La Géologie Pétrolière / Qu’Est –ce qu’un gisement ? 

• Un hydrocarbure (HC)

    est un composé organique. Ce sont des ressources non renouvelables (à échelle humaine de temps), dont les gisements commencent localement à s'épuiser ou à être très coûteusement et plus difficilement exploitable (gisements offshore ou très profonds) qu'il s'agisse du charbon, du pétrole ou du gaz naturel .

•    Le pétrole :

Le mot pétrole (du latin médiéval petroleum,huile de pierre), désigne  un ensemble de produit et dérivée naturels variées. Le pétrole brut  est un fluide constitué principalement  d’hydrocarbures. On le rencontre  dans les bassins sédimentaires , où il occupe les vides  de roches poreuses   appelées réservoirs.  

Les gisements de pétrole correspondent à une accumulation dans une zone où le réservoir présente des caractéristiques favorable et constitue un piège.

• Qu’Est –ce qu’un gisement ?

Un gisement est formé d’un (ou plusieurs) réservoir(s)  rocheux souterrain(s) contenant des hydrocarbures liquides et /ou gazeux sédimentaire. La roche réservoir est poreuse et perméable, et la structure est limitée par des barrières imperméables qui piègent les hydrocarbures.

•    Genèse et migration des hydrocarbures :

•  Genèse

Les hydrocarbures ont pour origines les matières organiques contenues dans les sédiments.  

Ces matières organiques sont constituées très souvent de micro –algues   et de micro organismes qui se déposent en milieu aquatique, notamment au fond des mers.

Lors du dépôt et au début de l’enfouissement de ces sédiments, la plupart  de ces sédiments sont détruites par oxydation. 

La partie qui subsiste contient de Kérogène (ensemble de macromolécules qui constitue un résidu inassimilable par les micro-organismes), qui par l’enfouissement progressif des sédiments provoquant  une importante compression et une forte montée en température –et ceci durant des temps très long-, va se transformer en hydrocarbures par craquage thermique.

Le Kérogène, à l’origine immature, se transformer en huile à partir d’un seuil se 50-70⁰ C. Vers  120-150⁰C, l’huile est à  son tour craquée, d’où   du gaz d’abord humide, puis sec. Entre ces deux seuils  de température, se situe ainsi la « fenêtre d’huile », qui correspond souvent  à des profondeurs d’enfouissement allant de 1000 à 3500 m  .

On appelle roches mères  les roches qui contiennent ces matières organiques en  quantité suffisante : au moins 0,5⁰/₀ de  carbone organique et 100 ppm de matière organique extractible aux solvants.

Ces roches mers sont surtout des argiles, et parfois des carbonates .Elles  se présentent soit sous forme concentrée dans certains horizons, soit sous forme dispersée.

• Migration

Les hydrocarbures, formés au sein des roches mères, en sont très généralement expulsées vers des zones  à pression plus faible, ce qui signifie que, notamment en ce qui concerne les argiles, la roche mère était encore perméable à l’époque de la migration .on distingue deux migrations successives.

•    Migration primaire :

Les hydrocarbures sont expulsés à l’extérieur de la  roche mère vers un milieu adjacent plus poreux, où les fluides peuvent se déplacer. Au départ du processus, ce sont essentiellement les forces liées  à l’enfouissement et  à la compaction qui provoquent cette expulsion, la quelle peut être latérale.

• Migration secondaire :

Elle a lieu depuis le voisinage de la roche mère jusqu’au réservoir où les hydrocarbures seront piégés   . Ce cheminement vers le haut peut se faire dans un ou plusieurs réservoirs  par des failles, zones de fissures, etc.

Pourquoi un cheminement vers le haut ? 

Tout simplement parce que les masses spécifiques du gaz cet de l’huile sont plus faibles que celles de l’eau. Sous l’effet de la gravitée, les hydrocarbures remontent donc naturellement vers la surface

•     Les pièges :

L’existence de réservoirs imprégnés d’hydrocarbures indique la présence d’un piège capable d’arrêter la migration d’hydrocarbures : il s’agit donc d’une zone limitée  par une barrière  située en amont du flux. L’étanchéité  du réservoir vers le haut est assurée par la présence d’une couche de roches imperméables appelée couverture (argile, sel, anhydrite le plus souvent).

Il existe des pièges structuraux, stratigraphiques, et mixtes:

•   Pièges structuraux :Dus à une déformation de la roche, anticlinaux simples ou failles. On parlera de dômes lorsqu’ils sont de forme ronde.  
•     Pièges stratigraphiques : Le piégeage est dû à des variations de faciès, la roche devenant latéralement imperméable.  Par exemple : lentilles de grès dans un ensemble argilo-gréseux, biseaux de dépôt ou d’érosion, récifs carbonatés.
•   Pièges mixtes : anticlinaux érodés, piège associé au dôme de sel.

Les Différents types de pièges

Pièges structuraux (A,B) et stratigraphiques (C,D) . A. piège  anticlinal.  B. Piège par faille . C. Lentille sableuse et biseau sous discordance  .D. Récif

Exemple d'un Piège Structurale