prospection pétrolière (suite)

Les mesures, qui sont interrompues pendant les « orages » magnétiques, s’effectuent à altitude constante suivant un quadrillage dont les mailles varient de 50 km, pour une reconnaissance préliminaire rapide, à 1 ou 2 km pour un relevé de précision localisé. Elles sont ensuite rassemblées sous forme de cartes magnétiques dont les courbes suivent les lignes d’égale intensité de champ et donnent une première idée des contours, irrégularités et autres anomalies du socle primitif aujourd’hui recouvert par les sédiments.

• Gravimétrie. Le champ de la pesanteur terrestre n’est pas constant : son intensité g varie de 9,781 à 9,832 lorsqu’on passe de l’équateur aux pôles. Sa composante verticale se mesure avec l’extraordinaire précision de un millionième grâce à un instrument appelé gravimètre (balance de torsion ou pendule). En réalité, la pesanteur ne varie pas de façon continue avec la latitude : elle est très sensiblement affectée par la densité des roches constitutives du sous-sol à l’endroit de la mesure. Le socle cristallin est généralement plus dense que les sédiments sus-jacents ; une valeur élevée de g sera donc l’indice d’une faible épaisseur sédimentaire et d’un socle situé à faible profondeur, tandis qu’au contraire une valeur anormalement basse de la pesanteur révélera une dépression du socle ou une cuvette. De plus, la gravimétrie permet de détecter certaines anomalies de structure géologique, comme la présence de dômes de sel, dont la densité est plus faible que celle des roches avoisinantes, ou des plissements souterrains, dont les anticlinaux rapprochent de la surface les roches plus anciennes et plus denses. Les mesures gravimétriques sont effectuées tous les kilomètres environ suivant un quadrillage prédéterminé ; à bord des navires de prospection marine (off shore), le gravimètre doit être stabilisé par un dispositif gyroscopique qui le rende insensible aux effets du roulis.

On dresse ensuite une carte indiquant les lignes d’égale intensité du champ de pesanteur, dont l’interprétation est néanmoins délicate, car la même valeur peut aussi bien résulter d’une roche dense située près de la surface que d’une roche plus légère, à plus grande profondeur, et en couche plus épaisse.

• Radiométrie. La mesure des propriétés, électriques ou radioactives du sol pour la prospection pétrolière est une méthode plus récente que les précédentes, mais qui commence à être utilisée sur une grande échelle, surtout en Union soviétique. La présence d’hydrocarbures dans une roche-réservoir se traduit par des anomalies de radioactivité que l’on décèle en surface au compteur Geiger-Müller : en mesurant suivant le quadrillage habituel l’intensité du rayonnement gamma, on arrive à dresser une carte des zones où les radiations sont soit supérieures, soit inférieures à la normale, ce qui se traduit par un « halo » entourant et délimitant chaque point singulier géologique. La radiométrie aéroportée est utilisée comme un des outils d’exploration aérienne préliminaire en même temps que la magnétométrie et que la mesure à partir de l’avion d’autres grandeurs géophysiques comme le champ électrique, fonction complexe de la conductivité des roches superficielles de la croûte terrestre.

La prospection sismique

Consistant en un simple enregistrement de phénomènes naturels appelés « champs » (gravitation, magnétisme, radioactivité, électricité, etc.), toutes ces méthodes d’investigation ne donnent que des indications générales sur l’allure des formations souterraines, les points de mesure individuels étant reliés « à main levée » pour fournir des contours qui coïncident rarement, quand ils ne se contredisent pas, lorsqu’on passe d’un « champ » à un autre. L’exploration géophysique se poursuit par une première intervention directe dans le sous-sol, l’expérimentation venant compléter la simple observation des phénomènes.

L’enregistrement des tremblements de terre à l’aide de séismographes et l’écoute des sons propagés par le sol à l’aide de « géophones » sont des techniques de grande précision qui, adaptées à l’exploration géophysique, constituent la principale source de renseignements sur la forme des structures souterraines.

Le principe de la méthode consiste à faire détoner sous la surface du sol, ou de la mer, une charge d’explosif provoquant un petit séisme artificiel qui se propage dans la terre, en toutes directions, sous forme de trains d’ondes sonores. Ces vibrations se réfléchissent ou se réfractent en rencontrant les diverses couches géologiques du sous-sol, chaque type de roche ayant une élasticité différente, et remontent jusqu’à la surface où elles sont captées par un certain nombre de géophones enregistreurs. Comme dans toutes les méthodes d’écoute, c’est la comparaison des temps de parcours des divers trajets pour arriver aux détecteurs qui permet de calculer la distance de l’objectif. Ces temps, qui sont de l’ordre de quelques secondes, peuvent être déterminés au millième de seconde près. Enregistrés sur bande magnétique, ils sont envoyés à un centre de traitement de données qui effectue les calculs sur ordinateur.

• Sismique-réflexion. Dans ce procédé, les ondes se réfléchissent sur le miroir constitué par chacune des couches sédimentaires successives. Le tir d’explosif s’effectue avec une charge de quelques dizaines de kilogrammes de dynamite, placée au fond d’un forage d’une vingtaine de mètres. Une douzaine de géophones sont alignés, de part et d’autre, à des intervalles de 50 m environ, et reliés par câble au camion-laboratoire où se font l’amplification et l’enregistrement au magnétophone des signaux captés. Des systèmes de filtrage électrique sont utilisés pour éliminer, ou atténuer, les bruits terrestres qui viennent brouiller l’écoute. On améliore également la clarté des résultats en procédant à des tirs multiples échelonnés au-dessus de la même formation géologique à explorer. La précision obtenue dépend de la connaissance plus ou moins bonne que l’on peut avoir des vitesses de propagation des ondes élastiques à travers les diverses roches du sous-sol. La lecture des résultats est facilitée en présentant les profondeurs, calculées par l’ordinateur, sous forme de coupes de terrain où les miroirs successifs apparaissent comme des familles de courbes parallèles.