Embed Size (px)
Citation preview
+
L'exCeLLenCe TeChnOLOgique
exPLORATiOn-PRODuCTiOn+
L’exceLLence technoLogique
expLoration-production
centre scientifique et technique Jean féger
+
+
centre scientifique et technique Jean féger
+cstJf
CONNAÎTRE LE GROUPE TOTALFigurant au nombre des toutes premières compagnies pétrolières internationales, Total est aussi un acteur mondial du gaz, du raffinage, de la pétrochimie et de la distribution de produits dérivés du pétrole. Aujourd’hui, face à la croissance de la demande énergétique, le Groupe accélère son développement dans le solaire et la biomasse.
+
+
Nous misons en priorité sur le pétrole et le gaz, dont les ressources sont loin d’être épuisées. Nos activités, dans ce domaine, vont de l’exploration et la production jusqu’à la transformation, le transport et la vente. Raffineur et pétrochimiste de rang mondial, nous développons des plateformes industrielles de premier niveau et renforçons notre présence sur les marchés en croissance de l’Asie et du Moyen-Orient. La branche commerciale du Groupe – à la tête notamment d’un important réseau de stations-service – conçoit et commercialise des produits principalement issus du pétrole et tous les services qui peuvent y être associés.Nous investissons par ailleurs dans les énergies renouvelables. Nous avons choisi de nous développer dans le solaire photovoltaïque et la biomasse. Nous accélérons désormais nos investissements dans ces filières afin de proposer des solutions performantes et fiables, complémentaires des énergies fossiles.Notre Groupe est également un chimiste de rang mondial. Nous produisons des polymères et sommes aussi présents dans la chimie de spécialités, qui comprend les applications du caoutchouc, les adhésifs et la métallisation. Partout dans le monde, nos 96 000 collaborateurs produisent l’énergie et les produits dont l’homme a besoin, en incarnant les quatre comportements de notre Total Attitude : l’audace, la solidarité, l’écoute et la transversalité.
Exploration-Production – Conception-réalisation : – Crédits photo : Philippe Boulze, Étienne Follet, Alain Guilhot/Divergence, François Lacour, Laurent Pascal, Patrick Redonnet, Photothèque Total, DR – © TOTAL février 2013.Ce livre est imprimé sur du papier Heaven 42 certifié FSC, dont l’ensemble des fibres proviennent de forêts gérées de manière responsable. Des encres végétales élaborées sur la base de matières premières renouvelables ont été utilisées. L’imprimeur est certifié Imprim’Vert® et FSC ; il s’engage à agir de manière concrète et continue pour réduire les émissions polluantes, tout en économisant les ressources naturelles.Merci à tous les collaborateurs de l’Exploration-Production de Total pour leur aimable participation.
2—CSTJF—SOMMAIRE 3—CSTJF—SOMMAIRE
31 UN CREUSET D’EXCELLENCE TECHNIQUES DE PRODUCTION
FORAGE ET PUITS
GÉOSCIENCES
RECHERCHE ET APPLICATIONS
Au CSTJF, haut lieu d’expertise et de brassage des cultures au cœur du Béarn, tous les collaborateurs poursuivent le même objectif : produire des hydrocarbures et ce, toujours mieux.
Leur métier ? Faire parler les échantillons de roches et de fluides, ainsi que l’imagerie générée par l’un des calculateurs les plus puissants au monde.
L’innovation technologique est un passage obligé pour accéder à de nouveaux territoires, en développant la maîtrise d’une exploitation responsable et durable.
Les équipes du CSTJF développent des outils permettant d’optimiser la production et d’en évaluer la performance tout au long de la période d’exploitation.
Les spécialistes en mécanique des roches, en chimie ou en informatique expérimentent, modélisent et analysent la viabilité des puits dans des conditions extrêmes.
+
+
++
+
PRÉFACE
05
07
HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
21
59
45
71 Au premier rang des défis complexes se place celui, prioritaire, de la sécurité des hommes et de la préservation de l’environnement – soumis à une pression croissante – pour assurer une production responsable et durable.
+
5—CSTJF—PRÉFACE
PRÉFACE Résolument tourné vers l’avenir, le Centre scientifique et technique Jean Féger prépare l’énergie de demain.
❛
❜
Le Centre scientifique et technique Jean Féger (CSTJF), situé au cœur de Pau, constitue un centre d’excellence technologique de premier plan avec l’expertise scientifique et les moyens d’étude de l’Exploration-Production (EP) de Total. La technologie de pointe de ses laboratoires et la puissance de son nouveau centre de calcul haute performance (HPC) font du CSTJF, qui regroupe près de 2 500 personnes, un centre de recherche et développement (R&D) et un pôle de compétences intégrées de premier ordre dans le monde pétrolier. Véritable poumon scientifique et technique des filiales de l’EP, qui opèrent partout sur la planète, le CSTJF les assiste au quotidien pour mener à bien notre stratégie visant à maximiser nos productions, mettre en œuvre nos projets dans les meilleurs délais et au meilleur coût, et favoriser en permanence le renouvellement de nos réserves. C’est sur ce vaste campus international, authentique “melting-pot”, résolument tourné vers l’avenir, que nous démontrons nos capacités de partenaire performant et responsable, à même de préparer au mieux les ressources en hydrocarbures de demain.Implanté au cœur du Sud-Ouest, le CSTJF s’affirme aussi comme un acteur majeur de la dynamique économique et sociale de la région et comme un partenaire de sa croissance durable.
Yves-Louis DarricarrèrePrésident Upstream de Total
7—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE6—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
Le CSTJF abrite tous les métiers
de la chaîne de l’exploration et de
la production pétrolière. Cette
proximité facilite les échanges entre
les spécialistes des sciences de la
Terre, du forage ou de l’exploitation
des gisements et l’intégration de
toutes les expertises, indispensables
pour repousser les frontières
du possible pétrolier.
L’assistance technique
aux filiales de l’Exploration-
Production de Total est l’une
des premières raisons d’être
de ce centre d’ingénierie.
Car c’est sur le terrain
opérationnel, aux quatre
coins du monde, que toute
la puissance d’innovation
du CSTJF doit s’exercer.
CHAÎNE DE COMPÉTENCES
Au CSTJF, haut lieu d’expertise et de brassage des cultures, tous les collaborateurs poursuivent le même objectif : produire des hydrocarbures et ce, toujours mieux. Au cœur du Béarn, berceau historique de l’activité gazière française, le Centre conçoit des solutions technologiques rentables et respectueuses de l’environnement.
+
+
+
POUR LE MONDE ENTIER
UN CREUSETD’EXCELLENCE
confèrent en effet à l’agglomération paloise une place privilégiée
dans la recherche pétrolière.
À l’échelle nationale, le CSTJF est engagé dans une soixantaine de
contrats de R&D avec des universités (celles de Bordeaux, de Marseille,
de Montpellier, de Pau, de Provence et de Toulon), des grandes écoles
et différents instituts et laboratoires.
De plus, deux structures hébergées par l’université de Pau et des Pays
de l’Adour et financées par Total ont initié une nouvelle forme de
collaboration entre le CSTJF et la recherche universitaire : fondé en 2002,
l’Opera (Organisme pétrolier de recherche appliquée en géophysique)
développe notamment de nouveaux algorithmes de traitement de
l’imagerie sismique, tandis que le Chloe, créé en 2007 (Centre huile lourde
ouvert et expérimental), est centré sur l’évaluation et l’amélioration de
divers procédés de récupération des bruts extra-lourds.
pour des collaborateurs de multiples nationalités. Personnels des
sociétés nationales pétrolières partenaires et représentants des États
hôtes de l’Exploration-Production de Total y sont également accueillis
pour y suivre des formations de pointe. Le Centre reçoit ainsi, chaque
année, plus de 50 000 visiteurs à des fins professionnelles et
70 délégations étrangères. Une large gamme de stages répond
à la variété des besoins de stagiaires venant de tous les horizons.
