Pétrole et gaz offshore

Une exploitation d’hydrocarbures, pétrole et/ou gaz, est dite « offshore » lorsqu'elle se trouve en pleine mer. Le terme « offshore » signifie « au large des côtes » en anglais. L'extraction est opérée à partir de plateformes, fixes ou flottantes ancrées au fond de la mer.

Une plateforme supporte les dispositifs nécessaires aux différentes phases de forage ou d'extraction des hydrocarbures et parfois des équipements destinés à assurer une présence humaine à bord. Certaines plateformes permettent également de transformer les hydrocarbures extraits de façon à ce qu'ils soient plus faciles à transporter. Par ailleurs, il est possible de les stocker temporairement sur des unités flottantes.

La part de la production d’origine maritime dans la production mondiale totale de pétrole qui s'élevait à 10% en 1960 a avoisiné 30% lors des dix dernières années⁽³⁾.

Les fonds marins recèleraient plus de 70 millions de km² de bassins sédimentaires dont au moins 30 millions de km² sous plus de 50 m d’eau.

Le processus visant à exploiter les gisements d’hydrocarbures comporte plusieurs étapes successives.

La recherche sismique de gisements

Un ou plusieurs navires sismiques tirent derrière eux une série de canons à air. Ceux-ci déchargent brusquement de l’air comprimé à haute pression dans le milieu marin en vue de provoquer une onde sismique se propageant jusque dans le sous-sol marin. En fonction du type de roches rencontrées, ces ondes sont plus ou moins réfléchies et remontent plus ou moins vite en surface. Ces échos sont alors captés par des micros ultrasensibles, tirés le plus souvent eux aussi par le navire sismique. Un traitement informatique permet de restituer une image de synthèse en trois dimensions distinguant la forme des différentes couches géologiques mais aussi la nature des roches, leur porosité, voire les fluides qu’elles contiennent.

La phase d’exploration

Lorsqu’un gisement est détecté, les ingénieurs font appel à une plateforme flottante. Généralement équipée d’un derrick (tour soutenant le dispositif de forage d'un puits d’hydrocarbures) et d’un trépan (outil de forage en forme de cône permettant de casser les roches), elle est utilisée pour effectuer le forage du plancher marin. Elle permet de vérifier s’il y a suffisamment d’hydrocarbures dans le réservoir pour entamer son exploitation. Pour contrôler la pression, on injecte dans le forage par le derrick une « boue » dense qui permet également de remonter les déblais en surface et de refroidir le trépan. Au bout de plusieurs semaines, des vannes sont adaptées en tête de puits et la plateforme flottante est remorquée par des navires sur un autre site. Si le gisement est estimé rentable, une plateforme de production ou d’exploitation est construite à terre et remorquée sur le site.

La phase d’exploitation

Les tubes ou flexibles permettant aux hydrocarbures de remonter sont raccordés aux forages. Une série de vannes et de manomètres (instruments servant à mesurer une pression) permet ensuite d’affiner plus précisément les débits souhaités. Après plusieurs années d’exploitation, la pression commence à diminuer dans le puits. On introduit alors un autre liquide sous pression dans un puits périphérique. Ce liquide, souvent de l’eau, a pour rôle de pousser les hydrocarbures restants vers le haut et ainsi de permettre de terminer l’exploitation.

Le BOP (Bloc d’obturation de puits) est un ensemble de vannes placées sur la tête d’un puits de forage. Il est l’instrument de sécurité permettant d’obturer le puits en cas de pressions extrêmes émanant du réservoir, pour éviter les fuites d’hydrocarbures.

Si l’offshore présente un potentiel majeur, il est néanmoins confronté à des contraintes importantes en matière de sécurité et de coûts (problématique centrale lorsque les cours des hydrocarbures chutent).

Un secteur pétrolier porteur

Près de 20% des réserves mondiales de pétrole et environ 30% de celles de gaz naturel sont actuellement situées dans les fonds marins selon IFP Énergies nouvelles⁽¹⁾. En 2015, plus de 27 millions de barils de pétrole par jour (incluant tous les hydrocarbures liquides) auraient été extraits en mer, soit près de 29% de la production mondiale de pétrole selon l'EIA américaine⁽²⁾.

L’offshore offre de grandes zones d'accès aux nouvelles réserves d’hydrocarbures, aux côtés des gisements de sables bitumineux ou d'hydrocarbures de schiste. Les réserves terrestres sont le plus souvent exploitées par les sociétés nationales des États producteurs, comme en Arabie saoudite, en Russie ou au Mexique. C'est donc dans les zones offshore que les compagnies pétrolières ont réalisé la plupart de leurs grandes découvertes récentes.

