Les pays producteurs de pétrole.
Aujourd'hui plus de la moitié des resserves mondiales sont concentrées au Moyen-Orient avec l'Iran, l'Irak, le Koweït, les Émirats arabes unis et l’Arabie saoudite qui font partie de l'OPEP.
En 2013, les plus grands producteurs mondial sont les pays de l'OPEP (Organisation des pays exportateurs de pétrole) qui est une organisation intergouvernementale de pays. Créée en 1960, l’OPEP a pour objectif de contrôler les exploitations pétrolières sur le territoire des pays membres, ainsi que le prix du pétrole. En effet, jusqu’en 1970, les pleins pouvoirs en la matière étaient détenus par des sociétés pétrolières étrangères. Constituée de 12 membres en 2010, Arabie saoudite, Iran, Iraq, Koweït, Venezuela, Qatar, Libye, Émirats arabes unis, Algérie, Nigeria, Angola, et Équateur. L’OPEP contrôle 78% des resserves mondiales estimées de pétrole, 45% de la production de pétrole brut et 18% de la production de gaz naturel (chiffres de 2007). Le reste on le trouve principalement en Amérique du nord, au Mexique ou en Russie. Les dernières découvertes importantes ont été faites en 2010 à Libra, au Brésil, qui est un important gisement de pétrole offshore brésilien en eaux profondes.
Carte des pays de l'OPEP
Réserve de pétrole dans le monde par pays.
Et du pétrole il en faut toujours de plus en plus car on en a consommé 4,211 milliards de tonnes de pétrole en 2014 selon l'Insee, soit plus que les années précédentes. La consommation ne cesse de croître alors que la découverte de « gros gisement » baisse. Cependant grâce aux avancées techniques permettant d'extraire du pétrole dans l'eau dans des profondeurs de plus en plus grandes, l'extraction de pétrole offshore, c'est-à-dire en mer, devient plus accessible au niveau technique et permet de répondre aux demandes de pétrole qui ne cessent d'augmenter. En effet, le pétrole offshore représente 30 % de la production mondiale de pétrole (avec 25 millions de barils par jour) et 27 % de gaz. De plus 20 % des réserves mondiales de pétrole et 30 % de celles de gaz sont concentrées en mer.
Grâce aux découvertes de nouveaux gisement de pétrole le Brésil est en passe de devenir l’un des premiers producteurs mondiaux de pétrole. Toutefois, la découverte de deux immenses champs pétroliers est bloquée par des difficultés d’accès et un coût d’extraction élevé. Pourtant, grâce à ces découvertes, le Brésil est désormais en bonne place dans la course mondiale à l’énergie. Il détient aujourd’hui la plus grande réserve de pétrole découverte en plus de dix ans, qui pourrait le placer parmi les premiers producteurs mondiaux de pétrole.
Libra est le plus important gisement de pétrole offshore brésilien en eaux profondes dont la découverte a été annoncée en 2010. Il se situe vers le bassin de Santos dans une profondeur d'eau de 1 964 mètres. La profondeur du puits se situe entre 5 410 mètres et 6 500 mètres. Ces réserves totales se chiffreraient entre 8 et 15 milliards de barils, ce qui en ferait le plus grand gisement découvert depuis le super-géant Cantarell en 1976, et le premier gisement brésilien devant le champ de Lula multipliant par deux les réserves pétrolières du Brésil. L'ambassadeur brésilien auprès de l'Arabie saoudite a même déclaré que le Brésil pourrait à la suite de cette découverte envisager d'adhérer à l'OPEP.
Lula est aussi un important gisement de pétrole offshore brésilien dont la découverte a été annoncée par Petrobrasen novembre 2007. ll se situe dans une couche antésalifère du bassin de Santos. Il contient aussi bien du pétrole que du gaz naturel et les réserves totales se chiffreraient de 5 à 8 milliards de barils, ce qui en ferait le plus grand gisement découvert dans le monde depuis Kachagan. Il a cependant été dépassé en 2010 par Libra, également au Brésil et semble de meilleure qualité que celui d'autres gisements brésiliens comme Marlim.