Les sessions sont majoritairement ponctuelles et courtes, mais
la transmission des savoirs peut aussi s’orchestrer au fil d’un parcours
de plusieurs mois, bâti sur mesure, ou bien encore se dérouler sur
deux ans, dans le cadre d’un compagnonnage permettant de se former
en travaillant (On the Job Training). Couvrant tous les domaines
– exploration pétrolière, appréciation des découvertes, conception de
forages complexes, déploiement de solutions innovantes pour améliorer
EN 1951, un forage d’exploration révélait le gisement géant
de gaz naturel de Lacq. Cette découverte et celles qui suivront
assureront jusqu’à 90 % de la consommation de gaz naturel en France
et scelleront en partie le destin économique et industriel
du Sud-Ouest. L’implantation du Centre scientifique et technique
Jean Féger (CSTJF) à Pau et celle de nombreux de nos sous-traitants
et partenaires valent à la cité béarnaise, et plus largement au bassin
de Lacq, d’être un pôle privilégié du développement des activités
pétrolières et parapétrolières. Avec les métiers du pétrole et du gaz et
ceux de la chimie, ce sont plus de 4 000 emplois directs que procure
Total sur l’ensemble du bassin de Lacq, avec, en particulier, le CSTJF
et Total Petrochemicals, dont le site de Mont-Lacq abrite le pôle
de R&D pétrochimique du Groupe. Désormais appelé “Pôle d’études
et de recherche de Lacq (PERL)”, ce pôle a récemment été intégré
à la R&D de l’Exploration-Production.
À l’origine d’un important pôle d’activité chimique, Total s’est engagé,
depuis le milieu des années 1970, à préparer “l’après-Lacq”,
le gisement étant en voie d’épuisement. Son soutien à l’implantation
d’entreprises de chimie fine au travers de la Sobegi (Société béarnaise
de gestion industrielle, créée par Total en 1975) et son aide à la création
de PME-PMI (via Total Développement Régional, issu de la Sofrea créée
par Elf à Pau en 1978) ont ainsi contribué, localement, à la création
ou au maintien de près de 7 900 emplois, grâce au soutien apporté
à plus de 320 entreprises.
de la communauté scientifique du Sud-Ouest. L’IFP Énergies Nouvelles
(IFPEN) comme les laboratoires de l’université de Pau et des Pays
de l’Adour, réunis notamment au sein de l’Ipra (Institut pluridisciplinaire
de recherche appliquée dans le domaine du génie pétrolier),
2 500 collaborateurs
représentant tous les métiers de l’Exploration-Production.
+ ++ +
8—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE 9—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
Rayonnant tout autour du globe, le CSTJF est aussi un point d’accueil, de contact et de formation
+
Le CSTJF, par le biais de ses nombreux axes de R&D, s’affirme comme un partenaire important
+
les productions, maîtrise des impacts industriels, etc. –, ces formations
s’appuient sur l’ensemble des ressources technologiques du CSTJF :
une énorme puissance de calcul – ses calculateurs informatiques “haute
performance” sont capables d’effectuer plus de deux millions de
milliards d’opérations par seconde ! –, qui lui vaut d’être l’un des premiers
centres informatiques scientifiques au monde, un imposant plateau
de laboratoires high-tech – d’une superficie de 5 000 mètres carrés –
et un “concentré” de compétences de haut niveau.
grâce au réseau privé de télécommunications du Groupe, auquel sont
reliés 1 250 sites à travers le monde. Éminemment stratégique, cette
toile mondiale de télécommunications transporte les voix des échanges
téléphoniques entre le CSTJF et les filiales, les images et les sons
des 37 visioconférences pouvant se dérouler simultanément à partir
du Centre et, bien sûr, un flux très nourri d’e-mails et de fichiers
informatiques.
Ce flot ininterrompu, qui traduit le rôle de partenaire névralgique
du CSTJF dans le quotidien des filiales, se double de fréquentes
rencontres entre les opérationnels basés à l’étranger et leurs
“correspondants” du Centre. Véritables globe-trotters, ces derniers
réalisent en effet chaque mois quelque 3 500 missions à l’international, afin d’apporter leur assistance directe à leurs homologues sur site.
+
11—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE10—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
Le CSTJF a été dessiné au début
des années 1980 par l’architecte palois
André Grésy, en privilégiant des matériaux
nobles tels que le bois, le verre et la tuile.
Sur environ 30 hectares, il compte près
de 40 bâtiments, avec quasiment
100 000 mètres carrés de surface totale
construite, dont 30 000 mètres carrés utiles
de bureaux et 5 000 mètres carrés utiles de
laboratoires dans quatre bâtiments dédiés.
+
UN CAMPUS D’EXCEPTION +
Toute la puissance de calcul du CSTJF est accessible à l’ensemble des filiales de l’Exploration-Production
+
+ ++ +
Près de
30 hectaresdédiés aux études et à la recherche.
Entouré de vastes espaces naturels,
le centre scientifique et technique
Jean Féger – du nom de l’ingénieur
découvreur du gisement de gaz naturel
de Lacq – est planté d’un millier d’arbres
(chênes, chênes liège, mûriers,
platanes…). Cette végétation est
régulièrement entretenue. Un étang est
alimenté par la récupération d’eau naturelle
d’écoulement sur le site. L’eau y est
traitée par oxygénation et par ultrasons
et accueille des espèces animales
autochtones (truites, canards,
poules d’eau).
PARC PAYSAGER
+
14—CSTJF—UN CREUSET D’EXCELLENCE
+
Plus de 150 cadres internationaux,
techniciens et ingénieurs, recrutés par
les filiales de par le monde, sont intégrés
chaque année aux équipes du Centre,
où se côtoient 35 nationalités, pour une
durée de trois ans et plus. Ils effectuent
ainsi des étapes stratégiques dans
des carrières marquées par la mobilité
inhérente à la dimension mondiale
du Groupe.
MELTING-POT
Véritable courroie de transmission
à l’échelle planétaire, le puissant réseau
de télécommunications du Centre permet
les échanges quotidiens entre les filiales
et le pôle régional.
60 GIGABITS PAR SECONDE
+
Acteur économique palois de premier
plan, Total est aussi fortement impliqué
dans la vie locale par ses actions
de mécénat culturel (soutien apporté,
par exemple, à l’orchestre de Pau Pays
de l’Adour ou au cinéma d’art et d’essai
Le Méliès) ou patrimonial (plus de
10 programmes de restauration d’édifices
patrimoniaux ont bénéficié, dans la
région, du soutien de la Fondation Total
au travers d’un partenariat avec la
Fondation du patrimoine).
DANS LA CITÉ
+
Total est également un sponsor
majeur de la vie sportive paloise,
en étant partenaire de la Section
paloise de rugby et de son centre
de formation, du club de basket
l’Élan béarnais ainsi que du
Grand Prix automobile de Pau.
SUR LE TERRAIN
+
21—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT20—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
Dans tous les pays où il exerce ses
activités, le groupe Total est conscient
de ses responsabilités en matière
de sécurité et de protection de
l’environnement. Assurer la sécurité des
personnes qui travaillent sur ses projets
est la priorité pour le Groupe.
