Le forage est une étape essentielle dans l’exploration pétrolière. Après la phase de prospection, creuser profondément l’écorce terrestre est la solution pour atteindre le gisement enfoui dans la roche. Et les technologies ne cessent de s’améliorer pour repérer et atteindre le pétrole.
Un forage représenterait environ 60% du budget d’exploration. Il coûterait entre 3 et 5 millions d’euros onshore, sur terre, et entre 8 et 20 millions d’euros offshore, en mer. Certaines forages très profonds monteraient jusqu’à 100 millions d’euros par puits. En moyenne, un forage dure entre un et quatre mois.
Avant le forage
Avant l’exploration via le forage, la première étape est la prospection.
D’abord en surface, les géologues évaluent si les conditions sont réunies pour suspecter la présence de pétrole. Ils s’interrogent sur :
- La nature de la roche.
- La réunion des conditions nécessaires à la formation d’hydrocarbure.
- La migration effectuée ou non par l’or noir.
Puis, les géophysiciens interviennent en profondeur pour repérer d’hypothétiques gisements.
Sur terre, ils génèrent un choc ou des vibrations sonores et, en fonction des échos, peuvent dresser une carte de la structure des couches terrestres.
En mer, l’air comprimé à haute pression provoque une onde sismique, dont les échos servent à définir les données topographiques.
Un forage type
Une fois le gisement repéré, débute le forage d’exploration.
De haut en bas, un puits de pétrole se compose de plusieurs parties :
- Le derrick.
- Le palan.
- Le train de tiges.
- La cuve, la colonne d’injection et le conduit de retour de boue.
- Le trépan.
La partie visible de l’iceberg est la plate-forme de forage. Le derrick est la tour en métal qui domine la plate-forme. Il supporte la foreuse et le palan, qui contribue à la rotation de la foreuse. Y sont également stockées les tiges. Pour aller en profondeur, des tiges sont ajoutées les unes aux autres pour former un long train de tiges. En effet, un forage atteint entre 2.000 et 4.000 m, et peut parfois aller jusqu’à 6.000 m.
Une boue spéciale, appelée boue de forage, est injectée autour et dans la foreuse. Elle sert de lubrifiant, refroidit la foreuse, équilibre la pression et remonte les déblais à la surface.
À l’extrémité du train de tiges, se trouve le trépan. Il tourne jour et nuit pour creuser la roche. Il est constitué de plusieurs roues, dont les dents sont notamment faites d’acier et de diamant naturel ou synthétique.
Dans tous les cas, la sécurité est primordiale. Sous terre, le pétrole est soumis à une haute pression. Afin d’éviter les risques d’éruption et de fontaine de feu, des tests sont faits via des sondes électroniques avant de commencer la production. De plus, la tête du puits est équipée d’un bloc d’obturation de puits, dit BOP, pour prévenir toute éruption.
Les avancées technologiques
Depuis les années 1990, l’imagerie 3D et 4D, bien plus précise, peut contribuer à la prospection de nouveaux gisements de pétrole.
Depuis les années 2000, les trépans sont perfectionnés, afin de forer en oblique et à l’horizontal. Ainsi, peuvent être atteintes des réserves d’or noir peu épaisses, mais étendues.
Les progrès techniques à venir feront face à un double enjeu :
- Maintenir des coûts abordables en dépit de conditions d’extraction plus complexes.
- Avoir un impact environnemental minimal.
Sources :
- Le pétrole : pourquoi est-il si précieux ?, Benoît DELALANDRE, EXPLORADOC, 2009
- L’enjeu du pétrole, John FARNDON, Les yeux de la découverte, Gallimard, 2007
- connaissancedesenergies.org