Formation d'un gisement pétrolier
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Objectif(s)
Comment se forme un gisement pétrolier ?
Les ressources en hydrocarbures représentent un enjeu
économique, politique et environnemental de notre
planète.
Les premiers pays producteurs sont la Russie, l’Arabie Saoudite et les États-Unis. Toutefois, leurs gisements s’épuisent. La découverte de nouveaux gisements présente donc un intérêt économique pour les pays. Cette découverte ne peut se faire sans une bonne connaissance des contextes géologiques favorisant leur formation.
Les premiers pays producteurs sont la Russie, l’Arabie Saoudite et les États-Unis. Toutefois, leurs gisements s’épuisent. La découverte de nouveaux gisements présente donc un intérêt économique pour les pays. Cette découverte ne peut se faire sans une bonne connaissance des contextes géologiques favorisant leur formation.
1. Localisation des gisements pétroliers au
niveau des marges passives
Le pétrole est une ressource non renouvelable
inégalement répartie à la surface de
la Terre. On trouve les gisements majoritairement dans le
Golfe Persique, en Alaska et en Russie, en bordure de
continents dans l’Atlantique Sud. Aujourd’hui,
on découvre encore des gisements pétroliers
au large des côtes africaines et américaines
de l’Atlantique Sud.
Ces régions correspondent à des marges passives qui présentent des caractéristiques structurales semblant favoriser la formation de roches carbonées.
Comment est organisée une marge passive ?
En bordure de continent, la croûte continentale se poursuit sous l’eau. On observe tout d’abord le plateau continental puis le talus continental qui correspond à un plan très incliné qui descend jusqu’à la plaine abyssale formée par le plancher océanique.
Ces régions correspondent à des marges passives qui présentent des caractéristiques structurales semblant favoriser la formation de roches carbonées.
Comment est organisée une marge passive ?
En bordure de continent, la croûte continentale se poursuit sous l’eau. On observe tout d’abord le plateau continental puis le talus continental qui correspond à un plan très incliné qui descend jusqu’à la plaine abyssale formée par le plancher océanique.
La marge passive est formée par le
plateau continentale et le talus
continental.
Il est possible de connaître le profil
pétrographique d’une marge passive à
l’aide des données obtenues par
sismique-réflexion. Elle est formée par un
socle granitique présentant des failles normales
à sa surface. Des roches sédimentaires de
type lacustre sont présentes dans les creux
formés par ces failles et recouvertes par des
évaporites (halite, sel NaCl). Elles sont
elles-mêmes recouvertes ensuite par des roches
sédimentaires type marnes et calcaires marins et
enfin par des sédiments argilo-marneux. Les
gisements pétroliers sont localisés dans les
roches sédimentaires de type lacustre.
Doc. 1 : Profil pétrographique
simplifié d’une marge passive
2. Chronologie de la formation d'un gisement
pétrolier
La nature et la datation des roches
sédimentaires présentes au niveau
d’une marge passive permettent de reconstituer la
chronologie des évènements ayant conduits
à sa formation.
a. Ouverture du rift continental
Les failles normales se forment lors de
l’ouverture d’un rift continental. La
croûte continentale s’étire et se
fracture. Les blocs rocheux basculent. Des lacs se
forment dans cette nouvelle dépression conduisant
à la formation des roches de type lacustre. Les
futures bordures africaines et américaines sont
localisées alors dans une région
tropicale.
La production primaire est donc importante. Lorsque les végétaux meurent, la matière organique s’accumule aux fonds des lacs. Les décomposeurs actifs en surface appauvrissent les eaux profondes en dioxygène ce qui favorise l’enfouissement de la matière organique sous les sédiments issus de l’érosion des roches du continent.
On retrouve cette configuration en Afrique, le long du rift est-africain. Les sédiments présents au fond des lacs de ce rift sont riches en matière organique (jusqu’à 3 %).
La production primaire est donc importante. Lorsque les végétaux meurent, la matière organique s’accumule aux fonds des lacs. Les décomposeurs actifs en surface appauvrissent les eaux profondes en dioxygène ce qui favorise l’enfouissement de la matière organique sous les sédiments issus de l’érosion des roches du continent.
On retrouve cette configuration en Afrique, le long du rift est-africain. Les sédiments présents au fond des lacs de ce rift sont riches en matière organique (jusqu’à 3 %).
b. Assèchement des bassins océaniques
L’expansion océanique se poursuit. La
croûte continentale s’éloigne
progressivement de la dorsale permettant la formation de
jeunes océans peu profonds. Les jeunes bassins
océaniques se retrouvent périodiquement
isolés et connaissent un taux
d’évaporation intense ce qui favorise leur
assèchement et le dépôt de sels.
Les sédiments s’accumulent, s’enfoncent et se transforment en roches sédimentaires :
- les êtres vivants caractéristiques des littoraux produisent des coquilles et des tests à l’origine des roches calcaires ;
- les sédiments argilo-sableux qui proviennent de l’érosion des roches continentales donnent naissance à l’argile et au grès. Les marnes correspondent à un mélange de calcaires et d’argile.
Sous l’effet du poids des sédiments, la croûte continentale s’enfonce, c’est le phénomène de subsidence. Sous l’effet de la pression et de la température la matière organique enfouie se transforme en hydrocarbures.
Les sédiments s’accumulent, s’enfoncent et se transforment en roches sédimentaires :
- les êtres vivants caractéristiques des littoraux produisent des coquilles et des tests à l’origine des roches calcaires ;
- les sédiments argilo-sableux qui proviennent de l’érosion des roches continentales donnent naissance à l’argile et au grès. Les marnes correspondent à un mélange de calcaires et d’argile.
Sous l’effet du poids des sédiments, la croûte continentale s’enfonce, c’est le phénomène de subsidence. Sous l’effet de la pression et de la température la matière organique enfouie se transforme en hydrocarbures.
3. Structure d'un gisement pétrolier
Le pétrole est une roche fluide qui se
retrouve piégée en sous-sol.
La roche mère qui lui donne naissance
est formée par l’accumulation de
sédiments détritiques et de restes
d’êtres vivants en milieu peu
oxygéné. Peu dense, elle remonte dans une
roche réservoir caractérisée
par une importante porosité (grès et
calcaires). Elle est maintenue en sous-sol par une roche
couverture totalement imperméable aux
hydrocarbures (halite).
L'essentiel
La formation d’un gisement pétrolier
nécessite donc plusieurs conditions :
• la formation d’un rift continental dans une zone de forte productivité primaire qui conduit à l’enfouissement de la matière organique avant sa décomposition (formation de la roche mère) ;
• la formation d’une roche couverture saline suite à l’assèchement des bassins ;
• l’accumulation d’une grande épaisseur de sédiments qui conduit à l’enfouissement par subsidence de la matière organique et à sa transformation en hydrocarbures qui seront ensuite stockés dans une roche réservoir poreuse.
La réunion de toutes ces conditions est rare, ce qui explique la rareté des gisements pétroliers à la surface de la Terre.
• la formation d’un rift continental dans une zone de forte productivité primaire qui conduit à l’enfouissement de la matière organique avant sa décomposition (formation de la roche mère) ;
• la formation d’une roche couverture saline suite à l’assèchement des bassins ;
• l’accumulation d’une grande épaisseur de sédiments qui conduit à l’enfouissement par subsidence de la matière organique et à sa transformation en hydrocarbures qui seront ensuite stockés dans une roche réservoir poreuse.
La réunion de toutes ces conditions est rare, ce qui explique la rareté des gisements pétroliers à la surface de la Terre.
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