De même, il s’attache à réduire l’impact
de ses opérations sur l’environnement
dans le cadre de son engagement
en faveur du développement durable.
Tout le personnel travaillant
dans les laboratoires du
CSTJF porte les équipements
de protection individuelle
obligatoires.
Au premier rang des défis complexes relevés par l’Exploration-Production se place celui, prioritaire, de la sécurité des hommes et de la préservation de l’environnement – soumis à une pression croissante – pour assurer une production responsable et durable.
+
+
+
PENSER SÉCURITÉ
HSEHYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
ENGAGEMENT
L’objectif du “zéro accident” est un leitmotiv quotidien tant sur les projets en cours que sur les sites
LA PRODUCTION pétrolière est un métier à risques, risques multiples
et omniprésents, dont l’envergure des plus grandes réalisations industrielles
donne la mesure. Nécessitant des millions d’heures de travail, elles peuvent
réunir, des mois durant, des milliers d’hommes sur un même chantier
ou impliquer l’installation de dispositifs de plusieurs centaines de tonnes
au fond d’un océan…
en exploitation. Les ingénieurs HSE sont présents en support tout au long
de la chaîne de l’exploration-production pour minimiser les impacts de
nos activités sur les hommes, sur l’environnement et sur les communautés
locales. Prévoir, agir et s’améliorer en continu pour atteindre les objectifs
très volontaristes du Groupe, tel est leur engagement.
Axe tout aussi prioritaire des missions du CSTJF et objet de plusieurs
projets de recherche, le respect de l’environnement occupe une place
primordiale sur tous les sites de production opérés par le Groupe à travers
le monde. Le souci de limiter l’impact de ces sites sur l’air, l’eau
et la biodiversité – un impact étroitement surveillé – est constant, dès
la conception des projets. L’Exploration-Production est ainsi résolument
engagée dans la réduction des émissions des gaz à effet de serre,
laquelle est au cœur de la lutte contre le réchauffement climatique.
L’eau, très présente dans les cycles d’exploitation, car toujours mêlée
aux hydrocarbures produits, bénéficie d’une gestion durable.
Réinjectées dans leurs réservoirs d’origine aussi souvent que possible,
les eaux produites rejetées dans le milieu naturel sont traitées selon
des normes très sévères.
Grâce aux efforts conjoints des experts du CSTJF et des responsables
des filiales, Total peut ainsi conjuguer recherche de la croissance,
profitabilité, sécurité des hommes et respect de l’environnement.
Autant de facettes indissociables d’une industrie responsable vis-à-vis des générations actuelles et futures.
+
22—CSTJF—HSE HYGIÈNE, SANTÉ/SÉCURITÉ, SOCIÉTAL, SÛRETÉ/ENVIRONNEMENT
+
La sécurité prime sur
toute autre considération, car ce sont
des vies qui sont en jeu.Christophe de Margerie
❛❛
❛❛
Exercice sécurité de plan d’opération
interne (POI) dans la région paloise,
en collaboration avec les pompiers.
Ces derniers portent des appareils
respiratoires individuels (ARI) dans le cadre
de l’exercice simulant une fuite de gaz
ainsi qu’un risque lié à l’hydrogène
sulfuré (H2S).
SIMULER LES RISQUES
+
Meeting sécurité à Okpo, en Corée
du Sud, entre les équipes Total et celles
du contracteur DSME, pendant la phase
de construction du FPSO (unité flottante
de production, de stockage et de
déchargement) angolais Pazflor (page précédente).
VIGILANCE COLLECTIVE
+
+ ++ +
22 mg/l d’hydrocarbures dans nos eauxde production rejetées offshoreen 2011. (Bonne performance
des installations avec une baissesignificative par rapport à 2010.)
Dans le parc national de Murchison Falls,
en Ouganda, la priorité est de réduire
l’impact du forage sur une faune
particulièrement riche. De petits rigs
électriques sont ainsi préconisés
pour minimiser les nuisances sonores
et visuelles liées au développement
du projet d’exploitation des ressources
en huile.
+
PROTECTION SUR MESURE DE L’ENVIRONNEMENT
À Kharyaga, 60 kilomètres au nord du cercle
polaire arctique, dans la région des Nenets,
en Russie, Total opère depuis 1999
un gisement de pétrole difficile à produire.
L’environnement hostile – écologie de toundra
sensible, permafrost, froids extrêmes
jusqu’à - 65 °C, en prenant en compte
le facteur vent – dicte les activités.
La planification et la préparation sont
essentielles, et toutes les installations doivent
être protégées du gel, du vent et de la neige.
S’ADAPTER À UN CLIMAT RIGOUREUX
+
En parallèle du projet Gladstone LNG (GLNG),
en Australie, qui utilise le gaz de charbon comme
matière première, Total contribue à réduire
l’empreinte de ses activités sur l’eau à travers
le programme Water Management.
Ci-dessus, une plantation de leucaena irriguée
par le recyclage des eaux sur le site d’extraction
du champ de gaz de Fairview à Roma, dans
le Queensland.
PRÉSERVER LES RESSOURCES EN EAU
+
30—CSTJF—GÉOSCIENCES 31—CSTJF—GÉOSCIENCES
GÉO- SCIENCES
La géoinformation, la géologie – riche
elle-même de plus de 20 disciplines –
l’ingénierie du réservoir et la géophysique,
quatre grandes spécialités et un unique objectif
commun : découvrir, comprendre et décrire les
spécificités des réservoirs pétroliers, ensembles
géologiques complexes imprégnés d’huile,
de gaz et d’eau. Avec, in fine, des modélisations
détaillées de leur architecture, de leur
agencement interne et du comportement des
fluides mis en mouvement par leur production.
Ici, on représente la qualité des
réservoirs : plus les couleurs sont
chaudes, plus l’on se rapproche
du pôle sableux, les couleurs froides
correspondant au pôle argileux.
DANS LE SECRET DES RÉSERVOIRS
Ensemble, ingénieurs géoinformation, géologues, ingénieurs réservoir et géophysiciens constituent la chaîne des géosciences. Leur métier ? Faire parler les échantillons de roches et de fluides, ainsi que l’imagerie générée par l’un des calculateurs les plus puissants au monde.
+
+
+
SISMIQUE ET PÉTROPHYSIQUE
32—CSTJF—GÉOSCIENCES 33—CSTJF—GÉOSCIENCES
C’est à partir de ces travaux et, en particulier, des modélisations sédimentaires des pièges pétroliers
Le CSTJF réceptionne pour analyse des échantillons en provenance du monde entier.
Toutefois, le volume des échantillons, rapporté à la taille globale d’un
champ étudié, reste très limité. Géologues et ingénieurs réservoirs relèvent
donc un défi aussi complexe que de modéliser la tour Eiffel à partir d’un
échantillon de la taille d’une tête d’épingle.
Dans sa carothèque sont étudiés les constituants intimes des carottes,
ces cylindres de roche prélevés lors des forages. Ce laboratoire de
géologie, équipé d’un scanner, ouvre l’accès à des images
tridimensionnelles. En parallèle, les propriétés physiques des roches
réservoirs ainsi que leur aptitude à contenir ou laisser circuler les
hydrocarbures sont étudiées dans les laboratoires de pétrophysique.
