Pétrole



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Un échantillon de pétrole.
Pumpjack pompant un puits de pétrole près de Lubbock, Texas .
Une raffinerie de pétrole à Mina Al Ahmadi , au Koweït .

Le pétrole , également connu sous le nom de pétrole brut , ou simplement de pétrole , est un mélange liquide noir jaunâtre naturel composé principalement d ' hydrocarbures , et se trouve dans des formations géologiques . Le nom pétrole couvre à la fois le pétrole brut naturel non traité et les produits pétroliers constitués de pétrole brut raffiné. Combustible fossile , le pétrole se forme lorsque de grandes quantités d'organismes morts, principalement du zooplancton et des algues , sont enterrées sous la roche sédimentaire et soumises à la fois à une chaleur et à une pression prolongées.

Le pétrole a été principalement récupéré par le forage pétrolier . Les forages sont réalisés après des études de géologie structurale, l'analyse des bassins sédimentaires et la caractérisation du réservoir. Les récents développements technologiques ont également conduit à l'exploitation d'autres réserves non conventionnelles telles que les sables bitumineux et les schistes bitumineux . Une fois extraite, l'huile est raffinée et séparée, le plus facilement par distillation , en de nombreux produits destinés à une utilisation directe ou à une utilisation dans la fabrication. Les produits comprennent des carburants tels que l' essence (essence), le diesel et le kérosène ; asphalte ; et des réactifs chimiques utilisés pour fabriquer des plastiques , des pesticides et des produits pharmaceutiques . Le pétrole est utilisé dans la fabrication d'une grande variété de matériaux, et on estime que le monde consomme environ 100 millions de barils (16 millions de mètres cubes ) chaque jour. La production de pétrole peut être extrêmement rentable et a été importante pour le développement économique au XXe siècle, certains pays, appelés « États pétroliers », acquérant un pouvoir économique et international important en raison de leur contrôle de la production pétrolière.

L'exploitation pétrolière a des conséquences environnementales et sociales négatives importantes. Plus important encore, l'extraction , le raffinage et la combustion des carburants pétroliers libèrent tous de grandes quantités de gaz à effet de serre , de sorte que le pétrole est l'un des principaux contributeurs au changement climatique . En outre, certaines parties de l' industrie pétrolière ont activement supprimé la science et la politique visant à prévenir la crise climatique . D'autres effets environnementaux négatifs comprennent les impacts environnementaux de l'exploration et de l'exploitation des réserves de pétrole, tels que les déversements de pétrole , et la pollution de l'air et de l'eau sur les sites d'utilisation. Tous ces impacts environnementaux ont des conséquences directes sur la santé humaine. De plus, le pétrole a également été une source de conflits menant à la fois à des guerres dirigées par des États et à d'autres types de conflits (par exemple, les revenus pétroliers ont financé l' État islamique ). La production de pétrole devrait atteindre son pic pétrolier avant 2035 alors que les économies mondiales réduisent leur dépendance au pétrole dans le cadre de l'atténuation du changement climatique et d'une transition vers les énergies renouvelables et l' électrification . Cela devrait avoir des impacts économiques importants qui, selon les parties prenantes, doivent être anticipés par une transition juste et en s'attaquant aux actifs bloqués de l'industrie pétrolière.

Étymologie

Le mot pétrole vient du latin médiéval petrol (littéralement « huile de roche »), qui vient du latin petra « roche » (du grec pétra ) et oleum « huile » (du grec élaion ).

Le terme a été utilisé dans le traité De Natura Fossilium , publié en 1546 par le minéralogiste allemand Georg Bauer , également connu sous le nom de Georgius Agricola. Au 19ème siècle, le terme pétrole était souvent utilisé pour désigner les huiles minérales produites par distillation à partir de solides organiques extraits tels que le charbon de cannel (et plus tard le schiste bitumineux ) et les huiles raffinées produites à partir d'eux; au Royaume-Uni, le stockage (puis le transport) de ces huiles étaient réglementés par une série de Petroleum Acts, à partir du Petroleum Act 1863 .

Histoire

Tôt

Le pétrole, sous une forme ou une autre, est utilisé depuis l'Antiquité et est maintenant important dans la société, y compris dans l'économie, la politique et la technologie. La montée en puissance est due à l'invention du moteur à combustion interne , à l'essor de l'aviation commerciale et à l'importance du pétrole pour la chimie organique industrielle, en particulier la synthèse des plastiques, des engrais, des solvants, des adhésifs et des pesticides.

Avant il y a plus de 4300 ans, le bitume était mentionné lorsque les Sumériens l'utilisaient pour fabriquer des bateaux. Tablette de la légende de la naissance de Sargon d'Akkad, mentionnait un panier qui était fermé par de la paille et du bitume. Il y a plus de 4000 ans, selon Hérodote et Diodore de Sicile , l' asphalte était utilisé dans la construction des murailles et des tours de Babylone ; il y avait des puits de pétrole près d'Ardericca (près de Babylone) et une source de poix sur Zacynthus . De grandes quantités de lui ont été trouvées sur les banques de la rivière Issus , un des affluents de l' Euphrate . Les anciennes tablettes persanes indiquent les utilisations médicinales et éclairantes du pétrole dans les couches supérieures de leur société.

L'utilisation du pétrole dans la Chine ancienne remonte à plus de 2000 ans. Le I Ching , l'un des premiers écrits chinois, cite que le pétrole à l'état brut, sans raffinage, a été découvert, extrait et utilisé pour la première fois en Chine au premier siècle avant notre ère. De plus, les Chinois ont été les premiers à enregistrer l'utilisation du pétrole comme carburant dès le quatrième siècle avant notre ère. En 347 CE, le pétrole était produit à partir de puits forés en bambou en Chine.

Le pétrole brut était souvent distillé par des chimistes persans , avec des descriptions claires données dans des manuels arabes tels que ceux de Muhammad ibn Zakarya Rzi (Rhazes). Les rues de Bagdad étaient pavées de goudron , dérivé du pétrole devenu accessible à partir des champs naturels de la région. Au IXe siècle, des gisements de pétrole étaient exploités dans la région de l' actuelle Bakou , en Azerbaïdjan . Ces champs ont été décrits par le géographe arabe Abu al-Hasan 'Al al-Mas'd au 10ème siècle, et par Marco Polo au 13ème siècle, qui a décrit la sortie de ces puits comme des centaines de cargaisons. Des chimistes arabes et persans distillaient également du pétrole brut afin de produire des produits inflammables à des fins militaires. Grâce à l'Espagne islamique , la distillation est devenue disponible en Europe occidentale au 12ème siècle. Il est également présent en Roumanie depuis le XIIIe siècle, enregistré sous le nom de pcur.

Des puits de pétrole sophistiqués, de 4,5 à 6 mètres (15 à 20 pieds) de profondeur, ont été creusés par le peuple Seneca et d'autres Iroquois dans l'ouest de la Pennsylvanie dès 14151450. Le général français Louis-Joseph de Montcalm rencontra Sénèque utilisant du pétrole pour les feux de cérémonie et comme lotion de guérison lors d'une visite au fort Duquesne en 1750.

Les premiers explorateurs britanniques au Myanmar ont documenté une industrie d'extraction de pétrole florissante basée à Yenangyaung qui, en 1795, avait des centaines de puits creusés à la main en production.

Pechelbronn (fontaine de Pitch) serait le premier site européen où le pétrole a été exploré et utilisé. L'Erdpechquelle, toujours active, source où le pétrole apparaît mélangé à de l'eau, est utilisée depuis 1498, notamment à des fins médicales. Les sables bitumineux sont exploités depuis le 18e siècle.

À Wietze , en Basse-Saxe, l'asphalte/bitume naturel est exploré depuis le XVIIIe siècle. Tant à Pechelbronn qu'à Wietze, l'industrie charbonnière dominait les technologies pétrolières.

Moderne

Le chimiste James Young a remarqué une infiltration naturelle de pétrole dans la mine Riddings à Alfreton , Derbyshire , à partir de laquelle il a distillé une huile fine et légère pouvant être utilisée comme huile à lampe, obtenant en même temps une huile plus visqueuse adaptée à la lubrification des machines. En 1848, Young crée une petite entreprise de raffinage du pétrole brut.

Young a finalement réussi, en distillant du charbon de cannel à feu doux, à créer un fluide ressemblant au pétrole, qui, traité de la même manière que l'huile de suintement, a donné des produits similaires. Young a découvert que par distillation lente, il pouvait en tirer un certain nombre de liquides utiles, dont l'un qu'il a nommé «huile de paraffine» parce qu'à basse température, il se figeait en une substance ressemblant à de la cire de paraffine.

La production de ces huiles et de la cire de paraffine solide à partir de charbon a fait l'objet de son brevet daté du 17 octobre 1850. En 1850, Young & Meldrum et Edward William Binney ont conclu un partenariat sous le titre d'EW Binney & Co. à Bathgate dans le West Lothian et E . Meldrum & Co. à Glasgow ; leurs travaux à Bathgate ont été achevés en 1851 et sont devenus les premières usines pétrolières véritablement commerciales au monde avec la première raffinerie de pétrole moderne.

La première raffinerie de pétrole au monde a été construite en 1856 par Ignacy ukasiewicz . Ses réalisations comprenaient également la découverte de la façon de distiller le kérosène à partir d'huile de suintement, l'invention de la lampe à pétrole moderne (1853), l'introduction du premier lampadaire moderne en Europe (1853) et la construction du premier puits de pétrole moderne au monde. (1854).

