Espace pétrole

Lorsque géologues et géophysiciens s'accordent sur l'existence d'un gisement potentiel, il est nécessaire d'entreprendre la phase de forage, afin de s'assurer que des hydrocarbures sont bien piégés dans la roche.

La réalisation de l'ouvrage

Les connaissances acquises sur le sous-sol et sur la topographie du terrain permettent de déterminer la meilleure position pour positionner l'appareil de forage, en principe à la verticale de l'épaisseur maximale de la couche supposée renfermer des hydrocarbures. Un trou de forage de diamètre d'environ 20 à 50 centimètres et de profondeur allant généralement de 2 000 et 4 000 mètres est creusé, parfois dans dans conditions difficiles.

Tour métallique de quelques dizaines de mètres de hauteur, le derrick permet d'introduire verticalement un ensemble de tubes métalliques vissés bout à bout et dénommé "train de tiges". Selon le principe du forage dit "Rotary", le derrick transmet à la manière d'une perceuse un mouvement rotatif à l'outil de forage, en principe le trépan, en envoyant vers le fond du puits un liquide boueux. Lorsque la roche traversée résiste trop, le trépan est remplacé par un outil monobloc incrusté de diamants et usant la roche par abrasion.

La boue injectée dans le trépan sert à consolider les parois du trou et à éviter un jaillissement de pétrole, de gaz ou d'eau qui proviendrait d'une couche traversée. La boue permet également de nettoyer le fond du puits et d'acheminer à la surface des fragments de roche arrachés par le trépan. Dénommés déblais ou cutting, ces fragments sont analysés afin de déterminer les caractéristiques des roches traversées et de détecter des indices éventuels de présence d'hydrocarbures.

Au delà d'une certaine épaisseur de terrain sont menées par les ingénieur gisement des mesures appelées "diagraphies". Elles consistent à descendre une sonde électronique dans le puits afin de déterminer les caractéristiques physiques de la roche traversée.

Les parois du puits sont par la suite consolidées par un tubage (casing) cimenté au terrain et constitué de tubes d'acier vissés bout à bout, qui permet également d'isoler les couches traversées les unes des autres.

Le carottage

Afin de confirmer ou d'infirmer les analyses menées sur les déblais, l'opération de carottage consiste à remplacer le trépan par un outil creux dénommé "carottier", qui a pour fonction d'extraire un échantillon cylindrique de plusieurs mètres de roche. Celui-ci est analysé et permet de déterminer la nature de la roche, l'inclinaison de ses couches, ainsi que sa structure, sa perméabilité, sa porosité, sa teneur en fluides et les fossiles qu'elle renferme.

Vitesse d'avancée d'un forage d'exploration

Un forage d'exploration progresse de quelques mètres par heure, la vitesse diminuant avec la profondeur et les difficultés rencontrées, et dure généralement de trois à six mois. Au moins quatre forages d'exploration sur cinq se terminent par l'absence de découverte d'un gisement économiquement exploitable.

Si des hydrocarbures sont décelés et que la pression est suffisante pour qu'ils remontent naturellement, un test de débit sur duse est pratiqué. Le pétrole remonte vers la surface dans un orifice calibré pendant quelques heures ou davantage, ce qui permet d'estimer la productivité attendue du gisement. Dans le cas de données favorables, le premier puits de découverte est fermé et un ou plusieurs autres sont forés à proximité, afin de d'affiner la connaissance du gisement. Le forage de puits d'appréciation s'arrête dès lors que les renseignements obtenus sont suffisant pour décider de renoncer à l'exploration ou d'envisager une exploitation.