Gisements d'hydrocarbures

Depuis 2005-06 de nombreuses études géologiques ont permis la découverte de nouveaux gisement pétrolier de part et d'autres de l'atlantique. Les études démontrent que ces gisements ont été formés il y a environ 100 à 140 Ma. Ces gisements sont dans la marge passive des plaques continentales dans des roches pré-salifères.

Qu'est-ce que la marge passive? En fait la croûte continentale ne s'arrète pas brutalement sur le bord d'une plage. La croûte continentale se prolonge sous la surface de l'eau pour former le plateau continental. Après le plateau continental succède le talus continental (zone de forte inclinaison) qui conduit à la plaine abyssale (qui est la croûte océanique). Le plateau et le talus continental forment la marge passive.

Qu'est-ce qu'une roche pré-salifère? Lors de l'accumulation de sédiments dans l'eau, certains minéraux dissout font saturer l'eau et précipiter. Si le milieu devient fermé, c'est à dire que l'eau n'est plus régénérée l'eau va s'évaporer progressivement pour donner un type de roche particulier qu'on appelle les roches salifères. Les roches pré-salifères sont des roches qui ont été générées par l'accumulation de sédiment dans l'eau avant l'évaporation de cette dernière.


Rappel sur les roches sédimentaires

Il existe plusieurs types de roches sédimentaires en fonction de comment les roches ont été formées.

Les roches détritiques : sont formées par accumulation de débris solides provenant de l'érosion des roches. On trouve dans cette famille les argiles qui sont constituées de minéraux en feuillet dont les grains sont d'une taille inférieure à 2 µm; les limons dont les grains ont une taille comprise entre 2 et 50 µm; et les sables dont les grains ont une taille entre 50 µm et 2 mm.

Les roches biochimiques : issues d'une précipitation de matériaux fabriqués par des êtres vivants. C'est le cas de nombreux calcaires composés de carbonate de calcium (CaCo3) provenant de coquilles et tests d'animaux marins. Les marnes sont quand à elle un mélange d'argile et de calcaire.

Les évaporites : issues de la précipitation d'ions suite à une évaporation intense (voir chapitre XXX). La halite, une roche constituée de sel de table (NaCl) est une évaporite. La halite est aussi dite roche salifère puisque parfois les ions précipité sont nommés sels.

 

La formation du pétrole

Comme vous le savez le pétrole est issu de débris de matière organique, mais comment? Dans des marres avec une forte activité de production primaire de matière organique (beaucoup de végétaux verts) il y a des débris qui tombent sur le fond. Ces débris sont normalement recyclés par les décomposeurs pour former de l'humus. Si la quantité de déchets organiques dépasse la capacité de dégradation des décomposeurs, alors ces déchets organiques s'accumulent sur le fond de la lagune et sont emprisonnés avec les autres sédiments. Plus de matière organique non dégradée est enfouie rapidement dans les roches sédimentaires plus il y a de chances d'obtenir des hydrocarbures. Toutefois les hydrocarbures ne se forment pas si simplement. Pour que les hydrocarbures se forment, les matières organiques doivent être soumises à une forte pression et température (qu'on trouve dans les régions de subsidence), sinon la matière organique va rester sous forme de tourbe. Les zones qui rencontrent les conditions idéales sont les océans en formation dans les régions équatoriales. En effet dans les régions équatoriales il y a une forte production de matière organique, dans des régions lagunaire de faible profondeur, par ailleurs, l'activité sismique d'une dorsale ou d'un rift, va réduire l'épaisseur de la croûte terrestre et former une subsidence  ainsi que des failles et une fortes érosion par conséquent les débris biologiques seront soumis à des fortes températures et pressions, favorisant l'apparition d'hydrocarbures. Les hydorcarbures néo-formé va donc s'accumuler dans une roche mère. Les hydrocarbures sont des composés chimiques soit volatiles, soit plus léger que l'eau, par conséquent il vont avoir tendance à s'échapper de la roche mère. En réalité on retrouve souvent les hydrocarbures dans des roches poreuses comme le calcaire qu'on va nommer des roches réservoirs. Les roches réservoirs étant poreuse, pour qu'elles soient efficaces il faut que la roche réservoir soit recouverte d'une roche imperméable comme les marnes ou les évaporites. Si on reprend les conditions de la formation du pétrole on va trouver des roches détritiques contenant la matière organique qui va former les hydrocarbures (roche mère), au dessus les roches biochimiques constituées de débris d'animaux et qui va devenir la roche réservoir, puis encore au dessus des évaporites comme la halite qui est parfaitement étanche et permettre l'accumulation d'hydrocarbure dans la roche réservoir. Voilà pourquoi on parle de gisement pré-salifère car la roche réservoir se trouve juste sous une roche salifère (donc formée avant).

 

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Représentation schématique de la formation d'hydrocarbures dans un rift actif. A/ En zone tropicale, forte production de matière organique, dont une partie n'est pas recyclée et va être enfouie dans les roches sédimentaires détritiques. B/ le phénomène se poursuit, avec formation de roches sédimentaires biochimiques (comme le calcaire). Les roches détritiques contenant les matières organiques se retrouvent dans les failles du rift  au niveau de la subsidence. C/ L'évaporation de l'eau va précipiter différents ions, permettant de former des roches sédimentaires évaporites (aussi appelées roches salifères) étanches. Les hydrocarbures se forment dans la roche mère (roche détritique riche en matière organique) sous l'action de la pression et de la température. Les hydrocarbures vont diffuser passivement dans la roche réservoir (roche biochimique) où ils seront bloqués à cause de la présence de roches évaporites imperméables sur le dessus.

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Date de dernière mise à jour : 21/07/2012

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