École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : PET · S4 · UE4 — Géologie et exploitation pétrolière

  • Géologie de subsurface

    La Géologie de subsurface (UE4 « Géologie et exploitation pétrolière », semestre 4) apprend à « voir » sous la surface, là où se trouvent les pièges pétroliers, à plusieurs kilomètres de profondeur. Faute d’affleurements, le géologue de subsurface travaille avec des mesures indirectes : la sismique (réfraction et surtout réflexion), qui image les couches et les failles, et les données de puits (déblais, carottes, diagraphies), qui donnent la nature des roches et des fluides en un point. Le cours explique la physique des ondes sismiques, l’acquisition et le traitement, la conversion des temps en profondeurs, la construction des cartes structurales et la démarche d’exploration qui conduit à l’implantation d’un puits. Les exemples portent sur le rift de Termit (bassin d’Agadem), où la sismique 2D et 3D a guidé les découvertes. Référence principale : Telford, Geldart & Sheriff, Applied Geophysics.

    Objectifs d’apprentissage

    • Calculer impédances acoustiques, coefficients de réflexion et angles critiques.
    • Interpréter un dromochronique de réfraction et une hyperbole de réflexion (NMO).
    • Expliquer la chaîne d’acquisition et de traitement sismique (CMP, sommation, migration).
    • Convertir des temps en profondeurs (vitesses moyenne, RMS, d’intervalle ; formule de Dix) et construire une carte isobathe.
    • Déterminer une fermeture structurale et un volume de roche.
    • Corréler des puits et exploiter les diagraphies de base (GR, densité, résistivité).

    Prérequis

    Géologie structurale (failles, plis, pendages) et sédimentaire (faciès, séquences), physique des ondes (vitesse, fréquence, longueur d’onde), trigonométrie.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Bases physiques de l’imagerie sismique
    2. Leçon 2 — Sismique réfraction et sismique réflexion
    3. Leçon 3 — Conversion temps-profondeur et modélisation des structures en profondeur
    4. Leçon 4 — Exploration en subsurface : puits, diagraphies et intégration

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 30 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP d’interprétation, quiz : 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • Telford W. M., Geldart L. P. & Sheriff R. E., Applied Geophysics, 2e éd., Cambridge University Press.
    • Kearey P., Brooks M. & Hill I., An Introduction to Geophysical Exploration, Blackwell.
    • Tearpock D. J. & Bischke R. E., Applied Subsurface Geological Mapping, Prentice Hall.
    • Mari J.-L., Glangeaud F. & Coppens F., Traitement du signal pour géologues et géophysiciens, Technip.
    • Rider M. & Kennedy M., The Geological Interpretation of Well Logs, Rider-French Consulting.

  • Exploitation pétrolière

    Le cours d’Exploitation pétrolière (UE4 « Géologie et exploitation pétrolière », semestre 4) présente les techniques qui permettent d’extraire le pétrole d’un réservoir de la façon la plus complète et la plus économique possible. Il suit la vie d’un champ : production naturelle grâce à l’énergie du gisement (récupération primaire), maintien de pression par injection d’eau ou de gaz (récupération secondaire), méthodes de récupération assistée (EOR, récupération tertiaire), traitement des puits dont la productivité baisse (stimulation : acidification, fracturation hydraulique), puis gestion d’ensemble du réservoir (surveillance, courbes de déclin, activation des puits). Les exemples s’appuient sur les champs du bassin d’Agadem exploités par la CNPC, qui produisent un brut léger paraffinique, et sur la référence classique de Craft & Hawkins.

    Objectifs d’apprentissage

    • Identifier les mécanismes de drainage naturel et leurs facteurs de récupération typiques.
    • Calculer les volumes en place et une récupération primaire par expansion.
    • Expliquer l’injection d’eau (mobilité, écoulement fractionnaire, efficacités de balayage) et calculer un rapport de mobilité.
    • Décrire les méthodes EOR (thermiques, chimiques, gaz) et leurs critères de sélection.
    • Quantifier l’effet du skin et d’une stimulation sur l’indice de productivité d’un puits.
    • Analyser un déclin de production et proposer des actions d’optimisation.

    Prérequis

    Forage (architecture d’un puits, tubages, complétion), géologie de réservoir (porosité, perméabilité, saturations), notions de mécanique des fluides et d’hydraulique.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Mécanismes de drainage et récupération primaire
    2. Leçon 2 — Récupération secondaire : injection d’eau et maintien de pression
    3. Leçon 3 — Récupération assistée (EOR) et stimulation des puits
    4. Leçon 4 — Gestion des réservoirs et optimisation de la production

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP et 30 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, quiz, étude de cas : 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

    Bibliographie

    • Craft B. C. & Hawkins M. F. (rév. Terry R. E.), Applied Petroleum Reservoir Engineering, Prentice Hall.
    • Ahmed T., Reservoir Engineering Handbook, Gulf Professional Publishing.
    • Green D. W. & Willhite G. P., Enhanced Oil Recovery, SPE Textbook Series.
    • Economides M. J., Hill A. D. & Ehlig-Economides C., Petroleum Production Systems, Prentice Hall.
    • Cossé R., Le gisement, Éditions Technip (IFP).