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Environnement Global & Société Les hydrocarbures : formation & notion de réserves D. Nerini M1 Pro, 2010 Environnement Global & Société Les hydrocarbures.

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1 Environnement Global & Société Les hydrocarbures : formation & notion de réserves D. Nerini M1 Pro, 2010 Environnement Global & Société Les hydrocarbures : formation & notion de réserves D. Nerini M1 Pro, 2010

2 Révolution Industrielle (~1800) Une question de transfert de carbone Pétrole, charbon & gaz = énergie fossile 2 questions : Combien de temps pouvons-nous continuer à extraire du carbone fossile du sous-sol de la planète? Débat sur les ressources Combien de temps pouvons-nous émettre toujours plus de CO2 dans latmosphère? Débat sur le changement climatique

3 Cycle du carbone 1 % de la biomasse océanique va sédimenter Il faut attendre ~ 10Ma jusquà 1 Ga pour avoir la formation de pétrole

4 Mazout genesis MO dans sédiment 50°C - 120°C Expulsion H20 – CO2 Formation de kérogène roche mère TECTONIQUE Augmentation de la pression Et de la température En descendant Expulsion H20 – CO2 pyrolyse du kérogène Expulsion dhuile (pétrole) et de gaz (méthane) roche mère

5 Mazout genesis Vue densemble de la création dun gisement pétrolier 1 – Migration primaire (expulsion huile et gaz) 2 – Migration secondaire (remontée vers la surface) Ces processus prennent des millions dannées Au cours de la migration les produits peuvent être piégés

6 Mazout trap Sil ne rencontre aucun piège géologique, Le pétrole suintera à la surface (ou sous le plancher océanique)

7 Formation dun réservoir de pétrole ~ 100Ma Morceau de caillou à porosité variable imprégné de liquide 3 étages : gaz, huile & eau Proportion de masse dhuile dans la roche ~ qqs % à qqs 10 % Plus réservoir profond = gaz en plus grande quantité Bitume = « vieux » pétrole Schiste bitumineux = pétrole « jeune », rendement extraction + pyrolyse < 1 Quest ce que le pétrole?

8 Lexploitation de schiste bitumineux implique de pyrolyser à la main le kérogène Lexploitation de sable bitumineux sous forme dhydrocarbure est possible mais ce pétrole vieux a perdu sa fraction volatile la plus intéressante

9 Mazout genesis : on prend les mêmes… Une fois piégé, la tectonique continue. Si du pétrole piégé redescend, son krackage va lenrichir en gaz

10 Mazout genesis Pendant longtemps, on ne savait que faire du gaz présent dans les réservoir de pétrole !

11 Mazout hérésie Un exemple édifiant : les gaz de schistes

12 Mazout hérésie Un exemple édifiant : le cratère Darwaza au Turkménistan

13 Mazout hérésie Un exemple édifiant : le cratère Darwaza au Turkménistan

14 Yen a beaucoup du kérogène? Stock de carbone dorigine organique dans la lithosphère Le pétrole représente 1/ ème de la quantité de matière organique qui a vécu au moment de la sédimentation

15 Pour en trouver sismique Seule certitude = forage mais information locale Où? Et combien de trous?

16 Quantification des ressources Notion de ressource pétrolière : il sagit de la quantité de pétrole quil y a sous nos pieds Cette quantité est inconnue. Elle est finie car la terre est de taille finie. Lors dune exploration, seule une estimation peut être réalisée. La précision de lestimation va dépendre de plusieurs facteurs: Volume de la roche réservoir (souvent complexe) La porosité de la roche (spatialement non-homogène) La distribution spatiale de lhuile (variable au m près) La viscosité de lhuile va contraindre lextractibilité Cette ressource pétrolière nest pas créée, elle est découverte (localisation et ordre de grandeur). On ne fait constater que de lexistence dun gisement. Une fois découvert, le gisement est dans un des 3 états possibles suivants : en cours dexploitation, en cours de développement (investissement et infrastructure acquis) ou simplement découvert. On ne saura exactement le contenu dun réservoir géologique quà la fin de son exploitation.

17 Des ressources aux réserves Réserve prouvée : il sagit pour un gisement en exploitation ou en développement, de la quantité dhuile extractible avec une probabilité P > 0.9 aux conditions techniques et économiques du moment Une réserve prouvée variera en fonction des éléments suivants : Estimation de la taille du réservoir Progrès techniques Prix de la ressource, dans une moindre mesure La vitesse dexploitation de la ressource Réserve ultime : il sagit de lensemble de la ressource extractible du sous-sol, du début à la fin de son exploitation temps

18 Réserves ultimes Réserves extraites Réserves prouvées + reste La quantité de réserves ultimes est immuablement fixée mais inconnue (surface bleue). Seule lestimation que lon en fait au cours du temps peut varier. Réserves ultimes = réserves extraites + réserves prouvées + reste Reste = gisements à développer + ressource à réestimer + ressource à découvrir Aujourdhui : réserves prouvées ~ 1000 Gbar réserves ultimes restantes ~ 1500 Gbar Les réserves ultimes incluent les découvertes à venir!

19 Evolution des réserves prouvées Découvertes mondiales de pétrole depuis 1900 (1T = 7.3 barils) Les découvertes décroissent depuis les années soixante! La valeur la plus probable des réserves ultimes correspond à lintégrale sous la courbe… Si on connaissait la fin.

20 Evolution des réserves prouvées Découvertes mondiales de pétrole depuis 1900 (1T = 7.3 barils) Lissage sur 20 ans + prévisions Le pétrole extractible est disponible en quantité finie On a aujourdhui une estimation raisonnable de ces réserves extractibles Le pic de production de nimporte quelle ressource terrestre est une certitude! (intégrale bornée). Reste à savoir combien et quand…

21 Le savait-on? Estimation par divers géologues et spécialistes pétroliers des réserves ultimes de pétrole (GTep)

22 Réserves cumulées extraites dans le passé (vrai) + estimations futures ~ 350 GTep Réserves ultimes restantes = Pétrole extractible restant Laugmentation des réserves prouvées est une source derreur. Ce qui compte cest la diminution des réserves ultimes! La magie des exponentielles : on a consommé autant de pétrole entre 1980 et 2005 quentre 1880 et 1980

23 Fiabilité des estimations

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26 Main oil trade movements

27 Fiabilité des estimations Au moment du contre choc pétrolier, entre 1985 et 1990, certains pays de lOPEP ont multiplié par 3 leurs réserves prouvées… Quid de cette augmentation? Aucune avancée technologique majeure ne justifie cette augmentation

28 Champions toutes ressources confondues Réserves prouvées gaz + charbon + pétrole, 2008 GTep Revirement du Canada à Kyoto : Sables bitumineux de lAlberta

29 Passer des découvertes à la production Pic de découverte ~1970 Pic de production estimé ~ today!

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