La demande de pétrole comme combustible pour l'éclairage en Amérique du Nord et dans le monde a rapidement augmenté. Le puits d' Edwin Drake de 1859 près de Titusville, en Pennsylvanie, est populairement considéré comme le premier puits moderne. Déjà en 1858, Georg Christian Konrad Hunäus avait trouvé une quantité importante de pétrole lors d'un forage de lignite en 1858 à Wietze , en Allemagne. Wietze a fourni plus tard environ 80% de la consommation allemande à l'ère wilhelminienne. La production s'est arrêtée en 1963, mais Wietze abrite un musée du pétrole depuis 1970.

Le puits de Drake est probablement isolé parce qu'il a été foré et non creusé ; parce qu'il utilisait une machine à vapeur; parce qu'il y avait une entreprise qui y était associée; et parce qu'il a déclenché un boom majeur. Cependant, il y avait une activité considérable avant Drake dans diverses parties du monde au milieu du XIXe siècle. Un groupe dirigé par le major Alexeyev du Bakinskii Corps of Mining Engineers a foré à la main un puits dans la région de Bakou de Bibi-Heybat en 1846. Il y avait des puits forés par moteur en Virginie-Occidentale la même année que le puits de Drake. Un premier puits commercial a été creusé à la main en Pologne en 1853, et un autre dans la Roumanie voisine en 1857. À peu près au même moment, la première petite raffinerie de pétrole au monde a été ouverte à Jaso en Pologne, et une plus grande a été ouverte à Ploieti en Roumanie sous peu . après. La Roumanie est le premier pays au monde à avoir vu sa production annuelle de pétrole brut officiellement enregistrée dans les statistiques internationales : 275 tonnes pour 1857.

Le premier puits de pétrole commercial au Canada est devenu opérationnel en 1858 à Oil Springs, en Ontario (alors Canada-Ouest ). L'homme d'affaires James Miller Williams a creusé plusieurs puits entre 1855 et 1858 avant de découvrir une riche réserve de pétrole à quatre mètres sous terre. Williams a extrait 1,5 million de litres de pétrole brut en 1860, en raffinant une grande partie en pétrole lampant au kérosène. Le puits de Williams est devenu commercialement viable un an avant l'exploitation de Drake en Pennsylvanie et pourrait être considéré comme le premier puits de pétrole commercial en Amérique du Nord. La découverte à Oil Springs a déclenché un boom pétrolier qui a amené des centaines de spéculateurs et de travailleurs dans la région. Les progrès du forage se sont poursuivis en 1862 lorsque le foreur local Shaw a atteint une profondeur de 62 mètres en utilisant la méthode de forage à ressort. Le 16 janvier 1862, après une explosion de gaz naturel , le premier jaillisseur de pétrole du Canada est entré en production, tirant dans les airs à un rythme enregistré de 480 mètres cubes (3 000 bbl) par jour. À la fin du XIXe siècle, l'Empire russe, en particulier la société Branobel en Azerbaïdjan , avait pris la tête de la production.

L'accès au pétrole a été et est toujours un facteur majeur dans plusieurs conflits militaires du XXe siècle, notamment la Seconde Guerre mondiale , au cours de laquelle les installations pétrolières ont constitué un atout stratégique majeur et ont été largement bombardées . L' invasion allemande de l'Union soviétique comprenait l'objectif de capturer les champs pétrolifères de Bakou , car cela fournirait des approvisionnements en pétrole indispensables à l'armée allemande qui souffrait de blocus. L'exploration pétrolière en Amérique du Nord au début du XXe siècle a conduit plus tard les États-Unis à devenir le premier producteur au milieu du siècle. Alors que la production de pétrole aux États-Unis a culminé dans les années 1960, les États-Unis ont été dépassés par l'Arabie saoudite et l'Union soviétique.

En 1973 , l'Arabie saoudite et d'autres pays arabes ont imposé un embargo pétrolier contre les États-Unis, le Royaume-Uni, le Japon et d'autres pays occidentaux qui ont soutenu Israël lors de la guerre du Yom Kippour d'octobre 1973. L'embargo a provoqué une crise pétrolière . Cela a été suivi par la crise pétrolière de 1979 , qui a été causée par une baisse de la production de pétrole à la suite de la révolution iranienne et a fait plus que doubler les prix du pétrole. Les deux chocs pétroliers ont eu de nombreux effets à court et à long terme sur la politique mondiale et l'économie mondiale. Ils ont notamment conduit à des réductions soutenues de la demande du fait de la substitution à d'autres combustibles (notamment le charbon et le nucléaire) et à des améliorations de l'efficacité énergétique, facilitées par les politiques gouvernementales. Les prix élevés du pétrole ont également induit des investissements dans la production pétrolière par des pays non membres de l'OPEP, notamment Prudhoe Bay en Alaska, les champs offshore de la mer du Nord au Royaume-Uni et en Norvège, le champ offshore de Cantarell au Mexique et les sables bitumineux au Canada.

Aujourd'hui, environ 90 % des besoins en carburant des véhicules sont satisfaits par le pétrole. Le pétrole représente également 40 % de la consommation totale d'énergie aux États-Unis, mais n'est responsable que de 1 % de la production d'électricité. La valeur du pétrole en tant que source d'énergie portable et dense alimentant la grande majorité des véhicules et en tant que base de nombreux produits chimiques industriels en fait l'un des produits les plus importants au monde .

Les trois principaux pays producteurs de pétrole sont la Russie , l'Arabie saoudite et les États-Unis . En 2018, grâce en partie aux développements de la fracturation hydraulique et du forage horizontal , les États-Unis sont devenus le premier producteur mondial. Environ 80 % des réserves mondiales facilement accessibles sont situées au Moyen-Orient, dont 62,5 % provenant des 5 pays arabes : Arabie saoudite , Émirats arabes unis , Irak , Qatar et Koweït . Une grande partie du pétrole total mondial provient de sources non conventionnelles, comme le bitume dans les sables bitumineux de l'Athabasca et le pétrole extra lourd dans la ceinture de l'Orénoque . Bien que des volumes importants de pétrole soient extraits des sables bitumineux, en particulier au Canada, des obstacles logistiques et techniques subsistent, car l'extraction du pétrole nécessite de grandes quantités de chaleur et d'eau, ce qui rend sa teneur énergétique nette assez faible par rapport au pétrole brut conventionnel. Ainsi, les sables bitumineux du Canada ne devraient pas fournir plus de quelques millions de barils par jour dans un avenir prévisible.

Composition

Le pétrole comprend non seulement le pétrole brut, mais tous les hydrocarbures liquides, gazeux et solides . Dans des conditions de pression et de température de surface , les hydrocarbures plus légers que sont le méthane , l'éthane , le propane et le butane existent sous forme de gaz, tandis que le pentane et les hydrocarbures plus lourds se présentent sous forme de liquides ou de solides. Cependant, dans un réservoir de pétrole souterrain, les proportions de gaz, de liquide et de solide dépendent des conditions du sous-sol et du diagramme de phase du mélange pétrolier.

Un puits de pétrole produit principalement du pétrole brut, avec du gaz naturel dissous dedans. Étant donné que la pression est plus faible à la surface qu'au sous-sol, une partie du gaz sortira de la solution et sera récupérée (ou brûlée) sous forme de gaz associé ou de gaz en solution . Un puits de gaz produit principalement du gaz naturel . Cependant, comme la température du sous-sol est plus élevée qu'à la surface, le gaz peut contenir des hydrocarbures plus lourds tels que le pentane, l'hexane et l' heptane à l' état gazeux . Aux conditions de surface, ceux-ci se condenseront hors du gaz pour former un « condensat de gaz naturel », souvent abrégé en condensat. Le condensat ressemble à l'essence en apparence et sa composition est similaire à celle de certains pétroles bruts légers volatils .

La proportion d' hydrocarbures légers dans le mélange pétrolier varie considérablement d' un champ pétrolifère à l' autre , allant de 97 % en poids dans les pétroles légers à 50 % dans les pétroles plus lourds et les bitumes .

Les hydrocarbures du pétrole brut sont principalement des alcanes , des cycloalcanes et divers hydrocarbures aromatiques , tandis que les autres composés organiques contiennent de l'azote , de l'oxygène et du soufre , ainsi que des traces de métaux tels que le fer, le nickel, le cuivre et le vanadium . De nombreux réservoirs de pétrole contiennent des bactéries vivantes. La composition moléculaire exacte du pétrole brut varie largement d'une formation à l'autre mais la proportion d' éléments chimiques varie dans des limites assez étroites comme suit :

Composition en poids
Élément Plage de pourcentage
Carbone 83 à 85%
Hydrogène 10 à 14%
Azote 0,1 à 2 %
Oxygène 0,05 à 1,5 %
Soufre 0,05 à 6,0 %
Métaux < 0,1 %

Quatre types différents de molécules d'hydrocarbures apparaissent dans le pétrole brut. Le pourcentage relatif de chacun varie d'une huile à l'autre, déterminant les propriétés de chaque huile.

