petrole et gaz naturel

« PLAN D’ÉTUDE GÉNÉRALITÉ I- ORIGINE DU PÉTROLE ET DES GAZ NATURELS A. FORMATION 1- DU PÉTROLE 2- DES GAZ NATURELS B. STRUCTURE 1- DU PÉTROLE 2- DES GAZ NATURELS II- OPÉRATIONS DE BASES DANS L’INDUSTRIE DU PÉTROLE ET DES GAZ NATURELS A. L’INDUSTRIE DU PÉTROLE 1- EN AMONT 2- EN AVAL B. L’INDUSTRIE DES GAZ NATURELS 1- EXTRACTION ET TRAITEMENT 2- TRANSPORT GAZEUX OU LIQUIDE III- PRODUCTION NATIONALE CONCLUSION Généralité Le pétrole est exploité à partir de 1959 à Titusville en Pennsylvanie.

Le pétrole et le gaz naturel sont actuellement les matières premières minérales et énergétiques les plus utilisées.

Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale.

C’est un mélange complexe d’hydrocarbures de différentes familles associé à des composés oxygénés, azotés et sulfurés ainsi qu’à des traces de métaux particuliers.

L'exploitation de cette énergie fossile est l’un des piliers de l’économie industrielle contemporaine, car le pétrole fournit la quasitotalité des carburants liquides.

Le gaz naturel est un combustible fossile, il s'agit d’un mélange d'hydrocarbures légers comprenant du méthane, de l'éthane, du propane, des butanes et des pentanes.

Bien que la composition du gaz naturel varie, son composant principal est le méthane (au moins à 90%).

Il est associé à d'autres alcanes, à du diazote N2, à du dioxyde de carbone CO2 et à du sulfure d'hydrogène H2S.

Le gaz naturel est incolore, inodore, insipide, sans forme particulière et plus léger que l'air.

Dans notre exposé nous étudierons la formation, la structure, les opérations de bases de l’industrie et la production national du pétrole et des gaz naturels. I- ORIGINE DU PÉTROLE ET DES GAZ NATURELS A.

FORMATION 1- DU PÉTROLE Le pétrole s'est formé sous la surface de la Terre à la suite de la décomposition d'organismes marins.

Il y a plusieurs millions d'années, d'innombrables végétaux, micro-organismes et espèces planctoniques, vivaient dans les océans. Lorsque les générations successives mouraient, leurs restes se déposaient au fond des océans.

Pendant des millions d'années, ils s'accumulèrent et se mélangèrent à la boue et au limon, pour former des couches de sédiments riches en matières organiques.

L'accumulation continue de sédiments enfouit ces couches organiques à de grandes profondeurs ; sous l'effet de la compression, celles-ci se transformèrent en roches qui devinrent des réservoirs de pétrole. L'épaisseur de ces couches sédimentaires augmentant, la température s'éleva, entraînant une transformation des matières organiques d'origine en substances plus simples, les hydrocarbures, composés de carbone et d'hydrogène.

Ainsi se constitua le pétrole. 2- DES GAZ NATURELS La formation du gaz naturel provient de la lente métamorphose de microorganismes (animaux et végétaux microscopiques) qui constituent le plancton. Ces organismes, déposés au fond des océans en bordure des continents, se sont lentement incorporés aux sédiments pour constituer la roche-mère.

Recouverts sans cesse de nouveaux dépôts, à l'abri de l'oxygène et de la lumière, ils se sont enfoncés dans la terre, avant de connaître des migrations qui les ont conduits vers des pièges où ils se sont accumulés.

Les hydrocarbures se forment lorsque le plancton est immédiatement recouvert d'un sédiment à l'abri de l'air et de la lumière. B.

STRUCTURE 1- DU PÉTROLE On distingue les pétroles en fonction de leur origine et donc de leur composition chimique.

Le mélange d’hydrocarbures issu de ce long processus comprend des chaînes carbonées linéaires plus ou moins longues, ainsi que des chaînes carbonées cycliques naphténiques ou aromatiques.

Il est aussi possible de distinguer les différents types de pétrole selon leur densité, leur fluidité, leur teneur en soufre et autres impuretés (vanadium, mercure et sels) et leurs proportions en différentes classes d’hydrocarbures.

Le pétrole est alors paraffinique, naphténique ou aromatique.

On classe aussi les pétroles selon leur provenance.

Selon sa provenance, le brut peut contenir du gaz dissout, de l’eau salée, du soufre et des produits sulfurés (thiols (mercaptans) surtout).

Il a une composition trop riche pour être décrite en détails.

