Petrol din oceanul adânc Pentru Știință
Petrolul abundă sub Atlanticul de Sud, deoarece s-au acumulat cantități enorme de sedimente de când s-a format acest ocean în urmă cu aproximativ 140 de milioane de ani.
Instalație plutitoare a câmpului petrolier Girassol, în largul coastei Angolei
Amabilitatea lui TotalFinaElf
Între 1980 și 2020, populația lumii se va dubla, ajungând la opt miliarde de oameni. Se așteaptă ca această creștere a populației să ducă la o creștere de 50% a consumului global de energie. Resursele noastre energetice vor fi suficiente pentru a acoperi aceste nevoi? În general da: există mai multe metode de producere a energiei și rezervele de combustibili fosili vor fi suficiente pentru una sau două generații. Astfel, rezervele cunoscute de cărbune reprezintă 250 de ani de consum la rata actuală, iar rezervele de petrol și gaze naturale vor fi suficiente timp de câteva decenii. Cu toate acestea, nevoile sunt distribuite inegal: multe țări în curs de dezvoltare consumă, de exemplu, din ce în ce mai mult combustibil. Cu toate acestea, descoperirile de hidrocarburi lichide ușor accesibile devin rare. În plus, gazele naturale, neglijate de mult, prezintă un interes din ce în ce mai mare pentru exploratori: este o sursă de energie fosilă mai puțin poluantă decât cărbunele sau hidrocarburile lichide. În cele din urmă, 70% din resursele petroliere mondiale și 40% din resursele de gaze naturale sunt concentrate în țările din Orientul Mijlociu.
Depozite simetrice
Ce este un sistem petrolier? Termenul desemnează o porțiune a unui bazin sedimentar, în care sunt constituiți toți constituenții geologici necesari formării și reținerii petrolului și care a cunoscut condițiile fizice și chimice esențiale pentru maturarea petrolului sau gazului. În număr de patru, componenții geologici includ o „rocă de bază”, o „rocă de rezervor” aparținând unui sistem de drenuri, o „rocă de acoperire” și o „capcană”. În plus, un proces de înmormântare treptată a rocii părinte trebuie să producă condițiile termice pentru maturarea sa chimică. Să ne uităm la fiecare dintre aceste aspecte.
Sisteme petroliere
Primul constituent, roca de bază, este o rocă sedimentară, în care s-a acumulat o cantitate mare de resturi organice în același timp cu sedimentul mineral. Această materie organică provine din acumularea de resturi mai mult sau mai puțin bine conservate de țesuturi ale organismelor care au trăit în apropiere. În esență, acestea sunt alge planctonice, plante superioare și bacterii. Pentru ca o rocă să fie calificată ca rocă mamă, materia organică pe care o conține trebuie să reprezinte cel puțin unu până la două procente din greutatea rocii. Acest tip de sediment bogat în materie organică este rar, deoarece necesită condiții speciale de formare, în special un ecosistem care produce o biomasă semnificativă ale cărei rămășițe, după ce au scăpat de descompunere, sunt încorporate în sedimentul care se așează.
Roci sursă
Transportul de la locul producției biologice la locul de depozitare trebuie să fie scurt și mediul de sedimentare lipsit de oxigen (mediu anoxic). În caz contrar, bacteriile aerobe și organismele bentice proliferează și consumă materialul biologic produs. Rocile bogate în materie organică sunt cel mai adesea roci argiloase sau marnoase (amestec de argile și calcar). Acestea au dimensiuni mici ale particulelor și, prin urmare, nu sunt foarte poroase și nu sunt foarte permeabile. O parte esențială a unui sistem de ulei, roca de bază este o „fabrică de petrol și gaze”. Un bazin lipsit de sedimente bogate în materie organică nu poate conține câmpuri petroliere. Toate rocile sursă nu sunt echivalente, dar diferă în special prin conținutul lor de materie organică, volumul sau natura materialului organic fosilizat pe care îl conțin.
Acestea sunt clasificate în trei categorii principale. Tipul i se formează în principal din rămășițele membranelor bacteriene și ale algelor unicelulare care trăiesc în lacuri. Nu este utilizat pe scară largă, este de o calitate excelentă, deoarece 70 până la 80 la sută din greutatea materiei organice conservate în sediment se poate transforma în hidrocarburi atunci când condițiile sunt favorabile. Rocile sursă de tip I sunt, de exemplu, prezente în sedimentele lacurilor din marginile vestice ale Africii și marginile din estul Americii de Sud (din Cretacicul timpuriu), sau sunt asociate cu mai multe bazine terțiare din Asia de Sud-Est sau cu unele bazine continentale chineze.
Tipul II, mai frecvent, se formează din rămășițele algelor planctonice marine. Rocurile sursă din Marea Nordului, Venezuela și Arabia Saudită sunt exemple. Până la 40 până la 60% din greutatea materialului organic din ele se transformă în hidrocarburi în condiții optime. În cele din urmă, tipul III, a cărui formă specială este cărbunele, provine din rămășițele plantelor terestre superioare. Este, de exemplu, caracteristic rocilor sursă ale deltelor fosile. Potențialul petrolier al acestui material organic este relativ scăzut, deoarece numai 10 până la 30% din greutatea conținutului lor organic se poate transforma în hidrocarburi. Pe de altă parte, deoarece grămezile de sedimente care îl conțin au adesea o grosime de câteva sute de metri sau chiar câțiva kilometri, cantitatea de petrol produsă este semnificativă.
A doua componentă a unui sistem petrolier este un set de drenuri formate în general din roci poroase și permeabile, precum și fracturi și defecte care permit deplasarea hidrocarburilor în bazinul sedimentar. Rocile poroase și fracturate pot acționa și ca roci de rezervor, unde se acumulează hidrocarburi. Porozitatea rocilor din rezervor variază de la aproximativ 5 la 30 la sută din volumul rocii. Petrolul și gazul format în roca de bază sunt expulzați către canalele de scurgere și se deplasează acolo, deoarece densitatea lor este mai mică decât cea a apei care pătrunde în toate rocile sedimentare: forța Arhimede, care îl face să plutească uleiul pe apă, face ca petrolul migrează spre suprafață.
A treia componentă, capacul de rocă situat deasupra canalelor. Datorită impermeabilității sale, limitează hidrocarburile în sistemul poros, unde se deplasează. Este de exemplu roci argiloase sau sare masivă. Absența acoperirii rocilor are ca rezultat o dispersie a hidrocarburilor din bazinul sedimentar și evacuarea lor către suprafață. Când ajung la sol, hidrocarburile sunt distruse acolo de mecanisme chimice sau biologice, cum ar fi cele de la locul de muncă în timpul poluării accidentale cu petrol. Se estimează că aceste uleiuri naturale se infiltrează în mediu reprezentând în volum echivalentul deversărilor de ulei de origine umană.
A patra componentă a unui sistem petrolier, capcana este un obstacol geologic care oprește progresia hidrocarburilor pe măsură ce acestea se deplasează spre suprafață. Există două tipuri de capcane: capcanele structurale sunt accidente geometrice particulare în care se acumulează ulei, cum ar fi anumite pliuri anticlinal sau defecte care plasează bariere impermeabile în calea fluidelor; capcanele stratigrafice rezultă din variațiile locale ale porozității și permeabilității rocii rezervorului. Poate fi, de exemplu, trecerea unei roci permeabile la o rocă impermeabilă sau prezența cimentului mineral care blochează porii rocii. Fluide petroliere - petrol sau gaz - se acumulează în astfel de capcane.