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Géosciences

Quand la Terre dégaze du CO2

Le dioxyde de carbone (CO2), souvent présent dans les gisements de gaz, s’y trouve parfois en forte proportion (> 50 %), ce qui représente un handicap pour l’exploitation de cette ressource.

Le CO2 naturel peut avoir une origine organique (par exemple bactérienne), reconnaissable à la signature isotopique du carbone. Mais les multiples origines inorganiques sont quant à elles difficiles à distinguer. Leur reconnaissance est pourtant cruciale pour orienter l’exploration.

Une première approche d’identification consiste à caractériser les "gaz rares" associés (hélium, argon, néon, etc.), soit en termes d’origine du mélange gazeux, soit comme indicateurs de processus liés à sa migration. Depuis plus de dix ans, IFPEN a développé un laboratoire dédié à l’analyse des gaz rares. Les travaux des chercheurs ont notamment permis d’établir que le CO2 des gisements du Presalt, dans l’offshore brésilien, provenait du manteau terrestre(1).

Une seconde approche repose sur la modélisation des réactions de formation du CO2 à partir des minéraux carbonatés des sédiments(2). Ce protocole de modélisation permet de démontrer que, dans les conditions qui règnent au fond de certains bassins sédimentaires (jusqu’à 500° C et 250 MPa), le CO2 provient du métamorphisme de la croûte terrestre. Il est aujourd’hui intégré à une version prototype de TemisFlow™, logiciel servant à quantifier les systèmes pétroliers en vue de leur exploration.

Avec l’intérêt croissant porté au gaz naturel et aux ressources géologiques profondes, ces deux voies méthodologiques sont prometteuses. Elles préfigurent une approche élargie à d’autres composantes fluides essentielles du sous-sol profond (CH4 abiotique, H2, H2S, N2, etc.).

 

Contacts scientifiques :  etienne.brosse@ifpen.fr  -  virgile.rouchon@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 22 - Septembre 2015

Publications

  • (1) V. Rouchon et al., Decoupling of the sub-basinal CO2 and He mantle fluxes as evidenced by intense CO2/3He fractionation of natural gases from Brazilian south Atlantic margin basins, Miner. Magazine, 2013.
    >> DOI: 10.1180/minmag.2013.077.5.18 (page 2088)
  • (2) X. Courtial et al., Electrolyte CPA equation of state for very high temperature and pressure reservoir and basin applications, Geoch. Cosmoch. Acta, 2014.
    >> DOI: 10.1016/j.gca.2014.07.028

 

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