Géochimie organique

La géochimie organique pétrolière étudie l’origine, la transformation et le devenir de la matière organique dans les bassins sédimentaires : comment des débris d’algues, de bactéries et de végétaux deviennent kérogène, puis, sous l’effet de l’enfouissement et de la température, huile et gaz. Elle répond à des questions décisives pour l’exploration : existe-t-il une roche mère ? Quelle est sa richesse et son type ? Est-elle entrée dans la fenêtre à huile, et depuis quand ? Quelle huile a-t-elle générée et peut-on relier une huile découverte à sa roche mère ? Le cours s’appuie sur l’exemple du rift de Termit–Agadem, où les argiles marines du Crétacé supérieur sont généralement considérées comme la principale roche mère des huiles produites (données indicatives), et associe cours, travaux dirigés de calcul et d’interprétation et travaux pratiques de laboratoire.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire la production, la préservation et la transformation de la matière organique sédimentaire ; distinguer les types de kérogène.
• Expliquer la maturation thermique (diagenèse, catagenèse, métagenèse) et situer une roche mère dans la fenêtre à huile ou à gaz.
• Réaliser et interpréter les analyses de base : COT, pyrolyse Rock-Eval, réflectance de la vitrinite, extraction, chromatographie.
• Utiliser les biomarqueurs pour caractériser l’origine, le milieu de dépôt et la maturité d’une huile, et corréler huiles et roches mères.
• Estimer le potentiel pétrolier d’une roche mère et intégrer la géochimie dans l’évaluation d’un système pétrolier.

Prérequis

Chimie organique (S1), genèse du pétrole (S1), géologie des bassins et roches sédimentaires (S2, S4), chimie des hydrocarbures et techniques d’analyse du pétrole (S5).

Plan du cours

1. Leçon 1 — Matière organique sédimentaire, kérogènes et roches mères
2. Leçon 2 — Maturation thermique et genèse des hydrocarbures
3. Leçon 3 — Techniques d’analyse géochimique (avec TP guidés)
4. Leçon 4 — Biomarqueurs, corrélations huile–roche mère et applications à l’exploration

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 20 h de TD (calculs Rock-Eval, diagrammes, cartes de maturité, interprétation de chromatogrammes), 20 h de TP (préparation d’échantillons, COT, extraction et fractionnement, lecture de chromatogrammes), 60 h de TPE ; 6 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz) 40 % et examen terminal 60 %. La présence aux TP et le respect des règles de sécurité du laboratoire sont obligatoires.

Bibliographie

• Hunt J. M., Petroleum Geochemistry and Geology, W. H. Freeman.
• Tissot B. P., Welte D. H., Petroleum Formation and Occurrence, Springer.
• Peters K. E., Walters C. C., Moldowan J. M., The Biomarker Guide, Cambridge University Press.
• Durand B. (dir.), Kerogen: Insoluble Organic Matter from Sedimentary Rocks, Éditions Technip.
• Killops S., Killops V., Introduction to Organic Geochemistry, Blackwell.