Améliorer notre capacité à valoriser au mieux les huile et gaz de schiste constitue un enjeu de premier ordre pour l’avenir énergétique. Une meilleure compréhension de la roche mère, des écoulements de fluides et de la fracturation hydraulique serviront une évaluation plus pertinente du système pétrolier et une optimisation économique de la production.

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Eric Chaput

R&D

Pour produire plus efficacement le gaz et l'huile de schiste

Les Shale Plays représentent une fraction croissante de la production mondiale d’huile et de gaz avec des accumulations d’hydrocarbures considérables qui se chiffrent en centaines de milliards de barils équivalents pétrole.

Notre programme de R&D Unconventionals se concentre sur les gaz et huile de schiste (Shale Gas, Tight Oil), des hydrocarbures qui sont restés « piégés » dans leur roche mère. Cette roche mère est dite « mature » car la matière organique qu’elle renferme a été soumise à des conditions de température nécessaires à la génération de gaz et d’huile.

Valoriser le potentiel de ces ressources non conventionnelles hors des États-Unis exige d’optimiser l’économie de leur exploration et de leur développement. C’est tout l’enjeu de ce Programme de R&D, qui s’emploie à répondre aux besoins d’innovations indispensables pour appuyer l’engagement stratégique de l’EP dans l’exploration et la production de ces ressources. Il apporte aussi son soutien à ses activités opérationnelles sur cette thématique en Argentine et aux États-Unis, et qui pourraient l’être demain dans d’autres pays.

Ses travaux sur la stimulation mécanique des roches mères par fracturation hydraulique serviront également l’optimisation des développements des tight gas. Ces ressources, piégées quant à elles dans des réservoirs compacts à très faible perméabilité, représentent un enjeu important pour l’EP, actif sur cette thématique en Argentine, au Venezuela, en Chine, en Russie ou en Algérie.

Nos deux objectifs prioritaires

Nos efforts sont focalisés sur deux axes décisifs pour une valorisation optimale des gaz et huile de schiste :

  • mieux comprendre et modéliser les mécanismes qui président à la génération des hydrocarbures liquides ou gazeux, à leur expulsion ou à leur rétention dans les roches mères matures ;
  • optimiser l’économie des développements, grâce à une meilleure cartographie de leurs potentiels de production et l’amélioration de la productivité des puits.

Deux projets de R&D

Le Programme Unconventionals est structuré en deux Projets de R&D qui couvrent l’ensemble des sujets qui permettront au Groupe de sélectionner les meilleures zones à exploiter et les projets les plus attractifs, et de les produire efficacement.

 

Source Rock Fundamentals

Pour être capables de prédire, à l’échelle planétaire, les roches mère matures dont l’exploitation sera rentable, nous devons progresser fortement dans notre compréhension fondamentale de ces roches.

Pour relever ce défi, nous conduisons un projet ambitieux qui vise à décrypter les mécanismes qui président à la génération de l’huile et du gaz et à leur rétention dans les roches mères. Il s’appuie sur un important programme expérimental de caractérisation fine de différents types de roches mères et de compréhension de leur fonctionnement, de l’échelle du pore à celle du bassin, en conditions proches de l’in situ. L’objectif est de nous porter à la pointe d’une chaîne complète de simulation, capable de reproduire l’ensemble des phénomènes mis en jeu depuis la genèse des hydrocarbures dans les roches mères jusqu’à leur production. Le développement de cette chaîne de simulation passe par :

  • l’amélioration des modèles de génération et expulsion des hydrocarbures aux échelles géologiques ;
  • l’optimisation de la modélisation du transport des fluides via l’utilisation d’outils de simulation des écoulements à l’échelle du pore voire de la molécule (simulation moléculaire) ;
  • le développement d’algorithmes et de solveurs de pointe couplant simulation de réservoir et simulation géomécanique, un couplage essentiel à la qualité de la modélisation de réservoirs non conventionnels.

 

Tight Oil Gas Shale

L’enjeu de ce Projet est d’optimiser l’économie de l’exploration et du développement des huile et gaz de schiste. Leur rentabilité dépend de notre capacité à identifier, très tôt au cours de l’évaluation de nos prospects et avec un minimum de puits, les zones les plus attractives et les plus favorables à la production, en raison de leurs propriétés géologiques, de leurs contenus en fluides et de leur capacité à être stimulées par fracturation hydraulique.

L’amélioration de l’économie de nos futurs développements passera, quant à elle, par la réduction du nombre de puits de production, grâce une maîtrise optimisée de la fracturation hydraulique. Avec, pour enjeu, d’optimiser le volume de roche stimulé (SRV, Stimulated Rock Volume) et d’augmenter de manière significative la récupération sur chaque puits. Nos travaux visent en particulier :

  • le développement de techniques pour l’identification des Sweet Spots, zones présentant des critères favorables au développement économique de nos assets ;
  • l’optimisation des designs de fracturation hydraulique via le développement d’un outil scientifique de modélisation de la fracturation hydraulique adapté au shale play, c’est-à-dire prenant en compte les interactions entre les fracturations hydrauliques et la fracturation naturelle des roches ;
  • l’amélioration de la caractérisation du SRV et le contrôle de nos opérations de fracturation hydraulique par le monitoring microsismique ;
  • l’amélioration de la récupération des hydrocarbures par des méthodes de type EOR (Enhanced Oil Recovery) qui nécessitent auparavant des progrès dans la compréhension des écoulements à l’échelle des nanopores.