Composition en poids
Hydrocarbure Moyen Intervalle
Alcanes (paraffines) 30% 15 à 60%
Naphtènes 49% 30 à 60%
Aromatiques 15% 3 à 30%
Asphaltiques 6% reste

L'aspect du pétrole brut varie considérablement en fonction de sa composition. Il est généralement noir ou brun foncé (bien qu'il puisse être jaunâtre, rougeâtre ou même verdâtre). Dans le réservoir, on le trouve généralement en association avec du gaz naturel, qui, étant plus léger, forme un «bouchon de gaz» sur le pétrole, et de l'eau saline qui, étant plus lourde que la plupart des formes de pétrole brut, coule généralement en dessous. Le pétrole brut peut également se trouver sous une forme semi-solide mélangée à du sable et de l'eau, comme dans les sables bitumineux de l' Athabasca au Canada, où il est généralement appelé bitume brut . Au Canada, le bitume est considéré comme une forme de pétrole brut collante, noire et semblable à du goudron, qui est si épaisse et lourde qu'elle doit être chauffée ou diluée avant de s'écouler. Le Venezuela possède également de grandes quantités de pétrole dans les sables bitumineux de l'Orénoque , bien que les hydrocarbures qui y sont piégés soient plus fluides qu'au Canada et soient généralement appelés pétrole extra-lourd . Ces ressources de sables bitumineux sont appelées pétrole non conventionnel pour les distinguer du pétrole qui peut être extrait à l'aide de méthodes traditionnelles de puits de pétrole. À eux deux, le Canada et le Venezuela contiennent environ 3 600 milliards de barils (570 × 10 9  m 3 ) de bitume et de pétrole extra-lourd, soit environ le double du volume des réserves mondiales de pétrole conventionnel. ^

Le pétrole est principalement utilisé, en volume, pour être raffiné en mazout et en essence, deux sources importantes d'« énergie primaire » . 84 % en volume des hydrocarbures présents dans le pétrole sont convertis en carburants riches en énergie (carburants à base de pétrole), y compris l'essence, le diesel, le jet, le chauffage et d'autres mazouts, ainsi que le gaz de pétrole liquéfié . Les qualités plus légères de pétrole brut produisent les meilleurs rendements de ces produits, mais à mesure que les réserves mondiales de pétrole léger et moyen s'épuisent, les raffineries de pétrole doivent de plus en plus traiter le pétrole lourd et le bitume, et utiliser des méthodes plus complexes et plus coûteuses pour fabriquer les produits. obligatoire. Étant donné que les pétroles bruts plus lourds contiennent trop de carbone et pas assez d'hydrogène, ces processus impliquent généralement d'éliminer le carbone ou d'ajouter de l'hydrogène aux molécules, et d'utiliser le craquage catalytique fluide pour convertir les molécules plus longues et plus complexes du pétrole en molécules plus courtes et plus simples. les carburants.

En raison de sa haute densité énergétique , de sa facilité de transport et de sa relative abondance , le pétrole est devenu la source d'énergie la plus importante au monde depuis le milieu des années 1950. Le pétrole est également la matière première de nombreux produits chimiques , notamment les produits pharmaceutiques , les solvants , les engrais , les pesticides et les plastiques. les 16 % non utilisés pour la production d'énergie sont convertis en ces autres matériaux. Le pétrole se trouve dans des formations rocheuses poreuses dans les couches supérieures de certaines zones de la croûte terrestre . Il y a aussi du pétrole dans les sables bitumineux (sables bitumineux) . Les réserves de pétrole connues sont généralement estimées à 190 km 3 (1,2 billion de barils (à petite échelle) ) sans sables bitumineux, ou à 595 km 3 (3,74 billions de barils) avec sables bitumineux. La consommation est actuellement d'environ 84 millions de barils (13,4 × 10 6  m 3 ) par jour, soit 4,9 km 3 par an, ce qui donne un approvisionnement en pétrole restant d'environ 120 ans seulement, si la demande actuelle reste statique. Des études plus récentes, cependant, évaluent le nombre à environ 50 ans. ^

Chimie

Octane , un hydrocarbure présent dans le pétrole. Les lignes représentent des liaisons simples ; les sphères noires représentent le carbone ; les sphères blanches représentent l'hydrogène .

Le pétrole est principalement un mélange d' hydrocarbures , c'est-à-dire ne contenant que du carbone et de l'hydrogène. Les composants les plus courants sont les alcanes (paraffines), les cycloalcanes ( naphtènes ) et les hydrocarbures aromatiques . Ils ont généralement de 5 à 40 atomes de carbone par molécule, bien que des traces de molécules plus courtes ou plus longues puissent être présentes dans le mélange.

Les alcanes du pentane (C 5 H 12 ) à l'octane (C 8 H 18 ) sont raffinés en essence, ceux du nonane (C 9 H 20 ) à l' hexadécane (C 16 H 34 ) en gazole , kérosène et carburéacteur . Les alcanes contenant plus de 16 atomes de carbone peuvent être transformés en mazout et en huile lubrifiante . À l'extrémité la plus lourde de la gamme, la cire de paraffine est un alcane avec environ 25 atomes de carbone, tandis que l' asphalte en a 35 et plus, bien que ceux-ci soient généralement craqués par les raffineries modernes en produits plus précieux. Les molécules les plus courtes, celles qui ont quatre atomes de carbone ou moins, sont à l'état gazeux à température ambiante. Ce sont les gaz de pétrole. Selon la demande et le coût de récupération, ces gaz sont soit brûlés, soit vendus sous forme de gaz de pétrole liquéfié sous pression, soit utilisés pour alimenter les propres brûleurs de la raffinerie. Pendant l'hiver, le butane (C 4 H 10 ) est mélangé au pool d'essence à des taux élevés, car sa pression de vapeur élevée facilite les démarrages à froid. Liquéfié sous une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, il est surtout connu pour alimenter les briquets, mais c'est aussi une source de carburant principale pour de nombreux pays en développement. Le propane peut être liquéfié sous une pression modeste et est consommé pour à peu près toutes les applications utilisant le pétrole comme source d'énergie, de la cuisine au chauffage en passant par le transport.

Les hydrocarbures aromatiques sont des hydrocarbures insaturés qui ont un ou plusieurs cycles plans à six carbones appelés cycles benzéniques , auxquels des atomes d'hydrogène sont liés avec la formule C n H 2n-6 . Ils ont tendance à brûler avec une flamme de suie et beaucoup ont un arôme sucré. Certains sont cancérigènes .

Ces différentes molécules sont séparées par distillation fractionnée dans une raffinerie de pétrole pour produire de l'essence, du carburéacteur, du kérosène et d'autres hydrocarbures. Par exemple, le 2,2,4-triméthylpentane (isooctane), largement utilisé dans l' essence , a pour formule chimique C 8 H 18 et il réagit avec l'oxygène de manière exothermique :

2C  _
8
H
18
( l ) + 25  O
2
( g ) 16  CO
2
( g ) + 18  H
2
O
( g ) (H = 5,51 MJ/mol d'octane)

Le nombre de différentes molécules dans un échantillon d'huile peut être déterminé par une analyse en laboratoire. Les molécules sont généralement extraites dans un solvant , puis séparées dans un chromatographe en phase gazeuse , et enfin déterminées avec un détecteur approprié , tel qu'un détecteur à ionisation de flamme ou un spectromètre de masse . En raison du grand nombre d'hydrocarbures co-élués dans l'huile, beaucoup ne peuvent pas être résolus par la chromatographie en phase gazeuse traditionnelle et apparaissent généralement sous la forme d'une bosse dans le chromatogramme. Ce mélange complexe non résolu (UCM) d'hydrocarbures est particulièrement apparent lors de l'analyse d'huiles altérées et d'extraits de tissus d'organismes exposés au pétrole. Certains des composants de l'huile se mélangent à l'eau : la fraction de l'huile associée à l'eau.

La combustion incomplète du pétrole ou de l'essence entraîne la production de sous-produits toxiques. Trop peu d'oxygène lors de la combustion entraîne la formation de monoxyde de carbone . En raison des températures élevées et des pressions élevées impliquées, les gaz d'échappement provenant de la combustion de l'essence dans les moteurs de voiture comprennent généralement des oxydes d'azote qui sont responsables de la création de smog photochimique .

Formation

Pétrole fossile

Structure d'un composé de porphyrine de vanadium (à gauche) extrait du pétrole par Alfred E. Treibs , père de la géochimie organique . Treibs a noté la similitude structurelle étroite de cette molécule et de la chlorophylle a (à droite).

Le pétrole est un combustible fossile dérivé d'anciennes matières organiques fossilisées , telles que le zooplancton et les algues . De grandes quantités de ces restes se sont déposées au fond des mers ou des lacs où elles étaient recouvertes d'eau stagnante (eau sans oxygène dissous ) ou de sédiments tels que la boue et le limon plus rapidement qu'ils ne pouvaient se décomposer en aérobiose . À environ 1 m sous ce sédiment, la concentration d'oxygène dans l'eau était faible, inférieure à 0,1 mg/L, et des conditions anoxiques existaient. Les températures sont également restées constantes.

Au fur et à mesure que d'autres couches se sont déposées sur le lit de la mer ou du lac, une chaleur et une pression intenses se sont accumulées dans les régions inférieures. Ce processus a provoqué la transformation de la matière organique, d'abord en un matériau cireux appelé kérogène , présent dans divers schistes bitumineux à travers le monde, puis avec plus de chaleur en hydrocarbures liquides et gazeux via un processus appelé catagenèse . La formation de pétrole se produit à partir de la pyrolyse des hydrocarbures dans une variété de réactions principalement endothermiques à haute température ou pression, ou les deux. Ces phases sont décrites en détail ci-dessous.

