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Glossaire et références

Puits de forage : Trou percé dans la terre dans le but de recueillir des informations, par exemple sous forme de carottes de roches, ou de trouver des ressources comme du pétrole, du gaz ou de l'eau douce. Le puits de forage de recherche de Kola, au nord-ouest de la Russie, est le puits le plus profond du monde, avec ses 12,26 km de profondeur. Les puits d'exploration pétrolière ont généralement une profondeur comprise entre 0,5 et 10 km. Les puits de forage sont larges au départ (environ 90 cm) et rétrécissent en profondeur ; leur diamètre peut atteindre, au fond, moins de 15 cm.

(BHA – Bottom Hole Assembly) : Si vous deviez creuser un forage chez vous ou pour l'école, le trépan que vous utiliseriez aurait probablement l'aspect d'une tige d'acier simple d'environ 15 cm de long. Mais forer à de grandes profondeurs sous la terre requiert un trépan capable de couper la roche, fixé à plusieurs sections d'acier tubulaires composées de pompes, de moteurs, d'appareils de commande, de systèmes de mesure et de plein d'autres appareils, tous reliés entre eux. Cet ensemble forme la garniture de forage (BHA – Bottom Hole Assembly), dont la longueur atteint généralement 50 à 100 m. La garniture de forage est fixée sur des longueurs de tube en acier creux (tiges de forage) pour creuser des trous pouvant atteindre des kilomètres de profondeur.

Pour obtenir plus d'informations et des schémas de garnitures de forage, reportez-vous au glossaire Oilfield Schlumberger .

 

Carottier Carottier

Carotte : Les carottes sont des échantillons de roches de forme cylindrique. Dans des sols très meubles, comme le sable ou l'argile au fond de l'océan, les carottes peuvent être prélevées par fonçage, en enfonçant simplement les tubes d'acier dans la roche. Pour prélever des carottes de roche dure, des trépans creux spéciaux sont utilisés, appelés couronnes de carottage. A mesure que le trépan progresse à travers la roche, la carotte remplit un tube à l'intérieur de la masse-tige. A intervalles réguliers, les carottes de roches sont remontées à la surface au moyen d'un câble métallique qui glisse à l'intérieur de la tige de forage creuse.

Les carottes prélevées pendant la mission ACEX avaient un diamètre de 76 mm. Elles ont été extraites par tronçons de 4,5 mètres, soit la plus grande longueur pouvant être man oeuvrée par le derrick de forage, la tour située sur le pont arrière. Une fois à bord, les carottes ont été coupées en longueurs de 1,5 m avant d'être emballées pour le transport jusqu'au lieu de conservation, la carothèque de l'Université de Brême, en Allemagne. Pour plus d'informations, consultez le site de la carothèque de Brême.

Un carottage ne permet quasiment jamais d'obtenir des échantillons de la totalité des couches rocheuses traversées par le forage. Il arrive souvent que la roche se désagrège pendant le forage et que la carotte perde de son contenu avant sa remontée à la surface. Il n'est pas inhabituel que la longueur totale d'une carotte ne représente que 50 %, voire moins, de la longueur du puits de forage.

Microfossiles : Les fossiles désignent les restes conservés de plantes ou d'animaux, comme les squelettes ou les coquilles. Certains fossiles sont même uniquement le moulage (ou relief) d'une coquille qui s'est imprimé dans la roche. Les trous de vers et les traces des animaux sont aussi des fossiles. Certains fossiles proviennent d'animaux gigantesques, comme les squelettes et les empreintes de dinosaures. D'autres fossiles sont, au contraire, très petits. Les microfossiles sont les restes d'organismes minuscules et de fragments végétaux si petits qu'on ne peut les voir qu'à travers un microscope. C'est le cas, par exemple, des graines de pollen et des organismes unicellulaires.

 

Microfossiles

Avec l'aimable autorisation de T.N. Diggs

Cette photo représente une lamelle de calcaire, provenant d'Irak, d'environ 2 mm de large, vue sous un microscope. Les formes arrondies sont des microfossiles. Ce sont les restes de squelettes de petits organismes appelés foraminifères, qui flottaient autrefois dans l'océan.

