Article

1 - CONTEXTE ÉNERGÉTIQUE MONDIAL

2 - HYDROCARBURES NON CONVENTIONNELS

3 - HYDROCARBURES DE ROCHE-MÈRE

4 - EXPLOITATION DES HYDROCARBURES DE ROCHE-MÈRE

5 - EMPREINTE ENVIRONNEMENTALE D'EXPLOITATION

6 - DÉVELOPPEMENT AUX ÉTATS-UNIS

7 - ESTIMATION DES RESSOURCES MONDIALES

8 - CONCLUSIONS. ÉVOLUTION OU RÉVOLUTION ?

  • 8.1 - Évolution
  • 8.2 - Révolution

Article de référence | Réf : BE8559 v1

Hydrocarbures de roche-mère

Auteur(s) : Roland VIALLY

Date de publication : 10 oct. 2014

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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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ABSTRACT

Hydrocarbon source-rock

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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KEYWORDS

uniconventional hydrocarbons   |   shale oil and shale gas   |   hydrocarbon exploration   |   hydrocarbon production   |   horizontal drilling   |   hydraulic fracturation   |   resources assessments

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8559


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   World energy outlook.  -  International Energy Agency (2010).

  • (2) -   World energy outlook.  -  International Energy Agency (2012).

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  • (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

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