Décomposition anaérobie

En l'absence d'oxygène abondant, les bactéries aérobies ont été empêchées de décomposer la matière organique après son enfouissement sous une couche de sédiments ou d'eau. Cependant, les bactéries anaérobies ont pu réduire les sulfates et les nitrates parmi la matière en H 2 S et N 2 respectivement en utilisant la matière comme source pour d'autres réactifs. En raison de ces bactéries anaérobies, cette matière a d'abord commencé à se désagréger principalement par hydrolyse : les polysaccharides et les protéines ont été hydrolysés respectivement en sucres simples et en acides aminés . Ceux-ci ont ensuite été oxydés de manière anaérobie à un rythme accéléré par les enzymes des bactéries: par exemple, les acides aminés ont subi une désamination oxydative en iminoacides , qui à leur tour ont réagi davantage à l'ammoniac et aux acides -céto . Les monosaccharides à leur tour se sont finalement décomposés en CO 2 et en méthane . Les produits de désintégration anaérobie des acides aminés, des monosaccharides, des phénols et des aldéhydes combinés aux acides fulviques . Les graisses et les cires n'étaient pas largement hydrolysées dans ces conditions douces.

Formation de kérogène

Certains composés phénoliques produits à partir de réactions précédentes ont fonctionné comme bactéricides et l' ordre des bactéries actinomycétales a également produit des composés antibiotiques (par exemple, la streptomycine ). Ainsi, l'action des bactéries anaérobies cesse à environ 10 m sous l'eau ou les sédiments. Le mélange à cette profondeur contenait des acides fulviques, des graisses et des cires n'ayant pas réagi et partiellement réagi, de la lignine légèrement modifiée , des résines et d'autres hydrocarbures. Au fur et à mesure que de plus en plus de couches de matière organique se sont déposées sur le fond de la mer ou du lac, une chaleur et une pression intenses se sont accumulées dans les régions inférieures. En conséquence, les composés de ce mélange ont commencé à se combiner de manière mal comprise au kérogène . La combinaison s'est produite de la même manière que les molécules de phénol et de formaldéhyde réagissent aux résines urée-formaldéhyde , mais la formation de kérogène s'est produite de manière plus complexe en raison d'une plus grande variété de réactifs. L'ensemble du processus de formation du kérogène depuis le début de la désintégration anaérobie est appelé diagenèse , mot qui désigne une transformation des matériaux par dissolution et recombinaison de leurs constituants.

Transformation du kérogène en combustibles fossiles

La formation de kérogène s'est poursuivie jusqu'à une profondeur d'environ 1 km de la surface de la Terre où les températures peuvent atteindre environ 50 °C . La formation de kérogène représente un point intermédiaire entre la matière organique et les combustibles fossiles : le kérogène peut être exposé à l'oxygène, s'oxyder et donc être perdu, ou il peut être enfoui plus profondément dans la croûte terrestre et être soumis à des conditions qui lui permettent de se transformer lentement en combustibles fossiles. comme le pétrole. Ce dernier s'est produit par catagenèse dans laquelle les réactions étaient principalement des réarrangements radicaux du kérogène. Ces réactions ont pris des milliers à des millions d'années et aucun réactif externe n'a été impliqué. En raison de la nature radicale de ces réactions, le kérogène a réagi vers deux classes de produits : ceux à faible rapport H/C ( anthracène ou produits similaires) et ceux à rapport H/C élevé ( méthane ou produits similaires) ; c'est-à-dire des produits riches en carbone ou riches en hydrogène. Parce que la catagenèse était fermée aux réactifs externes, la composition résultante du mélange de carburant dépendait de la composition du kérogène via la stoechiométrie de la réaction . Trois types de kérogène existent : type I (algal), II (liptinique) et III (humique), qui se sont formés principalement à partir d' algues , de plancton et de plantes ligneuses (ce terme inclut les arbres , les arbustes et les lianes ) respectivement.

La catagenèse était pyrolytique malgré le fait qu'elle se produisait à des températures relativement basses (par rapport aux usines de pyrolyse commerciales) de 60 à plusieurs centaines de °C. La pyrolyse était possible en raison des longs temps de réaction impliqués. La chaleur nécessaire à la catagenèse provenait de la décomposition des matières radioactives de la croûte, notamment le 40 K , le 232 Th , le 235 U et le 238 U . La chaleur variait avec le gradient géothermique et était généralement de 10 à 30 ° C par km de profondeur à partir de la surface de la Terre. Cependant, des intrusions inhabituelles de magma auraient pu créer un réchauffement localisé plus important.

Fenêtre d'huile (plage de température)

Les géologues se réfèrent souvent à la plage de température dans laquelle le pétrole se forme comme une "fenêtre pétrolière" . En dessous de la température minimale, l'huile reste piégée sous forme de kérogène. Au-dessus de la température maximale, le pétrole est converti en gaz naturel par le processus de craquage thermique . Parfois, le pétrole formé à des profondeurs extrêmes peut migrer et être piégé à un niveau beaucoup moins profond. Les sables bitumineux d'Athabasca en sont un exemple.

Pétrole abiogène

Un mécanisme alternatif à celui décrit ci-dessus a été proposé par des scientifiques russes au milieu des années 1850, l'hypothèse d' origine pétrolière abiogénique (pétrole formé par des moyens inorganiques), mais cela est contredit par des preuves géologiques et géochimiques . Des sources de pétrole abiogéniques ont été trouvées, mais jamais en quantités commercialement rentables. "La controverse ne porte pas sur l'existence de réserves de pétrole abiogéniques", a déclaré Larry Nation de l'American Association of Petroleum Geologists. "La controverse porte sur leur contribution aux réserves globales de la Terre et sur le temps et les efforts que les géologues devraient consacrer à les rechercher."

Réservoirs

Trois conditions doivent être réunies pour que des réservoirs de pétrole se forment :

  • une roche mère riche en hydrocarbures enfouie suffisamment profondément pour que la chaleur souterraine la cuise en pétrole,
  • une roche réservoir poreuse et perméable où elle peut s'accumuler,
  • un caprock (joint) ou un autre mécanisme pour empêcher l'huile de s'échapper à la surface. Dans ces réservoirs, les fluides s'organisent généralement comme un gâteau à trois couches avec une couche d'eau sous la couche d'huile et une couche de gaz au-dessus, bien que les différentes couches varient en taille entre les réservoirs. Parce que la plupart des hydrocarbures sont moins denses que la roche ou l'eau , ils migrent souvent vers le haut à travers les couches rocheuses adjacentes jusqu'à atteindre la surface ou être piégés dans des roches poreuses (appelées réservoirs ) par des roches imperméables au-dessus. Cependant, le processus est influencé par les écoulements d'eau souterraine, ce qui fait migrer le pétrole sur des centaines de kilomètres horizontalement ou même sur de courtes distances vers le bas avant d'être piégé dans un réservoir. Lorsque les hydrocarbures sont concentrés dans un piège, un gisement de pétrole se forme, dont le liquide peut être extrait par forage et pompage .

Les réactions qui produisent du pétrole et du gaz naturel sont souvent modélisées comme des réactions de décomposition de premier ordre, où les hydrocarbures sont décomposés en pétrole et en gaz naturel par un ensemble de réactions parallèles, et le pétrole finit par se décomposer en gaz naturel par un autre ensemble de réactions. Ce dernier ensemble est régulièrement utilisé dans les usines pétrochimiques et les raffineries de pétrole .

Le pétrole a été principalement récupéré par forage pétrolier (les sources naturelles de pétrole sont rares). Les forages sont réalisés après des études de géologie structurale (à l'échelle du réservoir), d'analyse de bassin sédimentaire et de caractérisation du réservoir (principalement en termes de porosité et de perméabilité des structures géologiques du réservoir). Les améliorations récentes des technologies ont également conduit à l'exploitation d'autres réserves non conventionnelles telles que les sables bitumineux et les schistes bitumineux . Des puits sont forés dans des réservoirs de pétrole pour extraire le pétrole brut. Les méthodes de production de « remontée naturelle » qui reposent sur la pression naturelle du réservoir pour forcer le pétrole à remonter à la surface sont généralement suffisantes pendant un certain temps après que les réservoirs ont été exploités pour la première fois. Dans certains réservoirs, comme au Moyen-Orient, la pression naturelle est suffisante sur une longue période. Cependant, la pression naturelle dans la plupart des réservoirs finit par se dissiper. Ensuite, l'huile doit être extraite à l'aide de moyens de " remontée artificielle ". Au fil du temps, ces méthodes « primaires » deviennent moins efficaces et des méthodes de production « secondaires » peuvent être utilisées. Une méthode secondaire courante est «l'injection d'eau» ou l'injection d'eau dans le réservoir pour augmenter la pression et forcer le pétrole vers le puits foré ou «puits de forage». Finalement, des méthodes de récupération de pétrole "tertiaires" ou "améliorées" peuvent être utilisées pour augmenter les caractéristiques d'écoulement du pétrole en injectant de la vapeur, du dioxyde de carbone et d'autres gaz ou produits chimiques dans le réservoir. Aux États-Unis, les méthodes de production primaires représentent moins de 40 % du pétrole produit quotidiennement, les méthodes secondaires représentent environ la moitié et la récupération tertiaire les 10 % restants. L'extraction de pétrole (ou « bitume ») à partir de gisements de pétrole/sable bitumineux et de schiste bitumineux nécessite l'extraction du sable ou du schiste argileux et son chauffage dans un récipient ou une cornue, ou l'utilisation de méthodes « in situ » d'injection de liquides chauffés dans le gisement, puis de pompage. le liquide ressort saturé d'huile.