Les fluides sont analysés dans les conditions de température
et de pression des réservoirs. Des expériences, conduites parfois
plusieurs mois durant, prédisent l’efficacité de différents mécanismes
de production à l’échelle microscopique. Objectif : la maîtrise
du comportement des hydrocarbures durant les vingt années ou plus
que durera leur exploitation.
Dans la chaîne de l’expertise en géosciences vient ensuite la
géophysique, qui s’affiche comme l’un des pôles d’excellence du CSTJF.
Grâce aux techniques sismiques, la géophysique est la première à “voir
l’invisible” : le réservoir. Comment ? Des ondes acoustiques, créées par
des vibrations sur la surface du sol ou de la mer, sont partiellement
réfléchies, au fil de leur propagation dans le sous-sol, par les différentes
couches géologiques qu’elles rencontrent. L’enregistrement de ces
réflexions en surface permet de construire une image des couches
traversées afin d’obtenir une modélisation en 3D de l’enveloppe des
pièges pétroliers et de leur architecture interne. Un dialogue constant
LA DÉCOUVERTE et le développement de gisements d’hydrocarbures
reposent sur l’analyse et l’interprétation de données pétrolières.
La géoinformation est le métier qui regroupe les professionnels de la
donnée pétrolière, socle de la connaissance indispensable à la géologie,
à la géophysique et au réservoir. Les ingénieurs géoinformation sont
en charge du cycle de vie complet de la donnée, de son acquisition,
son positionnement, sa qualification, son traitement, son organisation
et sa conservation. Car il n’y a pas de futur sans mémoire.
Les géologues, pour leur part, ont pour mission de comprendre et de
prévoir le fonctionnement des bassins pétroliers dans le temps et dans
l’espace. Objectif : caractériser les éléments qui constituent un système
pétrolier – la roche mère qui génère les hydrocarbures, les réservoirs où
ils sont piégés et les couvertures de ces réservoirs, couvercles étanches
qui les confinent en profondeur. Riche d’une vingtaine de spécialités
– parmi lesquelles la géochimie organique (étude des roches mères),
la sédimentologie (étude des processus des dépôts sédimentaires dans
les réservoirs), la géologie structurale (pour la compréhension de la
structure des bassins pétroliers et des réservoirs) ou la biostratigraphie
(étude des micro-organismes présents dans les sédiments) –,
la géologie est une discipline clé de l’industrie pétrolière, de la prise
du domaine minier jusqu’à la production.
prédisant les volumes d’hydrocarbures en place, que les ingénieurs
réservoir peuvent estimer la productivité des gisements découverts,
via la modélisation de la dynamique des fluides en production,
et aider les architectes pétroliers à optimiser le schéma de développement
pour ces champs. Connaissances théoriques, expérience acquise au fil
des années et des missions géologiques de terrain et des échantillons
de roches ou de fluides prélevés durant les forages nourrissent une chaîne
de modélisations qui bénéficie de l’évolution rapide des calculateurs.
+
Voir l’invisible, le réservoir,
grâce aux techniques sismiques de la géophysique.
+ ++ +
+
34—CSTJF—GÉOSCIENCES 35—CSTJF—GÉOSCIENCES
entre les géophysiciens des filiales et le CSTJF permet de leur proposer
les dispositifs d’acquisition les mieux adaptés, à terre comme en mer.
Le CSTJF est ensuite en mesure de les assister dans la construction
des images sismiques les plus complexes, par la mise en œuvre
de techniques de traitement innovantes qui requièrent une puissance
de calcul très performante.
et une petite enceinte où règne une pression d’une tonne par centimètre
carré ? C’est le plateau technique du CSTJF dédié aux géosciences.
Ces équipements, parmi de nombreux autres, servent en effet
aux études menées à Pau pour assister les filiales dans la découverte
et l’appréciation des gisements pétroliers. Enfouis jusqu’à 8 000 mètres
sous la surface du globe, sous d’immenses profondeurs d’eau
ou piégés dans les contextes géologiques chahutés de chaînes
montagneuses, les champs d’hydrocarbures inexplorés poussent
l’industrie sur des terrains de chasse extrêmes, nécessitant
de permanentes évolutions technologiques.
À quelle profondeur précise un gisement est-il situé ? Quelles sont ses
dimensions ? Dans ce gigantesque empilage de couches sédimentaires,
quelles sont celles qui recèlent des hydrocarbures ? Quel volume
global en renferment-elles et quelle part pourra-t-on en produire ?
Pour lever certaines de ces interrogations, c’est au CSTJF que les filiales
font appel. Les moyens technologiques et les savoir-faire de pointe
du Centre sont mobilisés dans les cas les plus complexes.
Ce travail coordonné entre les filiales et le CSTJF est alors indispensable pour apporter des réponses fiables à ces questions primordiales.
Quel rapport entre un supercalculateur, un scanner semblable à ceux utilisés en milieu médical
+
+Le scanner compte parmi les équipements
de pointe du laboratoire de géologie
du CSTJF. La réalisation des tomographies
des carottes de forage permet l’accès
à des images en trois dimensions
qui révèlent les écarts de densité entre
les différents composants de l’échantillon,
ouvrant ainsi un accès quasiment direct
au volume d’hydrocarbures imprégnant
chaque échantillon. C’est un paramètre
majeur de la caractérisation des réservoirs.
+
Cylindres rocheux prélevés au cours
de forages, les carottes expédiées
par les filiales au CSTJF sont les seuls
éléments visibles des réservoirs
pétroliers. Plus d’un kilomètre
d’échantillons s’ajoute ainsi en
moyenne chaque année au stock
de la carothèque du Centre, équipée
pour en extraire les précieuses
informations.
SCANNER POUR CAROTTES
DES CAROTTES PAR MILLIERS
+
36—CSTJF—GÉOSCIENCES
Un échantillon de roche est scanné
grâce à un laser mobile pour évaluer
son volume total. L’enveloppe
ou “tour” de l’échantillon est
enregistrée et reconstruit en 3D
avec une très grande précision.
Ce volume total, dont on soustrait
le volume de roche, permet
de déterminer le volume de pores,
c’est-à-dire de “vide”. Cela facilitera,
in fine, le calcul de la porosité de
la roche étudiée.
SCANNER 3D
+
+ ++ +
2,3 millions de milliards
d’opérations par seconde.
D’une puissance record de 2,3 pétaflops,
c’est-à-dire capable d’effectuer 2,3 millions
de milliards d’opérations par seconde,
le nouveau calculateur haute performance
acquis par le CSTJF (ci-contre et page suivante) place Total parmi les premières
entreprises mondiales en termes de
puissance informatique scientifique
à fin 2012. Première utilisation : les lourds
codes de calcul développés au CSTJF
afin de produire des images sismiques
du sous-sol toujours plus fines,
plus précises et plus fiables.
VERTIGES DU CALCUL
+
41—CSTJF—GÉOSCIENCES
Études, calculs, modélisations…
Chaque jour, des milliers d’octets
gonflent le volume des données
numériques du CSTJF. Leur
sauvegarde, éminemment stratégique,
s’appuie sur une capacité interne
de stockage de 2,6 pétaoctets (soit
2,6 millions de milliards d’octets),
l’équivalent d’une pile de CD de
près de cinq kilomètres de haut.
Sécurité oblige, une fois par semaine,
ces données sont externalisées
pour assurer leur préservation
en cas d’incident majeur sur le site.
STOCKAGE MASSIF
+
Le nouveau calculateur haute
performance permet de créer
des images sismiques du sous-sol
plus fines, plus précises et plus
fiables. Ici, une imagerie sismique
– avec le toit du réservoir – en
contexte complexe, sous le sel.