Le pays possède les deux plus importantes réserves prouvées de pétrole en Amérique du Sud mais celles-ci constituent moins de 1% des réserves mondiales. C’est néanmoins au Brésil qu’ont été faites les plus importantes découvertes de gisements pétroliers dans le monde au cours des dernières années. Mais ces gisements sont difficiles d’accès, étant situés à de très fortes profondeurs sous des couches de sel (« pré-sel »). Plus de 90% de la production brésilienne de pétrole provient de gisements offshore situés à grande profondeur. Grâce à la découverte de gisements géants au large de ses côtes, le Brésil pourrait devenir l'un des futurs poids lourds pétroliers de la planète dans un avenir pas si lointain. L'AIE estime que sa production de brut pourrait doubler d'ici à 2020 et passer de 2,2 à 4,1 millions de barils par jour, et même tripler avec 6 millions de barils par jour en 2035. Le Brésil deviendrait, alors, le 6e producteur mondial d'or noir, alors qu'il n'est aujourd'hui qu'au 13e rang.
L'origine du pétrole.
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| Porphyrine |
L'explication de l'origine du pétrole par évolution géologique de la matière organique a été formulée dès le XIXème siècle qui a été concurrencée par des théories autres que celle-ci par d'autres chercheurs. Mais l'origine du pétrole par évolution géologique a été justifié par le fait que l'on trouvait dans le pétrole brut des corps qui ne peuvent pratiquement être synthétisés que par les êtres vivants : en premier lieu, on y trouve des corps partiellement actifs, qui ne peuvent pratiquement être synthétisés que par les êtres vivants ; on y trouve également : des porphyrines, dont la structure dérive directement de celle de la chlorophylle des plantes ou de l'hémine qui est une substance obtenue à partir de l'hémoglobine et utilisée afin de déceler d'éventuelles traces de sang ; des isoprénoïdes,hydrocarbures issus de la chaîne phytol de la chlorophylle ; des stéroïdes et triterpénoïdes, composés caractéristiques de la matière vivante.
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| Hémine |
Le pétrole est donc un combustible fossile dont la formation s'est faite il y a plusieurs dizaines de millions d’années. Celui-ci s'est formé à partir d'organismes vivants comme des algues,végétaux et principalement des planctons,dans les bassins sédimentaires au fond des océans ou des lacs. Au fil des siècles elles se sont accumulées sur des centaines de mètres et elles se sont mélangées avec les sédiments apportés par les fleuves et les courants. Cette couche très lourde s'est ensuite enfoncée dans le sol.
La formation du pétrole.
Les êtres vivants sont constitués principalement de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène. Lorsqu'un être vivant meurt, sa matière organique est décomposée par l'activité microbiologique. Dans un milieu aérobie (où le dioxygène circule librement), tout le carbone est transformé en dioxyde de carbone. On parle alors de « minéralisation totale ». En revanche, si la matière sédimente dans un milieu anaérobie (comme certains fonds marins par exemple), la minéralisation s'arrête dès que tout le dioxygène initialement présent a été consommé. La plus grande partie de la biomasse subit une minéralisation totale et seule une très faible partie, environ 1%, sédimente (voir la figure suivante). C'est cette fraction qui est à l'origine du pétrole, du gaz naturel et du charbon.En s'enfouissant dans le sol, la roche mère est soumise à des températures plus grandes et se retrouve écrasée par le poids des sédiments, la pression augmentant en moyenne de 25 bars par 100 mètres.
