Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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prospection pétrolière (suite)

• Sismique-réfraction. C’est un perfectionnement de la méthode précédente. De même qu’en optique un rayon lumineux est dévié lorsqu’il passe de l’air dans l’eau, l’énergie contenue dans un train d’ondes sismiques n’est pas entièrement réfléchie par l’interface de deux roches différentes ; une partie est réfractée, c’est-à-dire qu’elle poursuit sa route dans la couche plus profonde, mais avec un changement d’angle la rapprochant de l’horizontale, si bien que de proche en proche elle finit par regagner la surface du sol après un cheminement beaucoup plus long qu’en réflexion pure.

Pour étudier des formations profondes, on utilise en réfraction des charges d’explosif allant jusqu’à 3 t, capables d’envoyer leur signal à une série de géophones alignés tous les 500 m jusqu’à des distances atteignant 25 km.

• Sismique marine. La prospection sismique a pu être adaptée, avec des résultats remarquables, à l’exploration « off shore » pour la recherche de gisements pétrolifères sous les mers. Un des problèmes à résoudre était la connaissance exacte de la position du navire : les systèmes de navigation par radiosatellite donnent une précision de un quart de mille nautique, moins de 500 m, avec une couverture mondiale de 24 heures sur 24.

Une autre particularité de cette méthode est la protection de l’environnement : de même que sur terre on préfère, dans certaines localisations, éviter l’effet trop brutal de la dynamite et provoquer l’ébranlement du sol grâce à la chute d’une masse de 2 ou 3 t du haut d’un camion, de même en milieu marin l’explosif est remplacé par une décharge électrique, le choc de « cymbales », la détente d’air comprimé, de gaz ou de vapeur d’eau, de façon à épargner la faune, particulièrement à proximité des lieux de pêche.


La prospection off shore

Le coût d’un forage d’exploration est de cinq à dix fois plus élevé en mer que sur terre, et il ne peut être question d’y procéder sans avoir obtenu auparavant une ferme présomption de la présence de pétrole. C’est dire le rôle capital joué par la géophysique marine.

Un navire de prospection pétrolière moderne est équipé pour effectuer simultanément le maximum de mesures et notamment :
— sa position par radionavigation et radiosatellite ;
— la profondeur de la mer aux ultrasons (sonar doppler de précision) ;
— la configuration du fond par balayage au sonar ;
— l’analyse de l’eau de mer sur des échantillons prélevés à l’avant du bateau par un « renifleur », appareil chargé de détecter toute émanation gazeuse venant du fond, etc.

Les instruments et installations utilisés pour cette recherche particulière sont :
— le magnétomètre marin, remorqué à faible distance derrière le navire ;
— le gravimètre, placé au point le plus stable, près du centre de flottaison ;
— le canon à air, ou autre source d’ébranlement pour la sismique, immergé à l’arrière ;
— la flûte, câble flottant remorqué de près de 2 km de long, supportant les 24 hydrophones (ou microphones marins) ;
— le laboratoire de géophysique, capable, grâce à son ordinateur, d’imprimer un relevé continu de toutes les observations (heure, position, vitesse, gravimétrie, magnétométrie, sismique) sous forme d’un graphique à multiple lecture directe.


Le puits d’exploration

L’objectif du géologue prospecteur est de trouver du pétrole et, pour perfectionnées que soient les méthodes géophysiques, il attend avec impatience le moment où sera enfin foré le premier puits sauvage (wildcat) destiné à confirmer par l’attaque directe du sous-sol les espoirs fondés sur l’approche de surface : l’idée que l’on se fait au départ du forage se trouve parfois être fort différente de ce que la sonde va maintenant ramener à la lumière du jour.

La pénétration du trépan dans la roche est facilitée par une circulation de boue de forage qui ramène à la surface des débris de chaque terrain sédimentaire traversé par l’outil ; mais l’examen de ces rognures ne permet pas l’identification géologique de la roche forée avec une certitude suffisante, particulièrement lorsqu’on se rapproche du gisement. Le géologue demande alors à l’équipe de sonde de lui remonter une « carotte », échantillon cylindrique découpé à l’aide d’un trépan creux.

• La paléontologie. Les terrains sédimentaires contiennent généralement, sous forme fossilisée, les squelettes des plantes et des animaux marins qui vivaient à l’époque de leur formation. Leur identification peut donner des indications précieuses sur l’âge des roches et même sur leur mode de déposition, sachant, par exemple, que certaines espèces de plancton, visibles au microscope, ne vivaient que dans les lagunes tropicales, tandis que d’autres préféraient les profondeurs fraîches des océans.

Le paléontologue peut ainsi classer de manière très précise les formations d’après leur âge et repérer les discontinuités de sédimentation correspondant aux grandes coupures orogéniques, c’est-à-dire aux convulsions de l’écorce terrestre, qui ont bouleversé l’équilibre de la flore et de la faune de la planète.

• Le carottage électrique. L’examen paléontologique des échantillons de roche remontés du fond du puits, complété par l’enregistrement continu de la vitesse de pénétration de l’outil et de la teneur en huile et en gaz de la boue, permet d’établir le well log lithologique, diagramme sur lequel est représenté, sous forme graphique au fur et à mesure et en fonction de la profondeur du forage, tout ce que l’on sait des roches traversées.

L’ingénieur français C. Schlumberger fut le premier, vers 1920, à mettre au point le carottage électrique, méthode capable de fournir des informations plus utiles encore pour la conduite du forage. À l’aide d’instruments de mesure descendus au fonds du puits, on peut déterminer avec une grande précision certaines propriétés caractéristiques de la roche et notamment :
— sa résistivité, qui indique si le fluide contenu dans ses pores est de l’eau salée, électriquement conductive, de l’eau douce ou de l’huile (isolants) ;
— sa conductivité, par courant induit ;
— son potentiel, force électromotrice produite dans la boue de forage, qui est en relation avec sa porosité ;
— sa radioactivité, qui est généralement en raison inverse de sa porosité, les roches contenant une plus grande proportion de fluide dans leurs pores ayant une moindre activité secondaire ;
— sa vitesse de propagation du son, particulièrement précieuse pour l’interprétation des résultats de la prospection sismique, etc.