Comment se déroule un forage ?

Pour s'assurer qu'un gisement potentiel d'hydrocarbures sera bien exploitable, on doit réaliser un forage. Ce procédé, en plusieurs étapes, permet de sonder les profondeurs de la Terre pour savoir si le site choisi renferme du gaz ou du pétrole. Il implique l'utilisation d'équipements spécifiques et d'un ingrédient incontournable, la boue de forage.

Comment se déroule un forage ?
© Keblow

Une opération d'envergure 

Les forages permettent de savoir si les prospects à hydrocarbures, c'est-à-dire les gisements potentiels que l'on a repérés dans le sous-sol, contiennent effectivement du pétrole ou du gaz. Ces prospects sont profondément enfouis dans les roches. Pour les atteindre, on creuse un trou de 20 à
50 centimètres de diamètre. 

L'outil de forage se présente comme une sorte d'énorme perceuse.

Les forages ne dépassent pas 2 000 mètres
de profondeur.

Faux. Si la plupart des forages ne dépassent pas les 2 000 mètres de profondeur, certains peuvent aller jusqu'à 4 000, voire 6 000 mètres, soit l'équivalent d'une vingtaine de tours Eiffel !

Pour réaliser un forage, on procède en plusieurs étapes :

   • on installe tout d'abord un derrick. Il s'agit d'une tour métallique de 30 mètres de hauteur qui sert de support à des tiges de forage. Ces longues barres métalliques mesurent une dizaine de mètres de long et sont solidement reliées entre elles bout à bout ;

   • au bout de la première tige de forage, on fixe un outil de forage semblable à une énorme perceuse. Cet outil en trois parties, nommé trépan, est muni de dents ou de pastilles en acier très dur. Si l'on doit forer des roches très résistantes, on n'utilise pas de trépan mais une tête de forage, un seul bloc serti de diamant, beaucoup plus solide ;

   • une fois mis en marche, le trépan tourne à grande vitesse. Grâce à ce mouvement rotatif, il broie la roche en petits morceaux ;

   • à mesure que l'on s'enfonce dans le sous-sol, on ajoute une nouvelle tige de forage en la vissant à la précédente pour obtenir la longueur souhaitée : on obtient un train de tiges.

Pour éviter l'effondrement du trou que l'on est en train de percer, on pose sur toute sa longueur de gros cylindres creux : c'est le tubage. Comme les tiges de forage, les tubes sont installés par segments que l'on fixe les uns aux autres, au fur et à mesure que l'on progresse en profondeur. Ces tubes ont une certaine épaisseur ; aussi l'opération peut-elle réduire de plus de moitié le diamètre initial du trou.

Un élément indispensable : la boue de forage

Pendant que l'on creuse le trou, on y injecte en permanence de la boue de forage. Il s'agit d'un mélange d'eau et de particules argileuses solides, densifié et stabilisé par différents produits chimiques. Sa composition peut varier en fonction des roches traversées.

La boue de forage contribue grandement à la réussite de l'opération :

   • comme elle circule en permanence dans le trou, elle refroidit l'outil de forage, évitant une surchauffe ;

   • injectée sous pression, elle aide le trépan à attaquer la roche et nettoie le fond du puits ;

   • en remontant le long du tubage, elle ramène à la surface les fragments de roche arrachés par le trépan (déblais). Les géologues examinent ces morceaux de roche pour y déceler d'éventuelles traces d'hydrocarbures ;

   • la boue de forage est également indispensable au maintien du trou car elle consolide ses parois ;

   • elle équilibre la pression à l'intérieur du tubage, évitant un jaillissement brutal de pétrole, d'eau ou de gaz provenant de l'une des couches rocheuses traversées.

Pour bien remplir son rôle, la boue de forage doit être parfaitement préparée et sa densité doit être contrôlée en permanence.

En effet :

   • si la boue est trop lourde, elle risque de pénétrer à grande vitesse dans les réservoirs qu'elle rencontre parce que la pression y est plus faible qu'à l'intérieur du tube. Le forage peut alors "entrer en pertes" : cela signifie qu'au lieu de remonter à la surface, la boue est susceptible de disparaître dans le trou ;

   • si au contraire la boue est trop légère, l'eau contenue dans les formations géologiques traversées peut avoir une pression plus élevée que celle de la colonne de boue. Le forage peut alors "entrer en gains", c'est-à-dire que l'eau envahit le trou et remonte brutalement à la surface. Si les équipes au sol ne réagissent pas très vite, il existe alors un risque d'éruption incontrôlable.

C'est pourquoi la boue de forage est soigneusement élaborée par un spécialiste, surnommé "boueux" dans le jargon pétrolier. Cet ingénieur joue un rôle essentiel sur le chantier de forage : il veille constamment à ce que la boue reste homogène et de composition stable.
En cas de problème, il doit aussi se montrer très réactif pour en modifier la composition le plus vite possible.