François Gelin

TOTAL, Centre Scientifique et Technique Jean Feger, Pau, France

Applications Des Isotopes Stables Pour l’Exploration/Production Pétrolière

Résumé : La plupart des hydrocarbures accumulés dans les réservoirs en sous-surface ont été générés par dégradation thermique de la matière organique sédimentaire dont les compositions moléculaires et isotopiques sont liées aux conditions biogéochimiques de sa formation et enfouissement. Les variations de compositions isotopiques des huiles et gaz sont par conséquent des indicateurs de l’origine (biogénique ou non), de la maturité (état de dégradation thermique) des huiles et gaz ainsi que des événements secondaires subis par le fluide, qu’ils soient physiques, chimiques ou biologiques.
L’isotopie stable des composés les plus abondants (13/12C, D/H, 15/14N, 34/32S, 18/16O) est utilisée depuis des décennies dans l’industrie pétrolière. Ses applications se cantonnaient initialement au domaine de l’exploration afin de corréler les fluides échantillonnés en réservoir ou en surface à leur(s) source(s) (e.g. roche mère). Plus récemment de nombreuses autres applications  ont été développées, par exemple:
–    L’identification de la source et la prédiction de la présence de composés gazeux non-hydrocarbonés (H2S, CO2, N2).
–    L’identification de barrières géologiques séparant des accumulations d’hydrocarbures ou la qualité des couvertures qui permettent la rétention des hydrocarbures en accumulation
–    L’identification de l’origine de fuites d’hydrocarbures dues au forage ou à la production
–    La compréhension des processus et vitesses d’altération des hydrocarbures en sous-surface ou en surface.
Au cours de cette dernière décennie, la recherche autour de nouveaux systèmes isotopiques stables s’est développée,  ils sont pour la plupart utilisés pour reconstituer les conditions chimiques ou thermiques lors du dépôt ou des réactions diagénétiques précoces sur des périodes récentes (tertiaire – quaternaire). Ils demandent encore à être étudiés de manière plus approfondie avant de pouvoir être utilisés en routine dans une compagnie pétrolière.

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