Réservoirs de pétrole non conventionnel

Les bactéries mangeuses d'huile biodégradent l'huile qui s'est échappée à la surface. Les sables bitumineux sont des réservoirs de pétrole partiellement biodégradé encore en train de s'échapper et d'être biodégradés, mais ils contiennent tellement de pétrole en migration que, bien que la majeure partie se soit échappée, de grandes quantités sont toujours présentes - plus que ce que l'on peut trouver dans les réservoirs de pétrole conventionnels. Les fractions plus légères du pétrole brut sont détruites en premier, ce qui donne lieu à des réservoirs contenant une forme extrêmement lourde de pétrole brut, appelée bitume brut au Canada, ou pétrole brut extra-lourd au Venezuela . Ces deux pays possèdent les plus grands gisements de sables bitumineux au monde.

D'autre part, les schistes bitumineux sont des roches mères qui n'ont pas été exposées à la chaleur ou à la pression suffisamment longtemps pour convertir leurs hydrocarbures piégés en pétrole brut. Techniquement parlant, les schistes bitumineux ne sont pas toujours des schistes et ne contiennent pas de pétrole, mais sont des roches sédimentaires à grains fins contenant un solide organique insoluble appelé kérogène . Le kérogène dans la roche peut être converti en pétrole brut en utilisant la chaleur et la pression pour simuler les processus naturels. La méthode est connue depuis des siècles et a été brevetée en 1694 sous le brevet de la Couronne britannique n ° 330 couvrant, "Une façon d'extraire et de fabriquer de grandes quantités de poix, de goudron et d'huile à partir d'une sorte de pierre." Bien que les schistes bitumineux se trouvent dans de nombreux pays, les États-Unis possèdent les gisements les plus importants au monde.

Classification

Certains bruts marqueurs avec leur teneur en soufre (horizontal) et leur densité API (vertical) et la quantité de production relative.

L' industrie pétrolière classe généralement le pétrole brut en fonction de l'emplacement géographique dans lequel il est produit (par exemple, West Texas Intermediate , Brent ou Oman ), sa densité API (une mesure de la densité de l'industrie pétrolière) et sa teneur en soufre. Le pétrole brut peut être considéré comme léger s'il a une faible densité, lourd s'il a une densité élevée ou moyen s'il a une densité entre celle du léger et celle du lourd . De plus, il peut être qualifié de sucré s'il contient relativement peu de soufre ou acide s'il contient des quantités substantielles de soufre.

L'emplacement géographique est important car il affecte les coûts de transport jusqu'à la raffinerie. Le pétrole brut léger est plus souhaitable que le pétrole lourd car il produit un rendement plus élevé en essence, tandis que le pétrole non corrosif coûte plus cher que le pétrole corrosif car il présente moins de problèmes environnementaux et nécessite moins de raffinage pour respecter les normes de soufre imposées aux carburants dans les pays consommateurs. Chaque pétrole brut a des caractéristiques moléculaires uniques qui sont révélées par l'utilisation de l'analyse de dosage du pétrole brut dans les laboratoires pétroliers.

Les barils provenant d'une zone dans laquelle les caractéristiques moléculaires du pétrole brut ont été déterminées et le pétrole a été classé sont utilisés comme références de prix dans le monde entier. Certains des bruts de référence courants sont :

Les quantités de ces huiles de référence produites chaque année diminuent, de sorte que les autres huiles sont plus souvent celles qui sont réellement livrées. Bien que le prix de référence puisse être celui du West Texas Intermediate livré à Cushing, le pétrole réellement échangé peut être un pétrole lourd canadien à prix réduit Western Canadian Select livré à Hardisty , en Alberta , et pour un Brent Blend livré à Shetland, il peut s'agir d'un Mélange d'exportation russe à prix réduit livré au port de Primorsk .

Une fois extraite, l'huile est raffinée et séparée, le plus facilement par distillation , en de nombreux produits destinés à une utilisation directe ou à une utilisation dans la fabrication, tels que l' essence (pétrole), le diesel et le kérosène jusqu'à l' asphalte et les réactifs chimiques ( éthylène , propylène , butène , acide acrylique , para-xylène ) utilisé pour fabriquer des plastiques , des pesticides et des produits pharmaceutiques .

Industrie

L' industrie pétrolière , également connue sous le nom d'industrie pétrolière ou de champ pétrolier, comprend les processus mondiaux d' exploration , d'extraction , de raffinage , de transport (souvent par pétroliers et oléoducs ) et de commercialisation des produits pétroliers . Les produits les plus importants de l'industrie sont le mazout et l' essence (essence). Le pétrole est également la matière première de nombreux produits chimiques , notamment les produits pharmaceutiques , les solvants , les engrais , les pesticides , les parfums synthétiques et les plastiques . L'industrie est généralement divisée en trois composantes principales : en amont , en milieu et en aval . L'amont concerne l'exploration et l'extraction du pétrole brut, le milieu englobe le transport et le stockage du brut, et l'aval concerne le raffinage du pétrole brut en divers produits finaux .

Le pétrole est vital pour de nombreuses industries et est nécessaire au maintien de la civilisation industrielle dans sa configuration actuelle, ce qui en fait une préoccupation essentielle pour de nombreuses nations. Le pétrole représente un pourcentage important de la consommation mondiale d'énergie , allant d'un minimum de 32 % pour l'Europe et l' Asie à un maximum de 53 % pour le Moyen-Orient .

Les schémas de consommation des autres zones géographiques sont les suivants : Amérique du Sud et centrale (44 %), Afrique (41 %) et Amérique du Nord (40 %). Le monde consomme 36 milliards de barils (5,8 km³) de pétrole par an, les pays développés étant les plus gros consommateurs. Les États-Unis ont consommé 18 % du pétrole produit en 2015. La production, la distribution, le raffinage et la vente au détail du pétrole pris dans leur ensemble représentent la plus grande industrie mondiale en termes de valeur en dollars.

L'industrie pétrolière et gazière ne consacre que 0,4 % de son chiffre d'affaires net à la recherche et au développement, ce qui représente, par rapport à une série d'autres industries, la part la plus faible.

Des gouvernements tels que le gouvernement des États-Unis accordent une importante subvention publique aux compagnies pétrolières , avec des allégements fiscaux majeurs à différentes étapes de l'exploration et de l'extraction pétrolière, y compris les coûts des baux de champs pétrolifères et des équipements de forage.

Ces dernières années, les techniques améliorées de récupération du pétrole - notamment le forage en plusieurs étapes et la fracturation hydraulique ("fracturation") - sont passées au premier plan de l'industrie, car cette nouvelle technologie joue un rôle crucial et controversé dans les nouvelles méthodes d'extraction du pétrole.

Le transport

Le transport pétrolier est le transport de pétrole et de dérivés tels que l'essence ( pétrole ). Les produits pétroliers sont transportés par wagons, camions, navires-citernes et réseaux de pipelines. La méthode utilisée pour déplacer les produits pétroliers dépend du volume déplacé et de sa destination. Même les modes de transport terrestres tels que le pipeline ou le rail ont leurs propres forces et faiblesses. L'une des principales différences réside dans les coûts associés au transport du pétrole par pipeline ou par rail. Les plus gros problèmes liés au transport des produits pétroliers sont liés à la pollution et aux risques de déversement. L'huile de pétrole est très difficile à nettoyer et est très toxique pour les animaux vivants et leur environnement.

Dans les années 1950, les frais de transport représentaient 33 % du prix du pétrole transporté du golfe Persique vers les États-Unis, mais en raison du développement des superpétroliers dans les années 1970, le coût du transport est tombé à seulement 5 % du prix du pétrole persan. pétrole aux États-Unis. En raison de l'augmentation de la valeur du pétrole brut au cours des 30 dernières années, la part du coût du transport sur le coût final de la marchandise livrée était inférieure à 3 % en 2010.

Prix

Prix du pétrole brut WTI
Prix nominal du pétrole de 1861 à 2020 d'après Our World in Data

Le prix du pétrole , ou le prix du pétrole, fait généralement référence au prix au comptant d'un baril (159 litres) de pétrole brut de référence - un prix de référence pour les acheteurs et les vendeurs de pétrole brut tel que West Texas Intermediate (WTI), Brent Crude , Brut de Dubaï , Panier de référence de l'OPEP , Brut Tapis , Bonny Light , Pétrole de l'Oural , Isthmus et Western Canadian Select (WCS). Les prix du pétrole sont déterminés par l'offre et la demande mondiales, plutôt que par le niveau de production nationale d'un pays.

Le prix mondial du pétrole brut était relativement constant au XIXe siècle et au début du XXe siècle. Cela a changé dans les années 1970, avec une augmentation significative du prix du pétrole à l'échelle mondiale. Il y a eu un certain nombre de moteurs structurels des prix mondiaux du pétrole dans le passé, notamment des chocs sur l'offre, la demande et le stockage de pétrole, et des chocs sur la croissance économique mondiale affectant les prix du pétrole. Parmi les événements notables entraînant d'importantes fluctuations de prix, citons l' embargo pétrolier de l' OPEP de 1973 visant les pays qui avaient soutenu Israël pendant la guerre du Yom Kippour, entraînant la crise pétrolière de 1973 , la révolution iranienne lors de la crise pétrolière de 1979 et la crise financière de 2007-2008 , et le la surabondance plus récente de l'offre de pétrole en 2013 qui a conduit aux "plus fortes baisses des prix du pétrole de l'histoire moderne" de 2014 à 2016. La baisse de 70% des prix mondiaux du pétrole a été "l'une des trois plus fortes baisses depuis la Seconde Guerre mondiale, et la plus longue depuis l'effondrement de l'offre de 1986." En 2015, les États-Unis étaient devenus le 3e plus grand producteur de pétrole, passant d'importateur à exportateur.

