Le pétrole est un combustible fossile d’origine organique. Il est le fruit d’un fascinant processus naturel se déroulant sur des dizaines de millions d’années. La formation des gisements de pétrole s’opère à travers 3 phases successives, sous l’influence de facteurs géologiques. Il débute par la décomposition et l’accumulation de matières organiques dans des environnements aquatiques. Puis, la formation du kérogène et la maturation en hydrocarbures. Enfin, la migration et le piégeage dans des roches réservoirs, constituant des gisements de pétrole en formation.
Phase 1 : l’accumulation de matières organique
Le pétrole est issu de la décomposition de matières organiques, telles que des restes d’organismes marins et de plantes. La plupart de ces matières organiques sont décomposées par des bactéries. Cependant, une infime fraction (moins de 1 %) se dépose au fond des environnements aquatiques.
Elles s’amassent ainsi dans des bassins sédimentaires, au fond des océans, des lacs et des deltas et s’accumulent dans le sol pendant des millions d’années. Elles forment alors ce que l’on appelle la biomasse. Cette biomasse est principalement constituée d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène.
Dans les profondeurs, les conditions sont très spécifiques, il y a peu d’oxygène et beaucoup de pression. La biomasse est ainsi en partie préservée. Elle se mêle à des matières minérales telles que des particules d’argile ou de sable fin. Cela donne naissance à des boues de sédimentation. Ces boues s’accumulent progressivement, formant des strates superposées sur des distances atteignant plusieurs dizaines voire centaines de mètres.
Phase 2 : la maturation en hydrocarbures
La matière organique se trouvant dans les boues de sédimentation subit ensuite une transformation. En effet, les bactéries présentes vont extraire les atomes d’oxygène et d’azote de la matière organique. Cela conduit à la formation d’un solide que l’on appelle le kérogène. Ce composé est constitué principalement de carbone et d’hydrogène.
Les résidus minéraux présents dans les boues de sédimentation, quant à eux, se solidifient en une roche appelée « roche-mère ». Le kérogène, dispersé au sein des sédiments, se retrouve ainsi piégé danscette roche-mère. A cause de son poids, cette roche s’enfonce naturellement dans la croûte terrestre. Avec cet enfouissement, le kérogène est soumis à des pressions et des températures géothermiques très élevées et croissantes.
Lorsqu’il atteint une température dépassant 60°C, il subit une transformation nommée « pyrolyse » ou « craquage thermique ». Cela correspond à un enfouissement d’environ 1 500 à 2 000 mètres de profondeur sous le plancher océanique. Cette réaction chimique entraîne l’élimination des résidus d’azote et d’oxygène. Il en résulte de l’eau, du CO2 et des molécules composées uniquement de carbone et d’hydrogène appelées « hydrocarbures ». C’est ce mélange d’hydrocarbures liquides qui est le pétrole brut. Selon la profondeur d’enfouissement, le kérogène se transforme en pétrole liquide ou en gaz naturel.
Phase 3 : la migration et le piégeage
Une fois formé, le pétrole a tendance à migrer à travers les roches poreuses à cause de la pression. Le combustible va ainsi se déplacer jusqu’à atteindre des zones imperméables où il peut être piégé. Il va alors se concentrer dans ce que l’on appelle des « roches réservoirs ». Il peut donc s’accumuler en grande quantité si les roches sont imperméables. Ce sont les sources de la formation de futurs gisements exploitables de pétrole.
On parle de « migration primaire » quand le gaz expulse l’eau et le pétrole vers une couche géologique poreuse. On parle de « migration secondaire » quand le pétrole, mélangé à de l’eau et du gaz, remonte lentement jusqu’à la surface de la terre. Entre 60 et 90 % du pétrole brut se retrouve concentré dans les roches-réservoirs. Le reste demeure emprisonné dans la roche-mère. Le pétrole de roche-mère est alors appelé « huile de schiste » ou « pétrole de schiste ». Son extraction n’est pas aisée et nécessite des techniques d’exploitation spécifiques.
Les roches réservoirs forment ainsi des pièges à pétrole. Selon les phénomènes géologiques, les roches se déforment et plusieurs sortes de pièges existent. Le plus répandu est le piège « anticlinal ».
Ces structures se forment lorsque les couches géologiques sont pliées en une forme voûtée en raison des mouvements de la croûte terrestre. La détection d’un anticlinal est un indice significatif pour les géologues. Il suggère en effet la possibilité de la présence de gisements de pétrole.
Sources :