+
GÉOMODÉLISATION
L’interprétation des couches
géologiques de la sismique,
associée à des concepts
de formation des roches
sédimentaires, permet de
délimiter des zones définissant
l’architecture du réservoir,
ainsi que les écoulements.
+
INTERPRÉTATION STRATIGRAPHIQUE
Images satellites offrant des plans larges de grands
bassins pétroliers, images sismiques, où l’échographie
du sous-sol se lit dans le relief chahuté de lignes aux allures
de plis, modélisations en 3D des réservoirs, de leur géologie
et de leurs fluides… Autant d’images qui parlent à l’œil averti
des spécialistes des géosciences. Car, au-delà des calculs,
c’est sur l’art de l’interprétation que reposent la compréhension
et la maîtrise des réservoirs pétroliers.
+
DES IMAGES ET DES HOMMES
45—CSTJF—FORAGE ET PUITS44—CSTJF—FORAGE ET PUITS
FORAGE ET PUITS
C’est entre les quatre murs des
laboratoires que physique, chimie et
mécanique des roches apportent un
concours déterminant à la préparation
des campagnes de forage, aventures
industrielles s’étirant souvent sur
plusieurs années. Si le principe d’un
forage reste simple dans son énoncé
– forer un trou jusqu’à rencontrer le
pétrole –, sa réalisation est désormais
affaire de haute technologie.
Prototype de trépan de
forage à molettes et picots.
Action par fragmentation
et par broyage.
HAUTE TECHNOLOGIE
L’aventure d’un forage commence au laboratoire. Les spécialistes en mécanique des roches, en chimie ou en informatique y expérimentent, modélisent et analysent la viabilité des puits dans des conditions extrêmes.
+
+
+
OUTIL DE FORAGE
Dans tous les cas, la sécurité et l’efficacité opérationnelles doivent être maximales pour réduire
Dans le golfe de Guinée, c’est le défi de forer sous de grandes
profondeurs d’eau (entre 1 000 et 2 500 mètres) que doivent relever
les filiales angolaise, nigériane et congolaise de Total. Les plateformes
de forage sont alors devenues flottantes, un système de positionnement
dynamique ultrasophistiqué garantissant leur stabilité, même quand
l’océan se déchaîne.
autant que possible le temps de réalisation des puits, dont certains
peuvent coûter plus d’un million de dollars par jour. Qu’il dure moins
d’un mois ou qu’il nécessite un an d’efforts, chaque forage exige d’allier
la maîtrise des risques et cette recherche de rapidité.
L’instabilité des parois en cours de forage ou l’endommagement
des formations traversées risquent, par exemple, de mettre en péril
la réalisation et la productivité future du puits. Grâce à son expertise
et aux compétences qu’il regroupe, tant en termes d’ingénierie que
d’expérimentation, le CSTJF est alors le partenaire privilégié pour traiter
les cas les plus délicats rencontrés par les filiales. La stabilité des parois
du trou durant le forage est ainsi l’un des sujets d’étude majeurs du
laboratoire de mécanique des roches, dont les tests sur la résistance
des séries rocheuses traversées permettent d’optimiser les trajectoires
de forage les plus complexes.
Le fluide de forage – communément appelé “boue” – joue également
un rôle capital dans la stabilité d’un puits. Injectée sous pression au fond
du trou, la “boue” y circule en permanence, remontant la roche broyée
jusqu’à la surface. Sa densité, plus ou moins élevée, conditionne
l’équilibre de pression entre le trou et les formations traversées :
trop lourde, elle s’infiltrera dans les roches, abîmant les terrains et
pouvant déstabiliser les parois du trou ; trop légère, elle ne résistera pas
KIRKOUK, 1927 : première découverte d’un gisement producteur en
Irak par l’Iraq Petroleum Company (IPC), dont la Compagnie française
des pétroles (CFP) est l’un des premiers actionnaires.
1999, Terre de Feu : la filiale argentine de Total achève une campagne
de forage de deux ans ; l’un des 11 puits réalisés établit un nouveau
record du monde de longueur, avec 11 884 mètres. Creusé depuis la
côte, il s’enfonce à plus de 1 600 mètres dans le sous-sol tout en
poursuivant sa course, horizontalement, jusqu’à atteindre le cœur
d’un gisement marin situé à plus de 10 kilomètres au large. Le forage
fait partie de l’univers des technologies de pointe. Physique, chimie,
informatique, analyse en temps réel des paramètres enregistrés au fond
du puits pendant le forage et outils de pilotage sophistiqués sont
devenus indispensables au contrôle de trajectoires de plus en plus
complexes.
des séries de réservoirs, ne sont que l’une des limites auxquelles se
confrontent les experts. Le défi se transforme lorsqu’il s’agit de forer des
gisements très profondément enfouis, comme l’a fait la filiale britannique
de Total en mer du Nord, sur les sites d’Elgin et Franklin, dont les
hydrocarbures, chauds et sous pression, ont été découverts sous plus
de 5 500 mètres de roches. À de telles profondeurs, la température flirte
avec les 200 °C et la pression dépasse les 1 000 bar. La difficulté, ici,
consiste à diriger les trajectoires sans l’aide de l’électronique de fond de
puits, inopérante dans de telles conditions physiques, et à atteindre ces
pièges pétroliers en évitant l’éruption des hydrocarbures sous pression.
Les forages horizontaux, percés sur des milliers de mètres pour traverser sur toute leur longueur
+
+
À de telles profondeurs,
la température flirte avec les 200 °C et la pression dépasse les 1 000 bar.
+ ++ +
46—CSTJF—FORAGE ET PUITS 47—CSTJF—FORAGE ET PUITS
à l’envahissement du trou par l’eau ou les hydrocarbures. C’est là
le domaine des chimistes du laboratoire des boues et ciments,
chargés de trouver le bon équilibre et la formulation la plus efficace.
Les spécialistes du laboratoire de productivité sélectionneront,
quant à eux, les additifs spécifiques qui limiteront l’endommagement
ou restaureront la productivité des zones réservoirs et, en particulier,
des minuscules réseaux de circulation qui, au sein des roches,
permettent au pétrole et au gaz de parvenir jusqu’au puits lors
de sa mise en production. Un résultat qui, bien loin des premiers
puits de Kirkouk, ne peut maintenant être atteint que par
la mise en œuvre des savoirs conjugués d’une équipe intégrée de spécialistes.
+
Stratégique pour la productivité
des puits, la “liaison couche
trou” désigne l’interface entre
le réservoir pétrolier et un puits.
Dans certaines configurations,
c’est dans cette zone qu’il faut
installer des systèmes de
filtration des sables produits
avec les fluides pétroliers
susceptibles de compromettre
la productivité.
Pour stimuler la productivité
dans les réservoirs carbonatés,
on injecte un fluide acide
concentré dans le puits, aux
abords du réservoir. Cela permet
de créer un réseau de
worm-holes (trous de ver) et
d’augmenter la connectivité
puits-réservoir.+
LABORATOIRE LIAISON COUCHE TROU
48—CSTJF—FORAGE ET PUITS 49—CSTJF—FORAGE ET PUITS
Le forage des puits les plus complexes peut coûter
plus d’un million de dollars par jour.
+ ++ +
50—CSTJF—FORAGE ET PUITS
Les études de
laboratoire permettent
de sélectionner le
“filtre” adapté à la
qualité et à la quantité
des sables produits
avec les fluides
pétroliers.