À 1000 mètres sous terre, la température s'élève à 50 °C pour une pression de 250 bars. Dans ces conditions physiques, les atomes d'azote, de soufre et de phosphore finissent par disparaître et la matière organique se transforme en kérogène qui est un état intermédiaire de la transformation de la matière organique pendant le processus de sédimentation (qui lui même est phénomène conduisant à la formation de dépôt d'un sédiment) et un matériau intermédiaire composé d'eau, de CO2, de carbone et d'hydrogène, qui se changera ensuite en pétrole ou en gaz.À 2 000 mètres de profondeur, lorsque la température du sous-sol atteint 100 °C, le kérogène commence à générer des hydrocarbures :
Le kérogène subit un craquage thermique : les grandes molécules organiques sont rompues en molécules plus petites d'hydrocarbures et, dans une moindre proportion, en diverses molécules complexes, dont le mélange est appelé pétrole. La composition du pétrole est différente dans chaque gisement. Elle dépend de la nature du kérogène et des conditions de température qui ont accompagné sa formation : plus celles-ci sont sévères, plus les molécules formées sont petites. Lorsqu'il reste moins de cinq atomes de carbone sur une molécule, on obtient du gaz naturel. Ainsi ce sont très souvent des mélanges de gaz et d'huile que l'on trouve dans les gisements de pétrole.
Entre 2 000 et 3 800 mètres, il se change en pétrole. Cet intervalle de profondeur est appelé « fenêtre à huile » (huile étant ici l'autre nom du pétrole) ; - quand l'enfouissement de la roche mère se poursuit entre 3 800 et 5 000 mètres, la production d'hydrocarbures liquides atteint un pic. Les liquides produits deviennent de plus en plus légers et passent à l'état gazeux : ils donnent du gaz méthane, le plus léger des hydrocarbures. Cet intervalle de profondeur se nomme « fenêtre à gaz ».
Le cas des schistes bitumeux.
Lorsque la roche-mère n’est pas suffisamment enfouie, le kérogène qu’elle contient ne subit pas de pyrolyse. Appelé schiste bitumineux, il s’agit d’un combustible fossile arrêté au stade d’«avant-pétrole» dans le processus de maturation du kérogène.Par un procédé industriel, les schistes bitumineux peuvent être transformés en pétrole en subissant une pyrolyse (à 500° C pour accélérer la maturation du kérogène).
La composition du pétrole.
La composition de chaque gisement est unique et dépend de son passé biologique et géologique. On y trouve plusieurs milliers de molécules différentes, essentiellement des hydrocarbures. Les pétroles sont classés en trois catégories principales en fonction de leurs constituants majoritaires :
Les composées du pétroles sont majoritairement :
- Paraffiniques : contiennent une grande quantité d'alcanes, linéaires (« paraffines ») ou ramifiés (« isoparaffines »), non-cycliques
- Naphténiques : contiennent une grande quantité d'hydrocarbures cycliques
(cyclohexane ou « naphtène » et dérivés) et polycycliques
- Aromatiques : contiennent une grande quantité de composés aromatiques (benzène et dérivés)
La migration du pétrole.
Après sa formation le pétrole migre, celui ci migre de deux façon différente appelées : migration primaire et migration secondaire.Pour la migration primaire :
- Le pétrole brut est initialement contenu dans la roche-mère, compacte et imperméable. Par un mécanisme lié à une augmentation de pression dans la roche-mère au cours de son enfouissement l’eau, le pétrole et le gaz issus du kérogène peuvent être expulsés de leur formation d’origine, migrant alors éventuellement vers une future roche-réservoir.
Pour la migration secondaire :
De faible densité, le pétrole expulsé (mélangé à de l’eau et du gaz dissous) a tendance à remonter jusqu’à la surface de la Terre. Il s’échappe très lentement à travers les couches sédimentaires perméables qui s'accole à la roche-mère :
- en général, la migration secondaire du pétrole n’est pas arrêtée par un obstacle. Le pétrole finit par atteindre les premiers mètres du sol, où il est dégradé en bitumes sous l'action des bactéries. Les combustibles fossiles produits sont alors des pétroles dits « lourds » ou « extra-lourds » et des sables bitumineux. Ils peuvent être utilisés comme des indices de surface pour détecter un bassin sédimentaire susceptible de contenir du pétrole, lors de prospections réalisées par l’industrie pétrolière ;
- parfois, la migration du pétrole brut vers la surface est empêchée par une formation géologique imperméable, comme une couche de sel par exemple, appelée « roche-couverture » (également qualifiée de « roche imperméable »). Une accumulation de pétrole associée à de l’eau et du gaz se forme dans la couche perméable sous-jacente créant ainsi une roche-réservoir en dessous de la roche-couverture. Dans ce réservoir poreux, le gaz s’accumule au-dessus du pétrole brut, se retrouvant au-dessus de l’eau en raison des densités respectives de ces produits (le gaz naturel est plus léger que le pétrole, lui-même plus léger que l’eau).
