Géologie pétrolière : Cours – Résumés – TP – TD – Corrigés

Un bassin sédimentaire est un milieu poreux constitué de couches géologiques qui se sont formées par le dépôt de sédiments pendant plusieurs millions d’années. Ces couches, composées essentiellement de roches et d’eau, se déforment au cours du temps par compaction, par érosion ou par mouvement tectonique. Certaines d’entre elles, appelées roches-mères contiennent des matières organiques étant à l’origine des hydrocarbures. Une fois générés, les hydrocabures sont expulsés hors des roches-mères. Ils migrent ensuite préférentiellement en direction de la surface par effet gravitaire et peuvent se retrouver piégés dans des roches poreuses et perméables, nommées réservoirs, dans lesquelles ils s’accumulent.

Les hydrocarbures de roche-mères font partie de la famille des hydrocarbures non conventionnels. La matière organique contenue dans cette roche va durant son enfouissement se transformer en hydrocarbures liquides (pétrole de schiste) ou gazeux (gaz de schiste). Pour produire ces hydrocarbures dans une roche peu poreuse et quasiment imperméable, il est indispensable d’utiliser massivement deux techniques déjà employées dans la production conventionnelle : le forage horizontal et la fracturation hydraulique. Malgré l’amélioration constante de ces techniques, la production d’un puits est relativement faible et décline rapidement impliquant un grand nombre d’installations de production pour maintenir une production commerciale. S’il est encore trop tôt pour en évaluer les ressources à l’échelle du monde, ils pourraient cependant prolonger l’approvisionnement en hydrocarbures permettant d’assurer une transition énergétique économiquement supportable.

Le charbon :

C’est une roche sédimentaire contenant plus de 50% (en masse) de matière organique cogénétique (c’est‐à‐dire déposée en même temps que le reste du sédiment), le plus souvent dérivée de débris de végétaux terrestres.

Roche‐mère :

Une roche‐mère est une roche sédimentaire contenant de la matière organique (typiquement plus de 1% en masse) susceptible de générer des hydrocarbure par maturation thermique.

Hydrocarbure :

Un hydrocarbure est un composé organique contenant exclusivement des atomes de carbone (C) et d’hydrogène (H). Ils possèdent en conséquence une formule brute de type : CnHm, où n et m sont deux entiers naturels.

Pétrole :

Le pétrole est un fluide naturel constitué principalement d’un mélange d’hydrocarbures sous forme liquide (huile) ou sous forme gazeuse (gaz naturel):

Pétrole = huile + gaz

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Les Hydrocarbures : Cours et exercices corrigés

Les molécules organiques les plus simples sont formées de carbone et d’hydrogène uniquement, d’où leur ancien nom d’hydrocarbures. Les hydrocarbures sont insolubles dans l’eau, mais 1mL d’hydrocarbure pollue environ 100 litres d’eau.

Les hydrocarbures sont des espèces chimiques qui ne contiennent que les éléments hydrogène et carbone. On distingue deux catégories :

1-Hydrocarbure saturé :

Les atomes de carbone sont reliés par des liaisons simples uniquement. Ils portent donc autant d’atomes d’hydrogène que possible. C’est pour cette raison que ces composés sont appelés hydrocarbure saturés.

2-Hydrocarbure Insaturé :

Les atomes de carbone d’une chaîne d’hydrocarbure peuvent aussi être reliés par des liaisons doubles ou triples. Ces chaînes sont dites insaturées car elles ne portent pas autant d’atomes d’hydrogène que possible. Les hydrocarbures insaturés sont, comme les alcanes, des molécules apolaires et qui réagissent bien avec l’oxygène. En revanche, les hydrocarbures insaturés sont très réactifs, et sont à la base de nombreuses réactions organiques : addition, hydrogénation, halogénation (bromation), polymérisation, ozonolyse … .

Les alcènes sont des hydrocarbures à chaîne ouverte possédant une double liaison C = C. Leur formule brute est de la forme CnH2n (n entier naturel supérieur ou égal à 2). Par extension, on appelle dérivé éthylénique toute espèce chimique contenant au moins une double liaison C = C.

Pour nommer les hydrocarbures ramifiés, on reprend la règle valable pour les hydrocarbures linéaires, mais on lui rajoute les points suivants :

1- Repérer la chaîne principale, c’est à dire la plus longue

2- Précéder ce nom de la description (emplacement, longueur, saturation) de la ramification :

– La position de la ramification est obtenue en numérotant les atomes de la chaîne principale, dans le sens fournissant à la ramification le plus petit chiffre possible

– La longueur de la ramification est décrite par les racines habituelles

– Une ramification saturée est décrite par le suffixe –yl au lieu du –ane habituel.

3- Les restes alkyles sont indiqués par ordre alphabétique.

4- Lorsqu’une même ramification est présente plusieurs fois, le montrer par le multiplicateur « di », « tri », « tétra », « penta », « hexa », etc.

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