Dossier : Les enjeux de la production des hydrocarbures

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Décryptages

La production offshore de pétrole et de gaz

La production de pétrole et de gaz offshore, c’est-à-dire « en mer », est devenue un élément incontournable de l’approvisionnement énergétique mondial. Elle implique des technologies toujours plus avancées et une attention croissante aux impacts environnementaux.

© La plateforme PARAGON L1115 à une centaine de kilomètres des côtes du Qatar. - SORDOILLET PATRICK - TOTAL

La production offshoreTerme anglais désignant les zones et les opérations d'exploration ou d'exploitation pétrolières en mer... correspond à 30 % de la production mondiale de pétrolePétrole non raffiné. et 27 % de la production de gaz. Ces pourcentages sont restés stables depuis le début du XXIe siècle, malgré le fort développement on shore des hydrocarburesLes hydrocarbures sont des composés chimiques dont les molécules sont constituées d'atomes de carbone et d'hydrogène... non conventionnels comme les sables bitumineuxOn appelle ainsi des gisements pétroliers non conventionnels contenant du pétrole extra-lourd extrêmement visqueux... et les hydrocarbures de schiste. Cette importance de l’offshore devrait se maintenir : on estime qu’il représente 20 % des réserves mondiales de pétrole et 30 % de celles de gaz1.
 

30% :la part de l’offshore dans la production mondiale de pétrole


Comme pour les hydrocarbures non conventionnels, les principales contraintes sont économiques et environnementales. Malgré les avancées technologiques, les coûts d’exploration, de construction des plateformes et navires spécialisées, de forageUn forage consiste à creuser un trou dans le sous-sol grâce à une machine adaptée... et d’évacuation des hydrocarbures représentent des investissements qui se chiffrent en milliards de dollars par opération. Chaque projet doit être analysé au cas par cas pour déterminer sa compétitivité économique.
 
Quant aux accidents, comme celui de Macondo, dans le golfe du Mexique, en avril 2010, ils ont conduit toutes les compagnies à des révisions systématiques des installations existantes, des évolutions de la conception des installations en fond de mer, un renforcement des bonnes pratiques. L’ampleur des dégâts possibles, leur effet sur l’image des compagnies et leur impact financier font que l’attention à ces risques ne doit pas se relâcher, notamment dans les environnements fragiles comme l’Arctique.
 

La progression de l’offshore profond

L’exploitation offshore a commencé dès les années 1950 avec l’installation dans des eaux peu profondes – autour de 200 m - de plateformes reposant sur le fond, par des piliers métalliques ou des socles de béton. La crise pétrolière de 1973 a conduit à la mise en exploitation intensive de la mer du Nord. Aujourd’hui encore, la moitié des 17 000 plateformes en exploitation sont fixes.

À partir des années 1990, se développe l’exploitation en offshore profond, de 400 à 1 500 m, voire au-delà, en « ultra-profond ». Aujourd’hui, les profondeurs d’eau atteignent 3 000 m et l’industrie a les 4 000 m en ligne de mire. Il faut bien sûr ajouter plusieurs milliers de mètres d’épaisseur de sédimentsDépôts de particules de tailles variables provenant de l'érosion de roches anciennes, de résidus d'activités organiques (coquilles de mollusques...)... pour atteindre les réservoirs les plus enfouis. Ces opérations en eau profonde se déroulent de plus en plus loin des côtes. A titre d’exemple, le développement du champ Libra, à plus de 200 km au sud de Rio de Janeiro, vise des réservoirs de pétrole sous la couche de sel, c’est-à-dire à environ 3 500 m sous le fond de la mer, lui-même situé à -2 000 m.
L’offshore profond est en développement rapide : sa part pour le pétrole est passée de 3 % à environ 6 % de la production mondiale depuis 2008.

Des usines au fond de la mer

De plus en plus d’opérations techniques sont conduites directement sur le fond de la mer.

À de telles profondeurs, les défis sont multiples2 :

  • aux plateformes fixes, reliées aux têtes de puitsDésigne la cavité cylindrique creusée dans le sous-sol par un forage... par des tubes rigides, il faut substituer des installations flottantes, reliées aux puits par des conduites flexibles, les risersEn production pétrolière en mer, on appelle riser (en français tube prolongateur, peu usité) la conduite reliant.... Certaines servent à l’injection de  l’eau et du gaz qui poussent le pétrole vers les puits de production, d’autres remontent le pétrole. Ils doivent être enveloppés dans des gaines isothermes. Le brut, qui sort à plus de 50 °C, se refroidirait trop vite dans les eaux froides de profondeur et les paraffines obstrueraient les tuyaux. De plus en plus d’opérations sont effectuées sur le fond de la mer, comme par exemple la séparation du pétrole et du gaz, constituant ainsi une véritable « usine » sous-marine.
  • pour évacuer la production, on peut utiliser un réseau de pipelines, déposés par des navires spécialisés et des robots sous-marins. Mais si le champ est loin des côtes et à plus de 1 000 m de profondeur, on préfère une barge ou un navire-citerne qui assure la triple fonction de production, de stockage et de déchargement. Ces Floating Production Stocking and Off-loading (FPSO) peuvent stocker jusqu’à 2,5 millions de barils. Un même champ peut comporter plusieurs FPSO, qui peuvent rester en place 20 à 25 ans.

Dans l’idée de rapprocher le plus possible toutes les opérations du lieu de production, des compagnies réfléchissent à des projets de Floating Liquefied Natural Gas (FLNG)Un FLNG (acronyme de Floating Liquefied Natural Gas) est un complexe flottant destiné au développement de gisement gaziers offshore...  permettant de liquéfier le gaz dès sa production sur des bâtiments flottants. L’avantage est de ne pas avoir à construire de gazoducs et d’usines de liquéfactionLa liquéfaction désigne l'un des changements d'état de la matière, de l'état gazeux vers l'état liquide... sur les côtes, projets toujours coûteux et contestés pour leurs impacts environnementaux à terre.

 

Sources

(1)    IFP
(2)    Total