« Et tu bosses des fois quand même…? »

Oui.

Ah, pardon, vous voulez que je développe ?…

Alors voilà :

Une étude de sensibilité de la détection gravimétrique dans le cadre de l’exploitation d’un réservoir pétrolier… pour les nuls !

Si vous n’avez rien compris, pas de panique ! On va y aller tranquillement, et promis, tout va bien se passer. Si, si, je vous assure…

Déjà, c’est quoi cette « détection gravimétrique » ?…

Vous avez probablement déjà entendu parler de la gravité ?… Vous savez bien, ce truc qui fait que tout s’attire, que la Terre tourne autour du Soleil, et que vous restez bien collé au sol ?… Et bien figurez-vous qu’on peut l’utiliser pour détecter des objets à distance !

Le principe c’est que tout les objets s’attirent entre eux, et plus ils sont massifs, plus ils attirent fort. C’est pour ça que sur Terre vous pouvez sauter à 1 mètre du sol maximum (plus si vous avez des bonnes baskets), alors que sur la Lune (qui est beaucoup moins massive), vous pourriez sans problème passer la barre des 3 mètres sans l’aide d’aucune perche. La gravité de la Lune sous vos pieds vous attire moins, donc vous pouvez sauter plus haut. Simple, basique.

(note: toute cette explication « pour les nuls » sera illustrée de schémas pour les nuls entièrement réalisés par un nul sous microsoft paint)

Pour le dire autrement: quand il y a moins de masse sous vos pieds, la gravité est moins forte. Et ça, ça marche aussi sur Terre ! Quand vous marchez sur Terre, vous avez en permanence une énorme colonne de roche sous vos pieds. Mais cette colonne n’est pas la même selon l’endroit : les différents types de roches qui la composent n’ont pas tous la même densité, par conséquent la masse de cette colonne n’est pas la même partout. Si vous marchez sur 1km de granit, et sur 1km de calcaire, ce n’est pas la même masse. Et oui, VOUS ne pesez pas le même poids partout !

Ces différences de gravité sont subtiles – inutile de sortir vos balances et d’aller vous peser en Bretagne et à Paris – mais elles existent, et avec le bon appareil on peut les mesurer: c’est la gravimétrie. Et on peut même être assez précis pour détecter des structures rocheuses dans le sous-sol.

Tout ça c’est très bien, mais quel rapport avec un réservoir pétrolier ?

J’y viens.

Tout d’abord, il peut être intéressant de savoir ce qu’est vraiment un réservoir pétrolier, et comment fonctionne son exploitation.

Quand on parle de nappe en profondeur (qu’il s’agisse d’une nappe pétrolière ou d’une nappe phréatique), la plupart des gens imaginent une sorte de vaste lac souterrain. Et pourtant cette première image est fausse ! Une nappe pétrolière tient moins du lac et plus de l’éponge. En effet, la plupart des roches qui composent un réservoir pétrolier sont faites de sable compacté et solidifié. De ce fait, elles possèdent une certaine porosité entre les grains, dans laquelle peut s’infiltrer un fluide: par exemple du pétrole.

Mais du coup, comment on fait pour récupérer ça ? On ne peut pas simplement descendre un tuyau et aspirer, comme on ferait avec un gros lac de pétrole…

Il faut donc être plus malin: au lieu d’un seul puits, on va en percer deux, et par le premier on va injecter de l’eau dans la nappe. L’eau va donc commencer à remplir la porosité du réservoir, et en chasser le pétrole qui pour sortir n’a qu’un seul chemin disponible: notre deuxième puits. Et paf, ça fait du pétrole. Bien sûr, dans la vraie vie de la réalité véritable, on fait plus de deux forages: les nappes font parfois des centaines de kilomètres de large, et accueillent donc des centaines ou des milliers de puits.

Donc, un réservoir c’est comme une éponge remplie de pétrole, dans laquelle on injecte de l’eau à un bout pour faire sortir le pétrole par l’autre. Mais comme tout objet naturel, la porosité des roches qui composent cette « éponge » n’est pas forcément homogène, et il est possible que certaines zones imperméables agissent comme des sortes d’obstacles vis à vis des déplacements de fluides dans la nappe. Ceci peut aboutir à la formation de « zones d’ombre« , où le pétrole n’est pas chassé par l’eau. Un peu comme une pierre placée au milieu d’une rivière protège du courant la zone juste derrière elle.

Pour la compagnie qui commence à exploiter une nappe, ce phénomène n’est pas particulièrement intéressant. En revanche, après des années de pompage, quand le seul pétrole restant se trouve dans ces « zones d’ombre », ça n’est plus la même chanson : c’est le moment de racler le pot de yaourt. Il devient alors très intéressant de savoir où exactement sont placées ces zones, afin de pouvoir aller forer directement au bon endroit, et ainsi pouvoir capter ces dernières gouttes.

Vous commencez peut-être à voir le lien avec la gravimétrie ?

Et oui, quand on se retrouve dans cette situation d’une nappe en fin d’exploitation, tout le réservoir est rempli d’eau, à l’exception des zones d’ombres qui, elles, sont remplies de pétrole. Or vous l’avez peut-être malheureusement déjà remarqué lors des marées noires: le pétrole flotte sur l’eau, car il est moins dense. Par conséquent, les zones remplies de pétrole sont moins denses que celles remplies d’eau, et il devrait donc être possible – en théorie – de les détecter par gravimétrie.

Évidemment, dans cette explication j’ai volontairement éliminé les milliards de complications qui rendent cette méthode plus ou moins précise. Juste quelques unes pour vous donner une idée:

• Plus un objet est éloigné, plus son impact sur la mesure gravimétrique est faible, et plus sa détection sera imprécise.
• De la même façon, plus la variation de densité est faible, plus elle sera difficile à mesurer.
• la croûte terrestre est un objet infiniment complexe, et on n’a quasiment aucun moyen de connaitre sa structure au delà des forages, ce qui augmente encore l’imprécision de toute méthode de détection.
• Lorsqu’on mesure les variations de gravité sur une zone, on a aucune idée de leur origine: ça peut être une variation des propriétés de la roche à cet endroit, ou bien une variation d’épaisseur d’une couche rocheuse, ou bien une variation dans le remplissage de la porosité, ou bien un million d’autres choses auxquelles on a probablement oublié de penser.

A ce stade, il devient évident qu’il faut tester la précision de notre méthode gravimétrique avant de prétendre pouvoir l’appliquer pour détecter des zones d’ombre remplies de pétrole.

Et c’est là que votre serviteur entre en scène.

Mon boulot consistera donc à faire des tests avec un modèle informatique de réservoir, pour voir jusqu’à quelle profondeur on peut détecter des objets par gravimétrie, et ce pour quelle taille maximum, avec quelle précision, quelle sensibilité, etc…

Ensuite, et seulement ensuite, on saura si il est possible d’utiliser la méthode de détection gravimétrique pour détecter le pétrole restant dans le réservoir en question !