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Les combustibles fossiles.
Extraction de pétrole

Les trois étapes de la formation du pétrole, durée de formation

Les trois étapes de la formation du pétrole, durée de formation

Le pétrole est un combustible fossile utilisé dans de nombreuses utilisations en raison de sa valeur calorifique en tant que source d'énergie. Cependant, comme il s'agit d'une ressource limitée, elle est considérée comme une source d'énergie non renouvelable.

Le pétrole est un dérivé d'anciens organismes morts fossilisés, tels que le zooplancton et les algues. Cette accumulation de matière au fond des océans expérimente des changements physiques et chimiques pendant des dizaines de millions d’années jusqu'à devenir pétrole brut.

De grandes quantités de ces restes riches en matière organique ont été déposées au fond des océans ou des lacs. Par conséquent, ils sont recouverts de couches imperméables de sédiments..

Environ 1 m en dessous des bassins sédimentaires ou la concentration en oxygène dans l'eau était faible et il y avait des conditions anoxiques. À ce stade, les températures sont également restées constantes.

Au fur et à mesure que d'autres couches se déposent dans le fond marin ou le lac, il y a une chaleur et une pression intenses. Initialement, il a été transformé en un matériau cireux appelé kérogène. En conséquence, il a été converti, avec plus de chaleur, en hydrocarbures liquides et gazeux par un processus connu sous le nom de catagenèse.

Combien de temps prend la formation du pétrole ?

La production de pétrole se forme par des processus physiques et chimiques qui prennent un million d’années à se former. 

Le processus est similaire à la formation du charbon. Toutefois, dans le cas des gisements de pétrole, les restes d'animaux et de plantes mortes qui se transforment en pétrole se déposent au fond des océans ou des marécages, accélérant le processus. De cette façon, pendant que le charbon prend des dizaines de millions d'années à se former, le pétrole brut ne met qu'un million d'années à se former.

Quelles sont les 3 étapes de la formation du pétrole ?

La formation de pétrole se produit par plusieurs réactions à haute température et pression. Ces étapes de cette formation de pétrole sont détaillées ci-dessous.

1. La première étape de la diagenèse : la décomposition anaérobie

Sans oxygène abondant, les bactéries aérobies ont été empêchées de pourrir la matière organique après avoir été enfouies sous une couche sédimentaire ou d'eau.

En raison de ces bactéries anaérobies, au début, ce problème a commencé à être séparé principalement par hydrolyse : les polysaccharides et les protéines ont été hydrolysés en sucres simples et en acides aminés, respectivement. Ceux-ci ont été oxydés anaérobies à un rythme accéléré par les enzymes des bactéries.

Les monosaccharides, à leur tour, finissent par se décomposer en CO2 et en méthane. Les produits de décomposition anaérobie combinent des acides aminés, des monosaccharides, des phénols et des aldéhydes avec des acides fulviques. Les graisses et les cires ne s'hydrolysaient pas largement dans ces conditions douces.

2. La deuxième étape de la diagenèse : formation de kérogène

Certains composés phénoliques produits à partir de réactions précédentes fonctionnaient comme des bactéricides, et l'ordre des bactéries actinomycètes avait des composés antibiotiques.

Ainsi, l'action des bactéries anaérobies a cessé à environ 10 m sous l'eau ou les sédiments. Le mélange à cette profondeur contenait des acides fulviques n'ayant pas réagi et ayant partiellement réagi, des graisses et des cires, de la lignine légèrement modifiée, des résines et d'autres hydrocarbures.

Au fur et à mesure que de plus en plus de couches de matière organique se sont déposées dans le fond marin ou le lac, une chaleur et une pression intenses se sont accumulées dans les régions inférieures.

Par conséquent, les composés de ce mélange ont commencé à se combiner d'une manière peu connue pour former du kérogène. La combinaison s'est produite de la même manière que les molécules de phénol et de formaldéhyde réagissent aux résines urée-formaldéhyde. 

Pourtant, la formation de kérogène s'est produite de manière anaérobie plus complexe en raison d'une plus grande variété de réactifs. L'ensemble du processus de formation du kérogène depuis le début de la décomposition anaérobie est appelé diagenèse.

3. Catagénèse : la transformation du kérogène en énergie fossile

La formation de kérogène continue jusqu'à une profondeur d'environ 1 kilomètre de la surface de la Terre, où les températures peuvent atteindre environ 50 degrés Celsius. La formation de kérogène se situe à mi-chemin entre la matière organique et les combustibles fossiles.

Le kérogène peut être exposé à l'oxygène, oxydé et donc perdu ou pourrait être enfoui plus profondément dans la croûte terrestre et subir des conditions qui lui permettent de se convertir lentement en combustibles fossiles comme le pétrole et le gaz naturel.

Ce dernier s'est produit par catagenèse, dans laquelle les réactions étaient principalement des réarrangements radicaux du kérogène. Ces réactions ont pris des milliers à des millions d'années, et aucun agent extérieur n'a été impliqué. Du fait de la nature radicale de ces réactions, le kérogène réagit sur deux sortes de produits : ceux à faible rapport H/C et ceux à fort rapport H/C ; produits riches en carbone ou en hydrogène.

Parce que la catagenèse était fermée aux réactifs externes, la composition résultante du mélange de carburant dépendait de la composition du kérogène par stoechiométrie de réaction.

La catagenèse était pyrolytique même si elle se produisait à des températures relativement basses, de 60 à plusieurs centaines de degrés Kelvin. La pyrolyse était possible en raison des longs temps de réaction impliqués. La chaleur provenait de la désintégration des matières radioactives de la croûte.

Les géologues se réfèrent souvent à la plage de température dans laquelle le pétrole se forme comme une "fenêtre pétrolière". En dessous de la température minimale, l'huile reste piégée sous forme de kérogène. Au-dessus du maximum, le pétrole est converti en gaz naturel par le processus de craquage thermique.

Parfois, le pétrole formé à des profondeurs extrêmes ou contenu dans une roche-mère (roches poreuses ou roches réservoirs) peut migrer et être remonté vers la surface.

 

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Date de Publication: 14 janvier 2020
Dernière Révision: 28 novembre 2022