La guerre des prix du pétrole entre la Russie et l'Arabie saoudite en 2020 a entraîné une baisse de 65 % des prix mondiaux du pétrole au début de la pandémie de COVID-19 . En 2021, les prix record de l'énergie ont été entraînés par une augmentation mondiale de la demande alors que le monde se remettait de la récession de la COVID-19 . En décembre 2021, un rebond inattendu de la demande de pétrole des États-Unis, de la Chine et de l'Inde, couplé aux "exigences des investisseurs américains de l'industrie du schiste de limiter les dépenses", a contribué à des stocks de pétrole "serrés" dans le monde. Le 18 janvier 2022, alors que le prix du pétrole brut Brent atteignait son plus haut niveau depuis 2014 - 88 dollars, des inquiétudes ont été exprimées concernant la hausse du coût de l'essence - qui a atteint un niveau record au Royaume-Uni.

Échanger

Le pétrole brut est négocié à terme sur la bourse Nymex. Les contrats à terme sont des accords dans lesquels les acheteurs et les vendeurs conviennent d'acheter et de livrer des quantités spécifiques de pétrole brut physique à une date donnée dans le futur. Chaque contrat couvre 1000 barils et peut être acheté jusqu'à neuf ans dans le futur. Voici les spécifications du contrat pour le pétrole brut :

Spécifications du contrat
Pétrole brut (CLA)
Taille du contrat : 1000 barils
Échanger: NYMEX
Secteur: Énergie
Taille de la tique : 0,01
Cochez la valeur : 10 USD
BP : 1000
Dénomination: USD
Décimale: 2

Les usages

La structure chimique du pétrole est hétérogène , composée de chaînes hydrocarbonées de longueurs différentes. Pour cette raison, le pétrole peut être acheminé vers les raffineries de pétrole et les hydrocarbures chimiques séparés par distillation et traités par d'autres procédés chimiques , pour être utilisés à diverses fins. Le coût total par usine est d'environ 9 milliards de dollars.

Combustibles

Les fractions de distillation les plus courantes du pétrole sont les carburants . Les carburants comprennent (en augmentant la plage de température d'ébullition):

Fractions courantes du pétrole comme carburants
Fraction Plage d'ébullition °C
Gaz de pétrole liquéfié (GPL) 40
Butane 12 à 1
Essence /Essence 1 à 110
Carburéacteur 150 à 205
Kérosène 205 à 260
Essence 205 à 290
Gas-oil 260 à 315

Classification du pétrole selon la composition chimique.

Classe de pétrole Composition de la fraction 250300 °C,
poids. %
Par. Napth Arom. La cire Asph.
Paraffinique 4661 2232 1225 1,510 06
Paraffinique-naphténique 4245 3839 1620 16 06
naphténique 1526 6176 813 Trace 06
Paraffinique-naphténique-aromatique 2735 3647 2633 0,51 010
Aromatique 08 5778 2025 00,5 020

Autres dérivés

Certains types d'hydrocarbures résultants peuvent être mélangés avec d'autres non-hydrocarbures, pour créer d'autres produits finaux :

Utilisation par pays

Statistiques de consommation

Consommation

Selon l'estimation de l'Energy Information Administration (EIA) des États-Unis pour 2017, le monde consomme 98,8 millions de barils de pétrole chaque jour.

Ce tableau ordonne la quantité de pétrole consommée en 2011 en milliers de barils (1000 bbl) par jour et en milliers de mètres cubes (1000 m 3 ) par jour :

Pays consommateur 2011 (1000 bbl/
jour)
(1000 m3 /
jour)
Population
en millions
bbl/an
par habitant
m 3 /an
par habitant
Production/
consommation nationale
États-Unis 1 18 835,5 2 994,6 314 21.8 3.47 0,51
Chine 9 790,0 1 556,5 1345 2.7 0,43 0,41
Japon 2 4 464,1 709.7 127 12.8 2.04 0,03
Inde 2 3 292,2 523.4 1198 1 0,16 0,26
Russie 1 3 145,1 500,0 140 8.1 1.29 3.35
Arabie Saoudite ( OPEP ) 2 817,5 447,9 27 40 6.4 3.64
Brésil 2 594,2 412.4 193 4.9 0,78 0,99
Allemagne 2 2 400,1 381.6 82 10.7 1,70 0,06
Canada 2 259,1 359.2 33 24.6 3,91 1,54
Corée du Sud 2 2 230,2 354.6 48 16.8 2,67 0,02
Mexique 1 2 132,7 339.1 109 7.1 1.13 1.39
France 2 1 791,5 284.8 62 10.5 1,67 0,03
Iran ( OPEP ) 1 694,4 269.4 74 8.3 1.32 2.54
Royaume-Uni 1 1 607,9 255.6 61 9.5 1.51 0,93
Italie 2 1 453,6 231.1 60 8.9 1.41 0,10

Source : Administration américaine de l'information sur l'énergie

Données démographiques :

1 pic de production de pétrole déjà passé dans cet état

2 Ce pays n'est pas un grand producteur de pétrole

Production

Principaux pays producteurs de pétrole

Dans le langage de l'industrie pétrolière, la production fait référence à la quantité de brut extraite des réserves, et non à la création littérale du produit.

Pays Production pétrolière
( bbl /jour, 2016)
1  Russie 10 551 497
2  Arabie Saoudite ( OPEP ) 10 460 710
3  États-Unis 8 875 817
4  Irak ( OPEP ) 4 451 516
5  Iran ( OPEP ) 3 990 956
6  Chine, République populaire de 3 980 650
sept  Canada 3 662 694
8  Emirats Arabes Unis ( OPEP ) 3 106 077
9  Koweït ( OPEP ) 2 923 825
dix  Brésil 2 515 459
11  Vénézuela ( OPEP ) 2 276 967
12  Mexique 2 186 877
13  Nigéria ( OPEP ) 1 999 885
14  Angola ( OPEP ) 1 769 615
15  Norvège 1 647 975
16  Kazakhstan 1 595 199
17  Qatar ( OPEP ) 1 522 902
18  Algérie ( OPEP ) 1 348 361
19  Oman 1 006 841
20  Royaume-Uni 939 760

Exportation

Dans l'ordre des exportations nettes en 2011, 2009 et 2006 en milliers de bbl / j et milliers de m 3 /j :

# Pays exportateur 10 3 b/j (2011) 10 3 m 3 /j (2011) 10 3 b/j (2009) 10 3 m 3 /j (2009) 10 3 b/j (2006) 10 3 m 3 /j (2006)
1 Arabie Saoudite (OPEP) 8 336 1 325 7 322 1 164 8 651 1 376
2 Russie 1 7 083 1 126 7 194 1 144 6 565 1 044
3 Iran (OPEP) 2 540 403 2 486 395 2 519 401
4 Emirats Arabes Unis (OPEP) 2 524 401 2 303 366 2 515 400
5 Koweït (OPEP) 2 343 373 2 124 338 2 150 342
6 Nigéria (OPEP) 2 257 359 1 939 308 2 146 341
sept Irak (OPEP) 1 915 304 1 764 280 1 438 229
8 Angola (OPEP) 1 760 280 1 878 299 1 363 217
9 Norvège 1 1 752 279 2 132 339 2 542 404
dix Vénézuela (OPEP) 1 1 715 273 1 748 278 2 203 350
11 Algérie (OPEP) 1 1 568 249 1 767 281 1 847 297
12 Qatar (OPEP) 1 468 233 1 066 169
13 Canada 2 1 405 223 1 168 187 1 071 170
14 Kazakhstan 1 396 222 1 299 207 1 114 177
15 Azerbaïdjan 1 836 133 912 145 532 85
16 Trinité-et-Tobago 1 177 112 167 160 155 199

Source : Administration américaine de l'information sur l'énergie

1 pic de production déjà passé dans cet état

2 Les statistiques canadiennes sont compliquées par le fait qu'il est à la fois importateur et exportateur de pétrole brut et qu'il raffine de grandes quantités de pétrole pour le marché américain. C'est la principale source d'importations américaines de pétrole et de produits, avec une moyenne de 2 500 000 b/j (400 000 m3 /j) en août 2007.

La production/consommation mondiale totale (en 2005) est d'environ 84 millions de barils par jour (13 400 000 m 3 /j).

Importation

Dans l'ordre des importations nettes en 2011, 2009 et 2006 en milliers de bbl / j et milliers de m 3 /j :

# Pays importateur 10 3 barils/jour (2011) 10 3 m 3 /jour (2011) 10 3 barils/jour (2009) 10 3 m 3 /jour (2009) 10 3 barils/jour (2006) 10 3 m 3 /jour (2006)
1 États-Unis 1 8 728 1 388 9 631 1 531 12 220 1 943
2 Chine 5 487 872 4 328 688 3 438 547
3 Japon 4 329 688 4 235 673 5 097 810
4 Inde 2 349 373 2 233 355 1 687 268
5 Allemagne 2 235 355 2 323 369 2 483 395
6 Corée du Sud 2 170 345 2 139 340 2 150 342
sept France 1 697 270 1 749 278 1 893 301
8 Espagne 1 346 214 1 439 229 1 555 247
9 Italie 1 292 205 1 381 220 1 558 248
dix Singapour 1 172 186 916 146 787 125
11 République de Chine (Taïwan) 1 009 160 944 150 942 150
12 Pays-Bas 948 151 973 155 936 149
13 Turquie 650 103 650 103 576 92
14 Belgique 634 101 597 95 546 87
15 Thaïlande 592 94 538 86 606 96

Source : Administration américaine de l'information sur l'énergie

Consommateurs non producteurs

Pays dont la production de pétrole représente 10 % ou moins de leur consommation.

