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Les défis technologiques

L'avenir du pétrole

Pour repousser les limites des réserves actuelles d’hydrocarbures, IFP Energies nouvelles développe des technologies permettant de mieux exploiter les gisements déjà découverts et d'accéder à de nouvelles ressources.

Cadres Bleus

+ Améliorer le taux de succès en exploration
 + Améliorer la récupération du pétrole en place 
 + Rendre accessible les pétroles et gaz difficiles à exploiter
 + Protéger l'environnement

Améliorer le taux de succès en exploration
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 Une meilleure visualisation du sous-sol :
 Grâce aux progrès de la géophysique et du traitement informatique, la sismique 3D - qui donne une vision du sous-sol en trois dimensions - a connu un grand développement. En fournissant des images plus fiables et plus précises sur les structures du sous-sol, l'utilisation de cette méthode a permis d'améliorer le taux de succès des forages d'exploration, en particulier dans les zones où les structures en profondeur sont géométriquement complexes. IFP Energies nouvelles conduit des recherches sur l'amélioration de l'imagerie sismique appliquée à des zones toujours plus profondes et toujours plus complexes. Des progrès dans ce domaine sont essentiels pour pouvoir accéder à des ressources dans les zones géologiquement complexes comme le piémont des chaînes de montagne et les objectifs se situant sous une épaisse couche de sel (deep offshore).
 Au-delà de l’image structurale du sous-sol, il est indispensable d’avoir une bonne estimation des caractéristiques pétrophysiques des sous-sols, à savoir des porosités, perméabilités et caractéristiques des fluides. Là encore, les progrès de la sismique permettent d’avoir aujourd’hui des estimations beaucoup plus fiables, notamment grâce à l’imagerie quantitative et à l’inversion stratigraphique. IFPEN mène des programmes de recherche dans ces deux domaines stratégiques pour la caractérisation du sous-sol.

 Une meilleure compréhension des systèmes pétroliers : la modélisation de bassin
 Prédire la qualité des réservoirs, la nature des hydrocarbures et estimer les volumes en place dans les pièges est une action prioritaire pour les compagnies pétrolières. De même que la recherche de tout autre paramètre permettant de réduire les incertitudes et les risques et, par conséquent, de diminuer les coûts d'exploration. C'est le rôle de la modélisation de bassin que les opérateurs intègrent le plus souvent dans leur stratégie.
 Leader dans ce domaine, IFPEN propose à l’industrie des logiciels, des équipements et de l’expertise. Par exemple, le logiciel de modélisation Dionisos développé par IFP Energies nouvelles reconstitue l'évolution des processus sédimentaires d'un bassin pétrolier à l'échelle des temps géologiques. Il permet de localiser les réservoirs potentiels et d'en construire un modèle détaillé. IFPEN développe aussi d'autres logiciels qui permettent, d'une part, de reconstituer le calendrier de génération et de migration des hydrocarbures et donc la probabilité que les pièges en soient imprégnés et, d'autre part, d'identifier le type et la qualité des huiles que l'on va trouver.

 La définition de nouveaux concepts géologiques :
 On améliore sans cesse la connaissance des processus favorables à la genèse des hydrocarbures dans un bassin sédimentaire grâce à toute la panoplie des Sciences de la Terre. Ce qui permet de donner de nouvelles perspectives à des zones déjà explorées ou d'explorer de nouvelles zones en appliquant de nouveaux concepts.
 IFP Energies nouvelles développe également des outils permettant de mieux évaluer le potentiel pétrolier des "zones frontières" (chaînes de montagne, certaines zones de piémont encore peu explorées) complexes et difficiles à appréhender par des méthodes classiques.
 Ces avancées se traduisent par une nette diminution du nombre de forages secs, ce qui permet d'explorer à moindre coût et de rentabiliser des gisements de faibles volumes qui n'auraient pas pu être explorés, découverts et exploités préalablement. Le taux de succès mondial moyen des forages d'exploration a pratiquement doublé au cours des 50 dernières années. Dans les régions dont le potentiel pétrolier a déjà été reconnu et où les nouvelles techniques sont appliquées et utilisées couramment, le taux de succès atteint souvent 50 %, voire 80 %.

