIERE

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TRAVAUX ANTERIEURS SUR LA ZONE D’ETUDE

Plusieurs travaux ont été entrepris par nombreuses compagnies durant les phases d’exploration dans le Bassin sédimentaire de Morondava. Ce chapitre se rapporte alors à la présentation des objectifs et les résultats de ceux-ci dans la partie étudié. Ces travaux donnent des idées sur l’accumulation possible des hydrocarbures dans la zone d’étude.

TRAVAUX DE RECHERCHE ENTREPRISE PAR AMOCO

Durant notre stage à l’OMNIS nous avons consulté les données géologiques, sismiques et forages. Ce présent travail est alors basé sur la compilation des documents des travaux effectués par AMOCO dans la zone de Morondava dans son périmètre.
AMOCO a fait de nombreux travaux géologiques, géophysiques, forages ainsi que de diagraphiques durant leur phase d’exploration.

Travaux géologiques

Ce sont la première étape du travail. Ils permettent de repérer les zones sédimentaires méritant d’être étudiées pour voir les formations existantes et aussi les structures qui sont favorables à la formation du piège pétrolier ainsi de connaitre les caractéristiques du système pétrolier par exemple les caractéristiques physiques, géologiques des roches-mères, roches réservoirs et les toits ou roches couvertures. Ainsi, les travaux géologiques faits par AMOCO ont pour objectifs de connaitre :
• les toits ou roches couvertures ;
• les roches réservoirs ;
• les roches mères ;
• les stratigraphies.
Au total, la surface du bloc pétrolier d’AMOCO est de 43 543km², divisé en 5 blocs : Antaotao, Nord Serinam, Belo Sur Manja, Sud Serinam et Andafia dont ces trois derniers sont représentés par la figure ci-après.

Travaux sismiques

Il s’agit essentiellement d’accumuler des données géophysiques pour faire ressortir surtout les informations concernant la mise en place des structures profondes qui sont les structures sédimentaires susceptibles de receler des hydrocarbures. Les objectifs de l’interprétation sismique consiste en général à:
• connaitre la succession des couches géologiques ;
• tracer les grands traits tectoniques;
• identifier les structures anticlinales pouvant devenir des prospects potentiels.
Plusieurs levés sismiques sont effectués sur les blocs de l’AMOCO dans le bassin de Morondava (Figure 4). Ils ont été débuté au Mai 1983 et se termine vers les années 1989. La longueur total de lignes est de 7127km (en 1983-1986); et atteint 7150km (jusqu’à 1989) dont les tableaux ci-après résument ces prospections sismiques.

Travaux de forages

Plusieurs rapports de fin de forage sont à la disposition de l’OMNIS. L’objectif est de faire ressortir les informations contenues dans les résultats de forages comme la lithologie, l’épaisseur et la profondeur, qui sont utiles lors de l’interprétation. Les données sur les puits indiquent que le bilan est plus ou moins satisfaisant avant d’abandonner. Toutefois, la limite environnante n’est pas encore mûre (AMOCO, 1983).
La société est déçue de ce résultat parce que l’évaluation du prospect n’est pas vraiment dans ce profil. C’est la raison pour laquelle le puits n’est pas arrivé à la profondeur finale mais abandonné plus tôt.
Par conséquent, ainsi que le bassin sédimentaire de Morondava est couverte par de nombreuses failles, l’huile peut être migrée par les failles. Et ce mouvement provoque l’apparition d’huile à travers le puits.

GEOLOGIE PETROLIERE

Cet ouvrage est relatif à la géologie pétrolière, une discipline qui utilise la connaissance géologique dans le but d’identifier et d’exploiter au mieux un gisement d’hydrocarbures (pétrole et/ou gaz naturel). Alors, ce chapitre explique les différents processus et les conditions géologiques nécessaires à leur formation.