(extrait du Glossaire Schlumberger Oilfield)

Roche sédimentaire :La plupart des roches à la surface de la Terre sont des roches sédimentaires. Elles se sont formées à partir de sédiments, c'est-à-dire de fragments épars, dispersés par l'eau et le vent. Les sédiments sont essentiellement des morceaux de roches anciennes et de coquilles d'animaux dures, cassés par l'action de l'eau, du vent, de la glace, de réactions chimiques ou d'autres forces. Il existe de grandes variétés de formes et de tailles de sédiments, allant des galets aux grains de sable ou aux fines particules argileuses. Les sédiments s'agglutinent par exemple sur les plages, les méandres des rivières, les déserts et les océans. Pendant des millions d'années, les couches de sédiments s'accumulent, se compriment et chauffent. Les couches durcissent peu à peu du fait de la réaction des grains de sédiment entre eux ou se collent les unes aux autres après cristallisation des composants chimiques en présence. Le grès est une roche sédimentaire formée de grains de sable agrégés. Le calcaire est une roche sédimentaire formée de fragments de coquillages marins et de composants chimiques qui ont cristallisé dans l'eau de mer.

L'étude scientifique des roches sédimentaires permet de révéler leur provenance (terre ferme, mer ou océan) et les conditions environnementales, comme la température ou la salinité de l'eau de mer.

 

Roche sédimentaire

Avec l'aimable autorisation de T.N. Diggs

Cette photo représente une lamelle d'un grès prélevé au large du Golfe du Mexique (Etats-Unis). Les zones claires et les zones foncées sont des grains de sable. Les zones bleutées constituent les espaces (pores) entre les grains de sable. Le champ de vision est d'environ 2 mm.

(extrait du Glossaire Schlumberger Oilfield)

Wireline logging Diagraphie par câble : Il n'est ni possible, ni facile d'obtenir des carottes complètes de la totalité d'un puits de forage. La diagraphie permet donc d'obtenir des informations sur les roches présentes sur les parois du puits de forage et autour.

La diagraphie par câble consiste à descendre, à l'intérieur du puits de forage, un ensemble d'instruments fixés à l'extrémité d'un câble d'acier. Ces instruments, connus sous le nom d'outils de diagraphie, servent à mesurer des caractéristiques physiques à l'intérieur du puits de forage, à partir desquelles la nature des roches avoisinantes peut être déterminée.

Les outils sont introduits dans de longs tubes en alliage d'acier, pouvant atteindre 12,7 cm de diamètre. Plusieurs outils différents sont connectés ensemble, en fonction des mesures à effectuer. En général, l'outil combiné a une longueur de 12 à 20 m.

Certaines mesures peuvent être prises pendant la descente de l'outil dans le puits de forage, mais la plupart sont prises lors de la remontée de l'outil à la surface. Certains types de mesures nécessitent la mise en œuvre de bras prolongateurs permettant d'appliquer des capteurs contre la roche, sur la paroi du puits de forage.

Les mesures de diagraphie par câble effectuées pendant la mission ACEX étaient les suivantes :

  • Mesures acoustiques : Elles ont pour but de mesurer la vitesse de propagation de différentes sortes d'ondes sonores à travers les roches. Ces mesures donnent des indications sur la lithologie (type de roche), la porosité (quantité d'espace libre entre les grains de la roche), le type de fluide (présence de pétrole, d'eau ou de gaz dans les pores) et le niveau de contraintes in situ (pressions auxquelles les roches sont soumises).
  • Rayonnement gamma naturel : L'appareil de détection du rayonnement gamma naturel détermine la présence de schiste, une roche contenant de très fines particules d'argile sous pression, naturellement radioactives.
  • Microscanner de formations (FMS): Le microscanner FMS mesure avec précision la résistivité électrique de la paroi du puits de forage et renvoie une image des couches rocheuses et des fissures. Le FMS est équipé de quatre bras télescopiques qui appliquent des électrodes contre la paroi rocheuse du puits de forage. Ces électrodes mesurent le courant électrique parcourant la roche à partir d'un point de contact situé dans la partie supérieure de l'outil. L'outil est ensuite remonté du puits de forage pour obtenir des mesures de toutes les couches rocheuses successives.

    L'image FMS ci-dessous (qui provient d'un autre endroit du monde) représente une vue panoramique d'une partie d'un puits de forage. Les bandes claires et foncées sont des couches de roche différentes qui plissent (non horizontalement).

    Microscanner FMS Image FMS

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