Les différents "pièges à pétrole".
L’ensemble roche-réservoir/roche-couverture forme une structure dite de « piège à pétrole ». Plusieurs types de pièges sont décrits, principalement en fonction de la déformation des roches au cours de phénomènes géologiques. Le piège structural le plus courant est le piège anticlinal, structure où les roches ont été plissées en forme de voûte par les mouvements terrestres. Pour le géologue, la présence d’un anticlinal est un indice en faveur de la présence de gisements. En effet, environ 80% des gisements de pétrole sont de ce type. Lors de la création d’une faille, un bloc terrestre peut également glisser vers le haut ou vers le bas au niveau de la cassure. Une couche imperméable peut alors venir obstruer une couche perméable et arrêter le pétrole dans sa migration. Appelés pièges stratigraphiques, les dômes de sel (appelés diapirs) sont des masses de sel formées en profondeur qui remontent sous l’effet de la température et de la pression. En s’élevant, elles traversent des couches perméables et subdivisent les réserves de pétrole. En surplombant les roches-réservoirs, les dômes de sel imperméables constituent des roches-couvertures.
▬ : Gaz ▬ : Pétrole ▬ : Eau
Le classification du pétrole.
Tout processus de formation est unique : un gisement de pétrole contient un mélange d’hydrocarbures qui le caractérise selon l’histoire géologique de la zone où il s’est développé.
La provenance géographique est donc un des critères de classification du pétrole (Golfe Persique, mer du Nord, Venezuela, Nigéria, etc.). Toutefois, pour établir des comparaisons entre différents sites, d’autres critères existent. Les plus importants sont les mesures de la viscosité et de la teneur en soufre du pétrole brut.
Selon la viscosité, quatre types de gisements sont définis (léger, moyen, lourd ou extra-lourd et bitume). Plus le pétrole brut est visqueux, plus il est « lourd » :
- les gisements de pétrole léger : l’aspect du pétrole brut se rapproche de celui dugazole. Les gisements sahariens présentent cette caractéristique ;
- les gisements de pétrole moyen : la viscosité du pétrole brut est intermédiaire entre le pétrole léger et le pétrole lourd. Il s’agit par exemple des gisements du Moyen-Orient ;
- les gisements de pétrole lourd ou extra-lourd : le pétrole brut ne coule pratiquement pas à température ambiante. Les gisements d’Amérique du sud en sont un exemple ;
- les gisements de bitume : le pétrole brut est très visqueux voire solide à température ambiante. Les principales réserves de ce type se trouvent au Canada.
Cette propriété est importante pour déterminer la rentabilité de l’exploitation. En effet, un pétrole peu visqueux ou léger est plus facile à extraire et à traiter qu’un pétrole lourd.
La teneur en soufre distingue le pétrole brut soit en doux (faible teneur en soufre) soit en sulfuré dans le cas contraire. Des gisements de pétrole doux sont notamment trouvés en Afrique et ceux de pétrole sulfuré en Amérique du Nord. Cette mesure est utilisée pour la phase de raffinage du pétrole, une faible teneur en soufre la favorisant.
Concrètement près de 30 000 gisements sont identifiés comme « rentables » à l'heure actuelle. La plupart des gisements les plus importants sont situés au Moyen-Orient qui dispose de 47,9% des réserves prouvées de pétrole à fin 2013.
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