Des contraintes techniques et financières

Le forage, qu'il soit opéré à l'aide de navires, de plateformes fixes ou mobiles, coûte plusieurs fois le prix des forages à terre. De manière générale, l’exploitation offshore est plus onéreuse, notamment parce que la profondeur marine complexifie l’exploration mais aussi l’exploitation des puits forés. Il en résulte une baisse des investissements dans l'offshore quand les cours du pétrole et du gaz chutent.

Catastrophes humaines et environnementales

Malgré la mauvaise image provoquée par des accidents humains ou environnementaux tels que celui de la plateforme « Deepwater Horizon » en avril 2010, l’exploitation pétrolière offshore semble incontournable et elle compte pour près de 30% de la production mondiale de pétrole.

Les questions de sécurité sont toutefois au cœur des stratégies de développement offshore. En effet, les grands accidents ont souvent des conséquences humaines ou environnementales très importantes. L’accident de la plateforme Piper Alpha (explosion en 1988) a causé la mort de 167 personnes. La plateforme pétrolière «  Deepwater Horizon »  a subi une violente explosion au printemps 2010 laissant s’échapper 5 000 barils de pétrole par jour. Bien conscients que ce qui est arrivé à l'un aurait pu arriver aux autres acteurs, les groupes pétroliers et parapétroliers sont tous impactés par l’accident. Cela se traduit souvent par le renforcement des procédures de sécurité et donc par un alourdissement des dépenses d'exploitation.

Les investissements technologiques nécessaires à l’exploitation offshore demeurant particulièrement coûteux. Les majors (Total, Chevron, Exxon Mobil, Shell et BP) se partagent historiquement ce marché parmi les compagnies privées.

Cependant, elles doivent désormais traiter davantage avec les compagnies nationales des pays producteurs comme Petrobras au Brésil. Ces compagnies dépendent en revanche souvent des technologies des majors. Selon l'EIA, les compagnies nationales contrôlaient 52% de la production et 88% des ressources prouvées en offshore en 2007.

Actuellement, on trouve des exploitations pétrolières dans les régions suivantes :

• en mer du Nord (exploitations réparties au Royaume-Uni, en Norvège, aux Pays-Bas, au Danemark) ;
• dans le golfe Persique ;
• dans le golfe de Guinée notamment au Gabon et au Nigéria ;
• en mer de Chine dans les eaux territoriales du Vietnam, de la Malaisie et de la Chine ;
• en mer Méditerranée, principalement au large des côtes d’Afrique du Nord ;
• en mer Caspienne ;
• au large des côtes du Brésil dont l’immense gisement de Tupi découvert en 2007 ;
• dans le golfe du Mexique, le long des côtes américaines et en baie de Campêche (Mexique) ;
• au large des côtes Nord-Ouest et sud-est de l'Australie ;
• au large côtes de la Malaisie, de Brunei et dans certaines parties de l'Archipel indonésien ;
• le long du littoral atlantique canadien, au large de Terre-Neuve (Hibernia, White Rose).

Au la suite de la Seconde Guerre mondiale, les forages se sont multipliés en eaux plus ou moins profondes. En 1947, le premier champ est entré en exploitation dans le golfe du Mexique. En 1973, le premier choc pétrolier a réellement donné une impulsion au secteur pétrolier offshore et de nombreuses plateformes sont entrées en exploitation en mer du Nord. Les hydrocarbures extraits dans les fonds marins sont ainsi devenus une alternative à la dépendance aux réserves du Moyen-Orient.

Cette stratégie s’est avérée gagnante, puisqu’elle a permis de découvrir de nombreuses réserves, dont les deux plus importants champs décelés au cours de ces vingt dernières années, toutes catégories confondue: le gisement de Kashagan, sous les eaux territoriales du Kazakhstan en mer Caspienne et, plus récemment, celui de Tupi, dans le bassin de Santos au large des côtes du Brésil.

L’évolution des profondeurs d’exploitation s’est faite progressivement :

• la profondeur de 300 mètres (considérée comme offshore profond) a été atteinte avec le champ de Cognac dans le golfe du Mexique en 1979 ;
• la profondeur de 1 000 mètres a été franchie au Brésil dans le champ de Marlin Sud en 1994 ;
• la profondeur de 2 000 mètres a été atteinte dans le golfe du Mexique avec le projet Canyon express dans le champ Aconcagua en 2002 ;
• la profondeur de 2 200 mètres a été atteinte au large du Brésil avec le gisement de Tupi en 2007.