 

Améliorer l a récupération du pétrole en place
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Pour produire davantage de pétrole dans les gisements existants, on injecte de l'eau, de la vapeur ou du CO2. Des travaux menés par exemple sur le champ de Duri, en Indonésie, ont permis de faire passer le taux de récupération, de 7,5 % à son démarrage, à 16 % avec de l’injection d’eau, et à 55 % avec de l’injection de vapeur. Ce sont des technologies éprouvées mais qui posent encore des problèmes de coût. C'est grâce notamment à ces techniques de récupération assistée que l'on récupère plus que le volume initialement prévu. Cette réévaluation des gisements déjà découverts compense le fait que l'on découvre moins d'hydrocarbures que l'on n'en produit depuis le milieu des années 80.
 Améliorer la récupération, c'est aussi utiliser toute une panoplie de technologies (caractérisation et simulation du réservoir, logiciels de modélisation, "monitoring" de la production des gisements, etc) pour mieux connaître un réservoir de pétrole et optimiser son exploitation. La tendance est surtout, depuis une dizaine d'années, à la mise en place de systèmes intégrés de "monitoring des gisements" avec un contrôle simultané sur le réservoir et les installations de surface. L’utilisation de capteurs permanents dans les puits et en surface, et surtout l’utilisation répétée dans le temps de la sismique 3D (sismique "4D"), permettent de suivre le déplacement des fluides à l'intérieur des gisements en cours de production et de mettre à jour le modèle géologique initial. On peut ainsi identifier les zones où le réservoir n'a pas été drainé et décider éventuellement de placer un nouveau puits. IFPEN propose dans ce domaine des technologies avancées intégrant les connaissances géologiques, géophysiques et de réservoir.

Rendre accessible les pétroles et gaz difficiles à exploiter
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C'est réussir à produire le pétrole offshore à plus de 3 000 mètres, les bruts lourds, les pétroles très enfouis à plus de 6 000 m ou les gaz fortement acides. Réduire les coûts de production, de traitement et de transport de ces pétroles dits à haut contenu technologique est une nécessité afin de les rendre économiquement exploitables. IFPEN développe notamment des procédés de traitement des gaz très soufrés ainsi que des additifs pour améliorer la production et les conditions de transport des bruts lourds.
 IFP Energies nouvelles conduit, par ailleurs, des recherches visant à alléger jusqu'à un facteur 2, le poids des tubes utilisés dans la production de pétrole au-delà de 2500m de profondeur d'eau.

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Protéger l'environnement
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Tous ces travaux n'ont de sens que s'ils prennent en compte la protection de l'environnement. Les chercheurs d'IFPEN ont le souci constant de développer des technologies respectant les réglementations environnementales les plus sévères. Ainsi, tout nouveau produit ou additif développé en laboratoire fait l'objet d'une série de tests pour s'assurer qu'il n'est pas toxique et qu'il est biodégradable et que son empreinte environnementale soit la plus faible possible.
 IFPEN a aussi une action volontariste dans le domaine de la maîtrise des rejets issus de l'industrie pétrolière que ce soit des rejets de CO2 en liaison avec les procédés de production des hydrocarbures ou des rejets d'eau de production. En particulier, la production d'hydrocarbures s'accompagne presque toujours d'une production d'eau qu'il convient de traiter. La problématique de la gestion de la ressource en eau se pose aussi dans le cadre de la production des hydrocarbures non conventionnels (eau nécessaire pour le traitement des sables bitumineux, eau utilisée pour la fracturation hydraulique dans le cas des tight sands ou du gaz de schistes) et de la récupération assistée par injection d'eau. IFP Energies nouvelles étudie la possibilité de faire appel à l'eau issue de la production dans le cadre des opérations de récupération assistée.

 

+ IFP Energies nouvelles > Axes de recherche > Hydrocarbures responsables

 

Liens utiles :

>> SPE (Society of petroleum engineer)
 >> UFIP (Union Française des Industries Pétrolières)

Liste de liens externes

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