Il faut distinguer simplement trois catégories de brut :  À prédominance paraffinique : les hydrocarbures linéaires sont les plus abondants ; ces bruts sont les plus recherchés car ils donnent directement une grande proportion de produits légers comme l'essence et le gazole ;  À prédominance naphténique : avec beaucoup d'hydrocarbures à cycle saturé ;  À prédominance aromatique : les hydrocarbures présentant un cycle carboné insaturé sont plus abondants. De plus, il existe des bruts aptes à faire du bitume, ce sont des bruts très lourds de type Boscan, Tia Juana, Bachaquero ou Safaniyah.

Les deux principaux critères pour classer les centaines de bruts différents qui existent sont la densité et la teneur en soufre. 2- DES GAZ NATURELS Il existe plusieurs formes de gaz naturel, se distinguant par leur origine, leur composition et le type de réservoirs dans lesquels ils se trouvent.

Néanmoins, le gaz est toujours composé principalement de méthane et issu de la désagrégation d'anciens organismes vivants.

Aux différents types de gaz naturels cités ci-après, on pourrait adjoindre le biogaz, un substitut renouvelable.  Gaz conventionnel non associé, c'est la forme la plus exploitée de gaz naturel.

Son processus de formation est similaire à celui du pétrole.

On distingue le gaz thermogénique primaire, issu directement de la pyrolyse du kérogène, et le gaz thermogénique secondaire, formé par la pyrolyse du pétrole. Le gaz thermogénique comprend, outre le méthane, un taux variable d'hydrocarbures plus lourds, pouvant aller jusqu'à l'heptane (C 7H16).

On peut y trouver aussi du dioxyde de carbone (CO2), du dioxyde de soufre (SO) et parfois de l'azote (N), du sulfure d'hydrogène appelé aussi « gaz acide » (H2S), ) et de petites quantités d'hélium (He).

On a aussi les formes de gaz naturels suivantes : Gaz associé, Gaz biogénique, Gaz de charbon, Gaz de schiste, Hydrates. II- OPÉRATIONS DE BASES DANS L’INDUSTRIE DU PÉTROLE ET DES GAZ NATURELS Le gaz naturel et le pétrole brut sont souvent associés et extraits simultanément des mêmes gisements, ou encore des mêmes zones de production.

L'exploration et l'extraction du gaz naturel utilisent des techniques à peu près identiques à celles de l'industrie du pétrole. A.

L’INDUSTRIE DU PÉTROLE L’industrie pétrolière se subdivise schématiquement en « amont » (exploration, production) et en « aval » (raffinage, distribution). 1- EN AMONT L’exploration, c’est-à-dire la recherche de gisements et la production sont souvent associées.

L’exploration commence par la connaissance géologique de la région, puis passe par l’étude détaillée des structures géologiques (principalement par imagerie sismique, même si la magnétométrie et la gravimétrie peuvent être utilisées) et la réalisation de puits.

On parle d’exploration « frontière » lorsque la région n’a pas encore de réserve mondiale prouvée, le risque est alors très élevé mais le prix d’entrée est faible, et le retour peut être important.

La production, ou plutôt l’extraction du pétrole, peut-être une opération complexe : pour maximiser la production finale, il faut gérer un réservoir composé de différents liquides aux propriétés physico-chimiques très différentes (densité, fluidité, température de combustion et toxicité, entre autres).

Au cours de la vie d’un gisement, on ouvre de nouveaux puits pour accéder aux poches restées inexploitées.

En règle générale, on injecte de l’eau et/ou du gaz dans le gisement, via des puits distincts de ceux qui extraient le pétrole.

Une mauvaise stratégie d’exploitation (mauvais emplacement des puits, injection inadaptée, production trop rapide) peut diminuer de façon irréversible la quantité de pétrole extractible.

Par exemple, l'interface entre la nappe de pétrole et celle d’un liquide chargé en soufre peut être brisée par simple brassage, polluant ainsi le pétrole.

Au cours des dernières décennies, l’exploration et la production se font en proportion croissante en offshore : l’onshore, plus facile d’accès, a été exploité le premier.

La loi de Ricardo s’applique très bien au pétrole, et, en règle générale, le retour sur investissement tend à diminuer : les gisements sont de plus en plus petits, dispersés, et difficiles à exploiter.

Il y a bien sûr des exceptions, comme dans des pays où l’exploration a longtemps été paralysée pour des raisons politiques. 2- EN AVAL Comment traite-t-on un brut, ce mélange de molécules des plus légères aux plus lourdes ? On va le chauffer et provoquer son évaporation progressive.

Par exemple, quand on chauffe un fond de casserole d’eau, de petites bulles apparaissent d’abord avant 100 °C : ce sont les gaz dissous dans l’eau qui s’échappent.

Puis, à 100 °C, l’eau bout à gros bouillons et s’évapore complètement.

Au fond de la casserole, on trouve des résidus blanchâtres de sels, qu’il faudrait chauffer à très haute température pour les vaporiser.

Pour le pétrole, c’est le même principe pour le raffinage.

Le raffinage consistait simplement, à l’origine, en la distillation ou le fractionnement du.... »