PRODUCTIVITÉ
+
Pour limiter autant que
possible des coûts de forage
toujours plus lourds,
la perfection doit être au
rendez-vous. Une perfection
qui permet de forer aussi vite
que possible. Pour l’atteindre,
la connaissance des roches
traversées et de leur “réaction”
au forage doit être aussi
complète que possible.
C’est l’une des missions
centrales du laboratoire
de mécanique des roches.
+
EN QUÊTE DE PERFECTION
55—CSTJF—FORAGE ET PUITS
En dépit de la ressemblance
des terrains traversés,
la formulation des boues,
essentielle à la bonne marche
du forage, est spécifique
à chacun.
BOUES ET CIMENTS SUR MESURE
+
1 500 bar et 200 °CCes conditions extrêmes
de pression et de température sont régulièrement étudiées
dans les laboratoires du CSTJF.
+ ++ +
Total a foré en mer du Nord britannique
l’un des tout premiers puits déviés dans
un environnement à haute pression et
haute température. D’une longueur de
7 300 mètres, le puits de Glenelg a atteint
son objectif à 5 600 mètres sous le niveau
de la mer, dans un réservoir à 200 °C
et 1 150 bar. Un exploit irréalisable sans
les études approfondies menées dans
les laboratoires du CSTJF. Ici, le laboratoire
Pression Volume Température (PVT).
AU-DELÀ DE 1 000 BAR
+
59—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION58—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
TECHNIQUES DE PRODUCTION
Processus dynamique complexe,
où d’énormes volumes de fluides plus
ou moins visqueux et corrosifs sont
mis en mouvement par des procédés
variés, l’exploitation d’un réservoir
se poursuit pendant de nombreuses
années. Lutter contre le déclin
de la production, prévenir l’altération
des installations de production et
adapter les procédés d’extraction
aux évolutions physico-chimiques
des effluents produits sont autant
de thématiques majeures pour
les spécialistes de l’exploitation.
Ces mesures permettent
d’étudier précisément
la compressibilité
d’échantillons tests.
DES DIZAINES D’ANNÉES
Une infinité de mécanismes influent sur le taux de récupération des hydrocarbures. Les équipes du CSTJF ont mis au point un arsenal d’outils permettant d’optimiser la production et d’en évaluer la performance tout au long de la période d’exploitation.
+
+
+
MESURES SOUS CONTRAINTE
Entre la découverte d’un gisement et sa mise en production, plusieurs années s’écoulent.
L’ensemble des compagnies pétrolières produit actuellement plus d’eau que de pétrole, et ce volume
d’eau augmente inexorablement avec la maturité des champs.
Simultanément, le rejet de ces eaux dans l’environnement marin
est de plus en plus contraint par des réglementations internationales.
Or, une partie seulement des eaux de production est réinjectée
en réservoir à des fins de maintien de pression : l’enjeu est donc
d’augmenter cette proportion. Cela implique, pour la déployer à plus
grande échelle sur les champs, une technologie de filtration très
fine, économique et performante, afin d’éviter tout risque de boucher
les puits et d’endommager les réservoirs.
Dans ce contexte, les équipes techniques du CSTJF ont fait appel
à l’ultrafiltration par membranes céramiques, technologie innovante,
qui se révèle beaucoup plus performante que les techniques
classiques : elle permet d’éliminer les particules en suspension
jusqu’à une taille de quelques centièmes de micron ainsi que les
gouttelettes d’hydrocarbures non solubilisées. Cette technique n’a
encore jamais été mise en œuvre sur des eaux de production pétrolière.
Il s’agit donc d’une première pour Total et, plus généralement,
pour l’exploration-production.
Durant les dizaines d’années que dure l’exploitation d’un site,
le CSTJF aide les filiales à mieux produire les gisements, à soutenir
leur productivité, à prolonger leur durée de vie pour en extraire
les réserves “ultimes”. Expertise d’échantillons de roches et analyse
des fluides produits nourrissent les diagnostics et les solutions
pour restaurer la productivité des couches réservoirs, parfois altérées
au fil de l’exploitation.
UN GISEMENT de pétrole n’a rien d’un lac souterrain qu’il suffirait
de pomper pour en ramener le contenu jusqu’à la surface. Pétrole
et gaz sont piégés dans des roches poreuses et perméables, appelées
réservoirs. Il s’agit dès lors de parvenir à déloger ces hydrocarbures
des pores de la roche. Ce qui, selon leur capacité à se déplacer
et celle du réservoir à les laisser circuler, sera possible pour une partie
seulement du volume en place, soit 10 à 35 % pour le pétrole.
Augmenter le taux de récupération, ne serait-ce que de quelques
points, représente un formidable enjeu pour le renouvellement
des réserves et un challenge de premier ordre pour tous les métiers
de l’exploitation pétrolière.
Ce temps est activement utilisé pour identifier les techniques et les
dispositifs de production les plus pertinents. Des équipes du CSTJF
s’emploient à déterminer le mécanisme de récupération le mieux
adapté, à calculer des trajectoires de puits pour un drainage optimal
des réservoirs, à estimer les quantités d’huile, de gaz, mais aussi d’eaux
produites au fil de la vie du champ. En parallèle, et de façon coordonnée,
d’autres experts s’ingénient à conduire des analyses physico-chimiques
pour prédire la réaction des hydrocarbures à leur mise en production,
en particulier leur aptitude à atteindre le puits, à évaluer l’appréciation
et la neutralisation de tous les éléments susceptibles d’entraver
la production par bouchage ou corrosion des tuyaux… La liste
des paramètres qui guideront la conception du schéma de production
le plus performant est longue. Et il faut encore y ajouter l’évaluation
des risques sismiques ou liés à l’environnement océanographique
et aux conditions météorologiques.
+
+
Défier le tempspour prévenir le déclin
des gisements de pétrole.
+ ++ +
60—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION 61—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
la production, en “forçant” le cheminement des hydrocarbures jusqu’au
puits. Aux injections d’eau ou de gaz, classiquement utilisées pour
“balayer” le maximum d’hydrocarbures possible, s’ajoutent des
techniques plus sophistiquées. La chimie analytique permet de mettre
au point des additifs adaptés au profil de chaque réservoir qui, ajoutés
à l’eau ou au gaz injectés, renforceront la capacité à déloger l’or noir
de la roche. Parmi ses travaux de recherche et développement,
le CSTJF étudie actuellement la possibilité d’injection de polymères,
d’air, de vapeur ou encore de mousse, de solvants (hydrocarbures
et/ou dioxyde de carbone) pour offrir aux filiales de nouvelles solutions
capables d’augmenter significativement la récupération finale. Dans
cette course à la productivité des gisements, le centre palois dispose
également de tous les atouts pour élaborer de nouveaux outils
et techniques d’aide à l’intention des filiales. Ainsi ont été développés
des logiciels qui traquent, en temps réel, les manques à gagner
des productions et livrent des diagnostics sur leurs origines possibles.
Avec eux s’ouvre une nouvelle ère, celle du suivi à distance des
performances des sites, accessibles dans leurs bureaux comme
dans ceux du CSTJF.
En ligne de mire : hisser toujours plus haut la barre des taux de récupération.
+
Risque physico-chimique majeur,
les hydrates, sortes de bouchons de glace,
se forment dans les hydrocarbures
en présence d’eau et de gaz, à certaines
conditions de pression et de température.
La “boucle hydrate” du CSTJF, où les
hydrocarbures circulent dans des
conditions contrôlées de température et de
pression, permet de définir très précisément
le risque spécifique à chaque champ
et de mettre à l’épreuve les solutions de
prévention.