# Pays consommateur (bbl/jour) (m 3 /jour)
1 Japon 5 578 000 886 831
2 Allemagne 2 677 000 425 609
3 Corée du Sud 2 061 000 327 673
4 France 2 060 000 327 514
5 Italie 1 874 000 297 942
6 Espagne 1 537 000 244 363
sept Pays-Bas 946 700 150 513
8 Turquie 575 011 91 663

Source : CIA World Factbook

Effets environnementaux

Changement climatique

En 2018, environ un quart des émissions mondiales annuelles de gaz à effet de serre sont le dioxyde de carbone provenant de la combustion du pétrole (plus les fuites de méthane de l'industrie). Avec la combustion du charbon, la combustion du pétrole est le principal contributeur à l'augmentation du CO 2 atmosphérique . Le CO 2 atmosphérique a augmenté au cours des 150 dernières années pour atteindre des niveaux actuels de plus de 415  ppmv , contre 180 à 300 ppmv il y a 800 000 ans . L'augmentation de la température de l'Arctique a réduit la banquise arctique minimale à 4 320 000 km 2 (1 670 000 milles carrés), une perte de près de la moitié depuis le début des mesures par satellite en 1979.

L'acidification des océans est l'augmentation de l'acidité des océans de la Terre causée par l'absorption de dioxyde de carbone (CO 2 ) de l' atmosphère . Cette augmentation de l'acidité inhibe toute la vie marine, ce qui a un impact plus important sur les petits organismes ainsi que sur les organismes décortiqués (voir coquilles Saint -Jacques ).

Extraction

L'extraction du pétrole consiste simplement à retirer le pétrole du réservoir (pool de pétrole). L'huile est souvent récupérée sous forme d'émulsion eau dans l'huile, et des produits chimiques spécialisés appelés désémulsifiants sont utilisés pour séparer l'huile de l'eau. L'extraction du pétrole est coûteuse et souvent dommageable pour l'environnement. L'exploration et l'extraction de pétrole en mer perturbent le milieu marin environnant.

Les déversements de pétrole

Kelp après un déversement de pétrole.
Nappe de pétrole de la marée noire de Montara dans la mer de Timor, septembre 2009.
Bénévoles nettoyant les séquelles de la marée noire du Prestige .

Les déversements de pétrole brut et de carburant raffiné résultant d'accidents de navires-citernes ont endommagé les écosystèmes naturels et les moyens de subsistance humains en Alaska , dans le golfe du Mexique , aux îles Galápagos , en France et dans de nombreux autres endroits .

La quantité de pétrole déversée lors d'accidents a varié de quelques centaines de tonnes à plusieurs centaines de milliers de tonnes (par exemple, marée noire de Deepwater Horizon , SS Atlantic Empress , Amoco Cadiz ). De plus petits déversements se sont déjà avérés avoir un impact important sur les écosystèmes, comme le déversement de pétrole de l' Exxon Valdez .

Les déversements d'hydrocarbures en mer sont généralement beaucoup plus dommageables que ceux sur terre, car ils peuvent se propager sur des centaines de milles marins dans une fine nappe d'huile qui peut recouvrir les plages d'une fine couche d'huile. Cela peut tuer des oiseaux de mer, des mammifères, des coquillages et d'autres organismes qu'il recouvre. Les déversements d'hydrocarbures sur terre sont plus facilement maîtrisables si un barrage en terre improvisé peut être rapidement rasé au bulldozer autour du site de déversement avant que la majeure partie du pétrole ne s'échappe, et les animaux terrestres peuvent éviter le pétrole plus facilement.

Le contrôle des déversements d'hydrocarbures est difficile, nécessite des méthodes ad hoc et souvent une main-d'uvre importante. Le largage de bombes et d'engins incendiaires depuis des avions sur l' épave du SS  Torrey Canyon a donné de mauvais résultats; les techniques modernes incluraient le pompage du pétrole de l'épave, comme dans la marée noire du Prestige ou la marée noire de l' Erika .

Bien que le pétrole brut soit principalement composé de divers hydrocarbures, certains composés hétérocycliques azotés, tels que la pyridine , la picoline et la quinoléine , sont signalés comme des contaminants associés au pétrole brut, ainsi qu'aux installations de traitement du schiste bitumineux ou du charbon, et ont également été trouvés dans les anciens bois . lieux de traitement . Ces composés ont une solubilité dans l'eau très élevée et ont donc tendance à se dissoudre et à se déplacer avec l'eau. Il a été démontré que certaines bactéries d'origine naturelle, telles que Micrococcus , Arthrobacter et Rhodococcus , dégradent ces contaminants.

Parce que le pétrole est une substance naturelle, sa présence dans l'environnement n'est pas nécessairement le résultat de causes humaines telles que des accidents et des activités de routine ( exploration sismique , forage , extraction, raffinage et combustion). Des phénomènes tels que les suintements et les fosses à goudron sont des exemples de zones que le pétrole affecte sans l'intervention de l'homme.

Tarballs

Une boule de goudron est une goutte de pétrole brut (à ne pas confondre avec le goudron , qui est un produit artificiel dérivé de pins ou raffiné à partir de pétrole) qui a été altéré après avoir flotté dans l'océan. Les boules de goudron sont un polluant aquatique dans la plupart des environnements, bien qu'elles puissent se produire naturellement, par exemple dans le canal de Santa Barbara en Californie ou dans le golfe du Mexique au large du Texas. Leur concentration et leurs caractéristiques ont été utilisées pour évaluer l'étendue des marées noires . Leur composition peut être utilisée pour identifier leurs sources d'origine, et les boules de goudron elles-mêmes peuvent être dispersées sur de longues distances par les courants marins profonds. Ils sont lentement décomposés par des bactéries, notamment Chromobacterium violaceum , Cladosporium resinae , Bacillus submarinus , Micrococcus varians , Pseudomonas aeruginosa , Candida marina et Saccharomyces estuari .

Baleines

James S. Robbins a fait valoir que l'avènement du kérosène raffiné au pétrole a sauvé certaines espèces de grandes baleines de l'extinction en fournissant un substitut peu coûteux à l'huile de baleine , éliminant ainsi l'impératif économique de la chasse à la baleine en bateau ouvert , mais d'autres disent que les combustibles fossiles ont augmenté la chasse à la baleine. la plupart des baleines ayant été tuées au 20ème siècle.

Alternatives

En 2018, le transport routier a utilisé 49 % du pétrole, l'aviation 8 % et les usages autres que l'énergie 17 %. Les véhicules électriques sont la principale alternative pour le transport routier et le biojet pour l'aviation. Les plastiques à usage unique ont une empreinte carbone élevée et peuvent polluer la mer, mais à partir de 2022, les meilleures alternatives ne sont pas claires.

Relations internationales

Le contrôle de la production pétrolière a été un moteur important des relations internationales pendant une grande partie des 20e et 21e siècles. Des organisations comme l'OPEP ont joué un rôle démesuré dans la politique internationale. Certains historiens et commentateurs ont appelé cela « l' ère du pétrole ». Avec l'essor des énergies renouvelables et la lutte contre le changement climatique, certains commentateurs s'attendent à un réalignement de la puissance internationale loin des États pétroliers .

la corruption

Les rentes pétrolières sont souvent considérées comme liées à la corruption dans la littérature politique. Une étude de 2011 a révélé que les rentes pétrolières augmentaient la corruption dans les pays fortement impliqués par le gouvernement dans la production de pétrole. L'étude a révélé qu'"une augmentation des rentes pétrolières augmente considérablement la corruption" et "détériore considérablement les droits politiques". Les chercheurs ont noté que l'exploitation pétrolière incitait les politiciens "à étendre les libertés civiles mais à réduire les droits politiques en présence de manne pétrolière pour échapper à la redistribution et aux conflits".

Conflit

La production de pétrole est étroitement liée aux conflits : que ce soit par une agression directe telle que l'invasion américaine de l'Irak, des guerres commerciales telles que la guerre des prix du pétrole entre la Russie et l'Arabie saoudite en 2020 , ou en alimentant des conflits dans des régions telles que le financement de l'État islamique d'Irak et du Levant. dans la guerre civile syrienne .

OPEP

L'Organisation des pays exportateurs de pétrole ( OPEP , / o p k / OH -pek ) est une organisation intergouvernementale de 13 pays. Fondée le 14 septembre 1960 à Bagdad par les cinq premiers membres ( Iran , Irak , Koweït , Arabie saoudite et Venezuela ), elle a, depuis 1965, son siège à Vienne , en Autriche, bien que l'Autriche ne soit pas membre de l'OPEP. En septembre 2018, les 13 pays membres représentaient environ 44 % de la production mondiale de pétrole et 81,5 % des réserves mondiales prouvées de pétrole , donnant à l'OPEP une influence majeure sur les prix mondiaux du pétrole qui étaient auparavant déterminés par les soi-disant « Seven Sisters ». " groupement de compagnies pétrolières multinationales.

