La formation des gisements de gaz naturel
Le gaz naturel que les hommes extraient des profondeurs est en fait d’origine organique et s’est formé à partir de la décomposition de plancton et d’algues. Le gaz naturel est le résultat de la fermentation de ces organismes, qui se sont déposés au fond des océans, à proximité des continents, et se sont incorporés aux sédiments dans un ensemble constituant la « roche-mère ». Le dépôt progressif de sédiments a conduit les restes de micro-organismes à s’enfoncer dans la terre, finissant par être piégés dans des cavités où ils se sont accumulés pour former un gisement d’hydrocarbures.
Les processus de formation du pétrole et du gaz naturel sont très proches, expliquant que pétrole et gaz naturel soient souvent trouvés ensemble. Les sédiments organiques situées à des profondeurs de 1000 à 6000 mètres (à température de 60 à 150°C) forment du pétrole, alors que les sédiments situés à plus grande profondeur et à température supérieure à 150°C forment du gaz naturel. Souvent, le gaz naturel apparaît comme un produit dérivé du pétrole, qui constituait la motivation initiale de la prospection et de l’exploitation du gisement. Aujourd’hui, la chaîne de valeur du gaz naturel est mieux structurée et le gaz est également recherché pour lui-même.
Repérer les gisements de gaz naturel
La recherche de gaz naturel et l’estimation des volumes renfermés reposent sur la sismologie : des capteurs spéciaux sont mobilisés pour enregistrer des données relatives à la propagation d’ondes de choc artificielles, permettant d’obtenir des informations sur les structures géologiques en présence. Des cartographies du sous-sol sont établies à partir de ces données pour évaluer la présence de gaz naturel.
Les infrastructures d’extraction du gaz naturel
Lorsque le gisement de gaz naturel est jugé suffisamment certain dans ses volumes et dans ses conditions économiques d’exploitation, les installations nécessaires à son exploitation peuvent être construites : puits d’extraction et gazoducs reliant les puis aux réseaux collecteurs. La détente de la tête du puits de gaz naturel permet la condensation d’une partie du produit récupéré : il s’agit des liquides de puits de gaz naturel, à partir desquels sont produits des substances de grande valeur, comme le naphta. Le reste des produits, à l’état gazeux, est transporté par gazoduc vers l’unité de traitement du gaz naturel.
Les infrastructures d’extraction du gaz naturel offshore sont plus coûteuses que celles déployées pour exploiter des gisements de gaz onshore. L’offshore requiert en effet des plateformes de forage et/ou des navires spéciaux.
Une fois le gaz extrait, la pression du circuit est ramenée à celle prévue pour le transport avant injection du gaz dans le gazoduc de transport.
L’unité de traitement du gaz naturel
Les installations du gaz naturel peuvent être situées plus ou moins en amont de la chaîne de valeur, à proximité des lieux d’extraction du gaz naturel ou des zones des zones de consommation. Le traitement du gaz naturel revient à le déshydrater par point de rosée et à séparer ses composants:
- le gaz de pétrole liquéfié (GPL, à ne pas confondre avec le gaz naturel liquéfié GNL)
- le CO2 (libéré dans l’atmosphère, séquestré ou transmis à un utilisateur industriel situé à proximité).
- le gaz acide vendu à l’industrie chimique ou séquestré
- l’hélium, vendu s’il est présent en quantités suffisantes (ce qui permet de créer une source de revenus importante pour le gisement).
Le reste du gaz, qui représente la grande majorité du gaz naturel extrait et est essentiellement constitué de méthane, est injecté dans les réseaux de transport de gaz vers les lieux de consommation.
Les condensats du gaz naturel (récupérés à l’état liquide à la sortie du puits) et le gaz de pétrole liquéfié sont les deux produits disposant de la plus grande valeur marchande. Certaines exploitations gazières ne se sont montées que pour extraire ces produits, et réinjectent le reste du gaz naturel dans le gisement au lieu de l’exploiter commercialement.