+
Testée en première mondiale
par notre R&D, l’ultrafiltration des
eaux de production par membranes
céramiques élimine des particules
solides jusqu’au centième
de micron (contre 5 microns pour
les technologies classiques).
ÉTUDES EN BOUCLE
ULTRAFILTRATION PAR MEMBRANES CÉRAMIQUES
63—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION62—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTION
Améliorer le taux de récupération du pétrole,
une affaire de spécialistes.
+ ++ +
+
Toute une panoplie de techniques peut également être mise en œuvre pour augmenter
+
Au laboratoire Fluides et géochimie
organique, des tubes métalliques
contenant des échantillons de roches
sont chauffés, sous atmosphère inerte,
à très haute température pour simuler
la génération des hydrocarbures, qui sont
ensuite analysés.
PYROLYSE
+
Les mesures effectuées par ce
laboratoire permettent d’accéder
aux propriétés pétrophysiques
des échantillons de roches.
La résonance magnétique
nucléaire permet, au travers
de séquences d’acquisitions
spécifiques, de connaître la
porosité, la structure du réseau
poreux ainsi que la nature
et les quantités des fluides dans
l’échantillon aux conditions
laboratoire et réservoir.
RÉSONANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE
+
Ici, les échantillons de
roches sont lavés grâce
à l’utilisation d’une quantité
limitée de solvants portés
à ébullition ou via l’utilisation
de la pression, afin d’en
extraire tous les composés
organiques. Après ce lavage,
les échantillons de roches
font l’objet de mesures de
perméabilité et de porosité.
+
MESURES DE POROSITÉ ET DE PERMÉABILITÉ
69—CSTJF—TECHNIQUES DE PRODUCTIONLe développement récent de
ce laboratoire par Total permet
de réaliser des mesures précises
de perméabilité sur des
échantillons denses très peu
perméables (généralement issus
de ressources dites non
conventionnelles comme les gaz
de schiste ou les tight gas).
STEP DECAY
+
La microdistillation a pour but
de fractionner un échantillon
d’huile par points d’ébullition.
Cela permet à la fois
de caractériser précisément
la composition de l’huile et
d’évaluer sa valeur commerciale.
MICRODISTILLATION
+
71—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS70—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
RECHERCHE & APPLICATIONS
Principal pôle de R&D de la branche
Exploration-Production de Total,
le CSTJF a aussi pour mission
de résoudre les obstacles
technologiques, afin de relever les
défis de la maîtrise des domaines
frontière. Cette politique de R&D
témoigne de la forte capacité
d’innovation du Groupe, présent sur
les grands bassins sédimentaires
des cinq continents.
Le laboratoire Chromatographie
étudie les différents composants
chimiques d’un échantillon, que
ce soit une roche, une huile ou
une boue. Ici, le conditionnement
d’échantillons d’huiles qui sont
conservés en chambre froide.
DU LABORATOIRE AUX CHAMPS
L’innovation technologique est un passage obligé pour accéder à de nouveaux territoires, en développant la maîtrise d’une exploitation responsable et durable. Ainsi se redessine en permanence la carte mondiale des possibles énergétiques.
+
+
+
CHROMATOGRAPHIE
73—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS72—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
La dimension internationale de la R&D s’exprime aussi par plus
de 700 partenariats de R&D en cours avec des universités,
des compagnies pétrolières nationales et internationales et des
entreprises de toutes tailles.
Parce que l’innovation est l’un des moteurs de la croissance de
l’Exploration-Production, l’équipe de Propriété intellectuelle intégrée
à la R&D s’attache à développer un portefeuille de brevets pour
assurer à Total l’accès à la technologie. Ce portefeuille, en permanente
augmentation depuis 2006, reflète les avancées technologiques
de Total et contribue à faire du Groupe un “partenaire de choix”
en renforçant son image d’excellence technologique
vis-à-vis de ses cibles privilégiées.
de par leur localisation et les caractéristiques géologiques des roches
qui les contiennent. Leur production exige le recours à des techniques
de forage et de stimulation de production spécifiques. Ces gaz
non conventionnels représentent un potentiel majeur de renouvellement
des ressources en gaz de la planète. Impliqué depuis une dizaine
d’années dans la production des tight gas, Total s’est récemment investi
dans celle des gaz de schiste et de charbon, nouant des partenariats
avec des sociétés dotées d’une expertise éprouvée dans ce domaine.
En Argentine, Total détient ainsi des participations dans plusieurs
permis, afin d’évaluer leur potentiel en gaz de schiste. Les premiers
forages ont eu lieu en 2012.
L’ESSENTIEL des activités de R&D de l’Exploration-Production
est concentré en France, au sein du CSTJF qui abrite près
de 700 ingénieurs et techniciens de la R&D. Ces équipes œuvrent
à l’amélioration continue des outils d’exploration et au développement
d’innovations technologiques qui déverrouilleront l’accès rentable
à des domaines frontières. L’optimisation des techniques de production,
pour accroître les réserves des champs conventionnels,
le développement de technologies pour préserver l’environnement,
en particulier l’air et l’eau, et garantir la sécurité des hommes
et des installations sont aussi des axes essentiels de recherche.
Plus de 30 projets de recherche sont menés depuis le CSTJF dont les
grands fonds, les bruts extra-lourds et sables bitumineux, les gaz
acides, les réservoirs carbonatés, les réservoirs très enfouis, les gaz
non conventionnels…
qui lui permettent de bénéficier de compétences régionales de pointe
sur des thématiques majeures de croissance : production minière
des sables bitumineux, offshore profond, réservoirs carbonatés,
environnement, géosciences… Deux d’entre eux sont implantés
en Amérique du Nord (Canada et États-Unis), trois en Europe
(France, Grande-Bretagne et Norvège) et un au Moyen-Orient (Qatar).
Le Pôle d’études et de recherche de Lacq (PERL), récemment intégré
à la R&D de l’Exploration-Production, compte environ 80 chercheurs
qui opèrent dans les domaines de la physico-chimie, du traitement
des gaz et de l’environnement. Ils participent notamment à la recherche
sur la récupération assistée des pétroles et sur l’efficacité des
dispersants en offshore profond dans le cadre de la lutte antipollution.
Gaz de schiste ou gaz de charbon, les gaz non conventionnels sont piégés dans des gisements atypiques
+
La R&D s’appuie également sur six centres de recherche, dont cinq hors de France,
+
Total relève le défi de produire des ressources d’hydrocarbures issues des grands fonds marins,
+
+
par plus de 1 500 mètres de profondeur d’eau, depuis plus de dix ans.
Cette exploitation audacieuse devient de plus en plus complexe.
Demain, le transport sous-marin des hydrocarbures devra couvrir
de très longues distances, parfois plus de 100 kilomètres. Les équipes
de la R&D développent de nouvelles architectures sous-marines basées
sur des technologies de traitement sous-marin – unités de traitement
et d’injection d’eau, unités de stockage de produits chimiques,
pompage – et sur le “tout-électrique”, en remplacement des
commandes hydrauliques. Ces technologies innovantes permettront
de s’adapter à des profondeurs d’eau croissantes allant jusqu’à
3 500 mètres et aux fluides les plus difficiles.
Par ailleurs, les techniques dédiées à l’augmentation des taux de
récupération – Enhanced Oil Recovery (EOR) – constituent une priorité
de la R&D du Groupe. Les travaux en matière d’EOR chimique,
menés au sein de l’Exploration-Production de Total, y compris le Pôle
d’études et de recherches de Lacq (PERL) et la filiale Total E&P Angola,
se sont concrétisés par la mise au point de la première injection
de polymères destinée à améliorer la récupération en grands fonds.