DEFINITION DU PETROLE

Etymologiquement, le mot « pétrole » provient des termes latins « pétra », qui signifie pierre », et « oléum », qui signifie « huile ». Ainsi « pétrole » signifiant littéralement huile » de pierre », le pétrole est de l’huile qui se trouve dans des roches et plus précisément dans des roches sédimentaires poreuses. On peut retenir schématiquement qu’une roche poreuse contenant du pétrole est comme une éponge imbibée de pétrole.
On appelle gisement une concentration d’hydrocarbures dans le sous-sol susceptible d’être exploitée dans des conditions économiques. Un gisement est une fraction du sous-sol où l’huile est aujourd’hui immobile, et est prête à être extraite. On dit qu’elle y est piégée. La superficie d’un gisement va de quelques km² à quelques dizaines de km² et peut plus rarement atteindre quelques centaines de km². Les gisements correspondent à des structures géologiques particulières limitées à leur partie supérieure par des couches imperméables qui font obstacle à une migration des hydrocarbures vers le haut. Ces structures sont inclues dans des ensembles géologiques plus vastes dits bassins sédimentaires. Ces bassins ont couramment des épaisseurs de quelques kilomètres.

LA FORMATION DES BASSINS SÉDIMENTAIRES

Les bassins sédimentaires correspondent à d’anciennes zones océaniques dans lesquelles des sédiments se sont accumulés durant des périodes géologiques plus ou moins longues. Les dépôts sédimentaires peuvent avoir des origines diverses. Il peut s’agir notamment :
D’une accumulation de particules solides :
• qui proviennent de l’érosion des roches exposées dans les parties émergées de la croûte terrestre; les roches en place sont détruites sous l’effet des pluies, du gel, du vent ou de l’érosion fluviatile et les fragments résultants sont ensuite transportées par les rivières et les courants marins jusque dans les bassins sédimentaires où ils se déposent.
• qui sont issues d’organismes (plancton, corail, coquilles d’animaux marins, débris de végétaux …) ayant vécu sur place dans le milieu aquatique du bassin ou y ayant été transportés.
Des dépôts de sels minéraux (sel gemme, gypse, potasse) liés à l’évaporation de l’eau résultant par exemple d’un assèchement des mers suite à un changement climatique important. Ces dépôts sont désignés sous le terme d’évaporites.
Les sédiments se déposent dans les bassins, strate après strate, formant des empilements de couches stratigraphiques. Par ailleurs, au cours de leur histoire, ces couches subissent divers types de transformation. Constitués au départ de vase, les sédiments subissent des transformations sous l’effet de la compaction due au poids des sédiments sus-jacents nouvellement déposés. Ces transformations sont désignées par les géologues par le terme de diagénèse. Elles entraînent une réduction de volume des strates et une transformation de leur contenu de vase en roches sous l’effet de recristallisations. Ces transformations peuvent entraîner une réduction plus ou moins importante de la porosité.
Une autre conséquence de l’augmentation de la pression sur les couches liée à l’accumulation des sédiments est la formation éventuelle de dômes de sel (encore appelés diapirs). Les dépôts de sel gemme sont moins denses que les dépôts non évaporitiques. Pour cette raison, lorsqu’elles se trouvent comprimées sous l’effet du poids des sédiments sus-jacents, les couches de sel ont tendance à remonter en formant des grosses bulles, puis des dômes. Dans les dernières phases de montée du sel, il se forme également des sortes de « gouttes » au-dessus du dôme. Le sel est par ailleurs un matériau non poreux et imperméable. Les dômes de sel vont donc arrêter l’écoulement du pétrole, lors de sa migration.