La formation de l'OPEP a marqué un tournant vers la souveraineté nationale sur les ressources naturelles , et les décisions de l'OPEP en sont venues à jouer un rôle de premier plan dans le marché mondial du pétrole et les relations internationales . L'effet peut être particulièrement fort lorsque des guerres ou des troubles civils entraînent des interruptions prolongées de l'approvisionnement. Dans les années 1970, les restrictions de la production de pétrole ont entraîné une hausse spectaculaire des prix du pétrole ainsi que des revenus et de la richesse de l'OPEP, avec des conséquences durables et profondes pour l' économie mondiale . Dans les années 1980, l'OPEP a commencé à fixer des objectifs de production pour ses pays membres ; généralement, lorsque les objectifs sont réduits, les prix du pétrole augmentent. Cela s'est produit le plus récemment à partir des décisions de l'organisation de 2008 et 2016 de réduire l'offre excédentaire.

Les économistes ont qualifié l'OPEP d'exemple classique de cartel qui coopère pour réduire la concurrence sur le marché , mais dont les consultations sont protégées par la doctrine de l'immunité des États en vertu du droit international . Dans les années 1960 et 1970, l'OPEP a réussi à restructurer le système mondial de production de pétrole afin que le pouvoir décisionnel et la grande majorité des profits soient entre les mains des pays producteurs de pétrole. Depuis les années 1980, l'OPEP a eu un impact limité sur l'offre mondiale de pétrole et la stabilité des prix, car les membres trichent fréquemment sur leurs engagements les uns envers les autres et les engagements des membres reflètent ce qu'ils feraient même en l'absence de l'OPEP.

Les membres actuels de l'OPEP sont l' Algérie , l'Angola , la Guinée équatoriale , le Gabon , l'Iran , l'Irak , le Koweït , la Libye , le Nigéria , la République du Congo , l'Arabie saoudite , les Émirats arabes unis et le Venezuela . L'Équateur , l'Indonésie et le Qatar sont d'anciens membres de l'OPEP. Un groupe plus important appelé OPEP+ a été formé fin 2016 pour avoir plus de contrôle sur le marché mondial du pétrole brut.

Production future

La consommation des XXe et XXIe siècles a été abondamment poussée par la croissance du secteur automobile. La surabondance de pétrole de 1985 à 2003 a même alimenté les ventes de véhicules à faible consommation de carburant dans les pays de l' OCDE . La crise économique de 2008 semble avoir eu un certain impact sur les ventes de ces véhicules ; pourtant, en 2008, la consommation de pétrole a légèrement augmenté.

En 2016, Goldman Sachs prévoyait une baisse de la demande de pétrole en raison des inquiétudes des économies émergentes, en particulier de la Chine. Les pays BRICS (Brésil, Russie, Inde, Chine, Afrique du Sud) pourraient également entrer en jeu, puisque la Chine a eu brièvement le plus grand marché automobile en décembre 2009. À long terme, les incertitudes persistent ; l' OPEP pense que les pays de l'OCDE pousseront des politiques de faible consommation à un moment donné dans le futur ; lorsque cela se produira, cela freinera définitivement les ventes de pétrole, et l'OPEP et l' Energy Information Administration (EIA) ont continué à réduire leurs estimations de consommation pour 2020 au cours des cinq dernières années. Un examen détaillé des projections pétrolières de l'Agence internationale de l'énergie a révélé que les révisions de la production mondiale de pétrole, des prix et des investissements ont été motivées par une combinaison de facteurs de demande et d'offre. Dans l'ensemble, les projections conventionnelles hors OPEP ont été relativement stables au cours des 15 dernières années, tandis que les révisions à la baisse ont été principalement attribuées à l'OPEP. Les récentes révisions à la hausse sont principalement le résultat du pétrole étanche aux États-Unis .

La production sera également confrontée à une situation de plus en plus complexe ; alors que les pays de l'OPEP disposent encore d'importantes réserves à des prix de production bas, les réservoirs nouvellement découverts conduisent souvent à des prix plus élevés ; les géants offshore tels que Tupi , Guara et Tiber exigent des investissements élevés et des capacités technologiques toujours croissantes. Les réservoirs sous-salifères tels que Tupi étaient inconnus au XXe siècle, principalement parce que l'industrie n'était pas en mesure de les sonder. Les techniques de récupération assistée du pétrole (EOR) (exemple : DaQing , Chine) continueront de jouer un rôle majeur dans l'augmentation du pétrole récupérable dans le monde.

La disponibilité attendue des ressources pétrolières a toujours été d'environ 35 ans ou même moins depuis le début de l'exploration moderne. La constante du pétrole , un jeu de mots d'initié dans l'industrie allemande, fait référence à cet effet.

Un nombre croissant de campagnes de désinvestissement des grands fonds poussés par les nouvelles générations qui remettent en question la durabilité du pétrole peuvent entraver le financement de la prospection et de la production pétrolières futures.

Pic pétrolier

Le pic pétrolier est un terme appliqué à la projection que la production future de pétrole (que ce soit pour des puits de pétrole individuels, des champs de pétrole entiers, des pays entiers ou la production mondiale) finira par culminer puis déclinera à un rythme similaire au taux d'augmentation avant le pic comme ces réserves sont épuisées. Le pic des découvertes de pétrole a eu lieu en 1965 et la production annuelle de pétrole a dépassé les découvertes de pétrole chaque année depuis 1980. Cependant, cela ne signifie pas que la production potentielle de pétrole a dépassé la demande de pétrole.

Il est difficile de prédire le pic pétrolier dans une région donnée, en raison du manque de connaissances et/ou de transparence dans la comptabilisation des réserves mondiales de pétrole. Sur la base des données de production disponibles, les partisans ont précédemment prédit que le pic mondial se situerait dans les années 1989, 1995 ou 1995-2000. Certaines de ces prévisions datent d'avant la récession du début des années 1980, et la baisse consécutive de la consommation mondiale, qui a eu pour effet de retarder de plusieurs années la date de tout pic. Tout comme le pic de la production pétrolière américaine de 1971 n'a été clairement reconnu qu'après coup, un pic de la production mondiale sera difficile à discerner tant que la production ne chutera pas clairement.

En 2020, selon Energy Outlook 2020 de BP , le pic pétrolier avait été atteint, en raison de l'évolution du paysage énergétique couplée au bilan économique de la pandémie de COVID-19 .

Alors que l'on s'est beaucoup concentré historiquement sur le pic de l'offre de pétrole, l'attention se tourne de plus en plus vers le pic de la demande alors que de plus en plus de pays cherchent à passer aux énergies renouvelables. L'indice GeGaLo des gains et des pertes géopolitiques évalue comment la position géopolitique de 156 pays pourrait changer si le monde passait complètement aux ressources énergétiques renouvelables. Les anciens exportateurs de pétrole devraient perdre du pouvoir, tandis que les positions des anciens importateurs de pétrole et des pays riches en ressources énergétiques renouvelables devraient se renforcer.

Pétrole non conventionnel

Le pétrole non conventionnel est du pétrole produit ou extrait à l'aide de techniques autres que les méthodes conventionnelles. Le calcul du pic pétrolier a changé avec l'introduction de méthodes de production non conventionnelles. En particulier, la combinaison du forage horizontal et de la fracturation hydraulique a entraîné une augmentation significative de la production de gisements auparavant non rentables. Les analystes s'attendaient à ce que 150 milliards de dollars soient dépensés pour développer davantage les champs de pétrole étanche nord-américains en 2015. La forte augmentation de la production de pétrole étanche est l'une des raisons de la baisse des prix à la fin de 2014. Certaines strates rocheuses contiennent des hydrocarbures mais ont une faible perméabilité et sont pas épais d'un point de vue vertical. Les puits verticaux conventionnels seraient incapables de récupérer économiquement ces hydrocarbures. Le forage horizontal, s'étendant horizontalement à travers les strates, permet au puits d'accéder à un volume beaucoup plus important des strates. La fracturation hydraulique crée une plus grande perméabilité et augmente le débit d'hydrocarbures vers le puits de forage.

Hydrocarbures sur d'autres mondes

Sur la plus grande lune de Saturne, Titan , des lacs d'hydrocarbures liquides comprenant du méthane, de l'éthane, du propane et d'autres constituants se produisent naturellement. Les données recueillies par la sonde spatiale Cassini-Huygens donnent une estimation que les lacs et les mers visibles de Titan contiennent environ 300 fois le volume des réserves prouvées de pétrole de la Terre. Des échantillons forés à la surface de Mars prélevés en 2015 par le Mars Science Laboratory du rover Curiosity ont trouvé des molécules organiques de benzène et de propane dans des échantillons de roche vieux de 3 milliards d'années dans le cratère Gale .

Dans la fiction

La pétrofiction ou fiction pétrolière, est un genre de fiction axé sur le rôle du pétrole dans la société.

Voir également

Remarques

Notes de bas de page

Références

Lectures complémentaires

Liens externes

Opiniones de nuestros usuarios

David Carlier

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Benoit Gomes

L'article sur Pétrole est complet et bien expliqué. Je ne supprimerais ni n'ajouterais de virgule.

Nadia Aubert

Le langage a l'air vieux, mais les informations sont fiables et en général tout ce qui est écrit sur Pétrole donne beaucoup de confiance.