L’injection d’eau viscosifiée par ajout de polymères sur Dalia permettrait
d’augmenter les réserves de ce champ de 3 % en dix ans, dès lors
que le projet aura été lancé.
Parallèlement, les équipes du CSTJF ont mis au point une solution destinée à exploiter la grande partie
des réserves de gaz découvertes en Europe, en Russie ou au Moyen-
Orient, qui contient des gaz acides comme le dioxyde de carbone
et l’hydrogène sulfuré, mais aussi d’autres composés soufrés tels que
les mercaptans ou l’oxysulfure de carbone. Fruit de plusieurs années
de développement, la technologie HySWEET® répond aux défis
suivants : l’élimination simultanée des gaz acides, des mercaptans
et de l’hydrogène sulfuré, la limitation de la coabsorption des
hydrocarbures, l’économie énergétique. Mettant en œuvre un solvant
hybride, le procédé HySWEET® est en application sur les unités
de production de l’usine de Lacq depuis 2008.
Autre enjeu majeur pour l’avenir, le captage et le stockage géologique
du CO2. Comment réduire les émissions de gaz à effet de serre,
en particulier du dioxyde de carbone ? Que faire de ce composé acide,
une fois séparé du méthane, pour éviter son rejet pur et simple dans
l’atmosphère ? Comment éviter d’en émettre chaque année des tonnes
supplémentaires par les processus de combustion indispensables
à la production pétrolière ? L’une des réponses les plus prometteuses
à ces questions déterminantes pour le futur de la planète passe
par la capture et le stockage géologique du CO2. Elle passe aussi
par le CSTJF, où les équipes de la R&D ont développé, dès 2007,
un projet pilote unique en Europe, intégré à un site industriel
à proximité du site de Lacq, pour démontrer la faisabilité industrielle
d’une chaîne complète de captage, transport et injection du CO
2 dans
un réservoir déplété, c’est-à-dire vidé du gaz naturel qu’il contenait.
+
75—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS74—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
Le transport sous-marin
des hydrocarbures devra demain couvrir de très longues distances,
parfois plus de 100 kilomètres.
+ ++ +
À Lacq, pour la première fois
en Europe, une chaîne
intégrée avec une chaudière
à oxycombustion gaz
de 30 mégawatts thermiques
a été testée.
CAPTAGE DE CO2
+
Toute la production de l’usine Total
de Lacq est aujourd’hui assurée
grâce au procédé HySWEET® de
traitement de gaz très acides.
Associant les capacités chimiques
d’une amine et les propriétés
physiques d’un cosolvant, il absorbe
simultanément CO2, H
2S et
composés soufrés tels que les
mercaptans et le COS. Ceci avec un
gain énergétique de 10 à 20 % par
rapport aux procédés traditionnels.
Une première licence industrielle
de cette innovation majeure a été
délivrée en 2010. Le démarrage
de l’unité qui la met en œuvre est
prévu en 2013. Elle assurera
la continuité des activités
thiochimiques sur le bassin de Lacq.
RUPTURE TECHNOLOGIQUE
+
Les recherches conduites par le CSTJF
sur la récupération et la valorisation
des bruts extra-lourds ont nourri
le gigantesque projet PetroCedeño,
qui, en 2002, a initié l’exploitation
à grande échelle de ces bruts
non conventionnels au Venezuela
et leur transformation en un brut
synthétique léger.
Les équipes de la R&D et du Pôle
d’études et de recherche de Lacq
(PERL) travaillent aujourd’hui à
l’amélioration des taux de récupération
du champ de PetroCedeño, notamment
grâce à l’injection d’eau et de polymères
dans le réservoir, qui pourrait permettre
de doubler les taux de récupération.
+
BRUTS EXTRA-LOURDS
80—CSTJF—RECHERCHE ET APPLICATIONS
Dalia est le premier pilote mondial d’injection de polymères (eau viscosifiée par ajout de polymères) en grands fonds destinés à augmenter le taux de récupération des hydrocarbures.
DALIA
+
Grâce aux progrès de l’imagerie sismique, les géophysiciens peuvent désormais “voir” ce qui, il y a dix ans à peine, demeurait invisible. Les nouveaux codes de calcul de l’imagerie en profondeur développés par le CSTJF ont ainsi permis d’éclairer les zones de sel qui résistaient auparavant à l’imagerie. Ici, une grille réservoir déformée par les mouvements du sel.
InnovAtIon contInue
+
+
CONNAÎTRE LE GROUPE TOTALFigurant au nombre des toutes premières compagnies pétrolières internationales, Total est aussi un acteur mondial du gaz, du raffinage, de la pétrochimie et de la distribution de produits dérivés du pétrole. Aujourd’hui, face à la croissance de la demande énergétique, le Groupe accélère son développement dans le solaire et la biomasse.
+
+
Nous misons en priorité sur le pétrole et le gaz, dont les ressources sont loin d’être épuisées. Nos activités, dans ce domaine, vont de l’exploration et la production jusqu’à la transformation, le transport et la vente. Raffineur et pétrochimiste de rang mondial, nous développons des plateformes industrielles de premier niveau et renforçons notre présence sur les marchés en croissance de l’Asie et du Moyen-Orient. La branche commerciale du Groupe – à la tête notamment d’un important réseau de stations-service – conçoit et commercialise des produits principalement issus du pétrole et tous les services qui peuvent y être associés.Nous investissons par ailleurs dans les énergies renouvelables. Nous avons choisi de nous développer dans le solaire photovoltaïque et la biomasse. Nous accélérons désormais nos investissements dans ces filières afin de proposer des solutions performantes et fiables, complémentaires des énergies fossiles.Notre Groupe est également un chimiste de rang mondial. Nous produisons des polymères et sommes aussi présents dans la chimie de spécialités, qui comprend les applications du caoutchouc, les adhésifs et la métallisation. Partout dans le monde, nos 96 000 collaborateurs produisent l’énergie et les produits dont l’homme a besoin, en incarnant les quatre comportements de notre Total Attitude : l’audace, la solidarité, l’écoute et la transversalité.
Exploration-Production – Conception-réalisation : – Crédits photo : Philippe Boulze, Étienne Follet, Alain Guilhot/Divergence, François Lacour, Laurent Pascal, Patrick Redonnet, Photothèque Total, DR – © TOTAL février 2013.Ce livre est imprimé sur du papier Heaven 42 certifié FSC, dont l’ensemble des fibres proviennent de forêts gérées de manière responsable. Des encres végétales élaborées sur la base de matières premières renouvelables ont été utilisées. L’imprimeur est certifié Imprim’Vert® et FSC ; il s’engage à agir de manière concrète et continue pour réduire les émissions polluantes, tout en économisant les ressources naturelles.Merci à tous les collaborateurs de l’Exploration-Production de Total pour leur aimable participation.
TOTAL S.A.Capital social : 5 909 418 282,50 euros542 051 180 RCS Nanterre
Exploration-Production – Paris2, place Jean Millier – La Défense 692078 Paris-La Défense Cedex – FranceTél. : +33 (0)1 47 44 45 46
Exploration-Production – PauAvenue Larribau – 64018 Pau Cedex – FranceTél. : +33 (0)5 59 83 40 00
Contact Communication EP : [email protected]
Rendez-vous sur :
www.total.com