Par ailleurs, au cours de leur histoire ultérieure, les couches sédimentaires peuvent éventuellement être exondées si la mer se retire ultérieurement érodées en tout ou en partie. Enfin, sous l’effet de la tectonique, ces couches peuvent être plissées et/ou faillées.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
CHAPITRE I. CONTEXTE GENERAL DE LA ZONE D’ETUDE
I.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE
I.1.1. Localisation
I.1.2. Divisions administratives
I.2. CONTEXTE CLIMATIQUE
I.2.1. Température
I.2.2. Pluviométrie
I.2.3. Cyclones
I.3. HYDROGRAPHIE
I.4. CONTEXTE GÉOLOGIQUE
I.4.1. Stratigraphie
I.4.2. Tectonique
CHAPITRE II : TRAVAUX ANTERIEURS SUR LA ZONE D’ETUDE
II.1. TRAVAUX DE RECHERCHE ENTREPRISE PAR AMOCO
II.1.1 Travaux géologiques
II.1.2 Travaux sismiques
II.1.3 Travaux de forages
DEUXIEME PARTIE II. METHODOLOGIES APPLIQUEES A L’EXPLORATION PETROLIERE
CHAPITRE III : GEOLOGIE PETROLIERE
III.1.DEFINITION DU PETROLE
III.2. LA FORMATION DES BASSINS SÉDIMENTAIRES
III.3. FORMATION DU PETROLE
CHAPITRE IV : NIVEAUX DE L’INVESTIGATION PETROLIERE
IV.1. BASSIN SEDIMENTAIRE
IV.2. SYSTEME PETROLIER
IV.2.1. Présence de roches mères
IV.2.2. Présence de roches réservoirs
IV.2.3. Présence de roche couverture
IV.2.4. Présence de pièges
IV.2.5. La préservation du pétrole et du gaz
IV.3. LE PLAY
IV.4. PROSPECT ET LEAD
CHAPITRE V : EXPLORATION PETROLIERE
V.1. PHASE D’EXPLORATION
V.1.1. Première étape : exploration initiale
V.1.2. Deuxième étape : Phase de délimitation du prospect
V.1.3. Troisième étape : Opérations de forage d’exploration
V.1.4. Quatrième étape : évaluation de la découverte (sismique 3D détaillée)
V.1.5. Cinquième étape : Développement
V.2. METHODE D’EXPLORATION
V.2.1. Méthode géologique
V.2.2. Méthode géophysique
V.3. FORAGE D’EXPLORATION
TROISIEME PARTIE : MODELISATION ET ESTIMATION DU RESERVOIR
CHAPITRE VI : PRESENTATION DES DONNEES
VI.1. DONNÉES SISMIQUES
VI.1.1. La ligne sismique perpendiculaire (Ouest-Est)
VI.1.2. La ligne sismique parallèle (Nord-Sud)
VI.2. DONNÉES FORAGES
VI.3. DONNÉES SUR LES PROSPECTS
RALAIMARO Arisoa José Marius 80
CHAPITRE VII : PRINCIPE DE MODELISATION 2D ET 3D, LOGICIEL DE TRAITEMENT
VII.1. LOGICIEL DE TRAITEMENT
VII.1.1. Logiciel ArcGis10.
VII.1.2. Logiciel Kingdom
VII.2. MODELISATION 2D
VII.3. MODELISATION 3D
CHAPITRE VIII : MODELISATION ET INTERPRETATION DES DONNEES EXISTANTS
VIII.1. INTERPRETATION SISMIQUE EN UTILISANT LA MODELISATION 2D
VIII.2. INTERPRÉTATION SISMIQUE EN UTILISANT LA MODÉLISATION 3D
VIII.2.1. Vue 3D de la zone
VIII.2.2. Roche réservoir (Jurassique supérieur)
VIII.2.3. Roche couverture (Crétacé supérieur)
CHAPITRE IX. QUANTIFICATION ET ESTIMATION DU RESERVOIR
IX.1. MÉTHODE DE CALCUL
IX.2. PARAMETRES NECESSAIRES A LA QUANTIFICATION DE LA RESERVE [20]
IX.2.1. Porosité
IX.2.2. Perméabilité
IX.2.3. Saturation en eau
IX.2.4. Facteur volumétrique de fond
IX.2.5. Vitesse de propagation
IX.3. FORMULE DU CALCUL VOLUMETRIQUE
IX.3.1. Principe de la méthode volumétrique
IX.4. QUANTIFICATION PRATIQUE: ETUDE DE CAS
IX.4.1. Détermination de la valeur des paramètres pétrophysiques
IX.4.2. Quantification pessimistique
IX.4.3. Quantification optimistique
IX.4.4. Quantification moyenne
CHAPITRE X : DISCUSSIONS ET SYNTHESES DES RESULTATS
X.1. SYSTEME PETROLIER
X.1.1. Roches mères
X.1.2. Roches réservoirs
X.1.3. Roches couvertures
X.1.4. Pièges
X.2. QUANTIFICATION DE LA RESERVE
X.3. DISCUSSIONS ET SUGGESTIONS
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES

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