Pourquoi le golfe Persique recèle-t-il plus de pétrole et de gaz que n'importe quel autre endroit sur Terre ?

On dit que les pays du Golfe persique sont à la fois bénis et maudits par leurs vastes réserves de pétrole et de gaz.

Des forces géologiques agissant sur des millions d'années ont fait de cette région un point chaud énergétique mondial, et c'est pourquoi une guerre comme celle qui se déroule actuellement déclenche une crise énergétique mondiale.

En tant que géologue pétrolier ayant étudié la région, je suis toujours stupéfait par l'ampleur de ses gisements d'hydrocarbures. Par exemple, on compte plus de 30 gisements supergéants, contenant chacun 5 milliards de barils de pétrole brut ou plus, autour du golfe Persique.

Et les puits de cette région produisent entre deux et cinq fois plus de pétrole par jour que même les meilleurs puits de la mer du Nord et de Russie.

Les géosciences modernes ont identifié plusieurs facteurs clés dans les roches qui rendent une région particulièrement riche en pétrole, notamment leur capacité à générer et à retenir les hydrocarbures.

Dans la région du Golfe persique, tous ces facteurs sont à des niveaux optimaux ou quasi optimaux.

Grâce à son abondance et à sa facilité de production, la région du Golfe persique est tout simplement imbattable.

Un bref historique

L'existence d'hydrocarbures dans la région était connue bien avant la formation du golfe Persique par les inondations à la fin de la dernière période glaciaire, il y a entre 14 000 et 6 000 ans.

Les suintements naturels de pétrole brut et de gaz sont fréquents le long des rivières et des vallées dans de nombreuses parties de la région.

Des milliers d'années avant le début de notre ère (l'époque après Jésus-Christ), les gens utilisaient le bitume, un type de pétrole lourd, pour fabriquer du mortier et imperméabiliser les navires.

La première découverte moderne de pétrole a eu lieu en 1908 sur un site de suintement bien connu dans l'ouest de l'Iran.

Dans les années 1950 et 1960, période d'expansion rapide de l'exploration pétrolière et gazière, il est devenu évident qu'aucune autre région de la planète ne posséderait une telle abondance.

D'autres régions recelant d'énormes quantités de pétrole et de gaz ont été découvertes, comme la Sibérie occidentale en Russie et, plus récemment, le bassin permien aux États-Unis, mais aucune ne se compare à l'ampleur des réserves du golfe Persique, ni au rendement élevé auquel le pétrole brut et le gaz peuvent être produits dans cette région.

Contexte géologique

La région du golfe Persique est située à la jonction de deux plaques tectoniques : la plaque arabique au sud-est et la plaque eurasienne à l'est et au nord.

Cette collision dure depuis environ 35 millions d'années et a engendré un scénario dynamique où les couches rocheuses ont été pliées et brisées et, à des niveaux plus profonds, transformées par une chaleur et une pression considérables.

Les caractéristiques géologiques diffèrent considérablement de part et d'autre du golfe. Du côté iranien, la chaîne de montagnes du Zagros s'étend sur 1 800 kilomètres (1100 miles) depuis le golfe d'Oman jusqu'à la frontière turque.

Faisant partie du grand système alpin-himalayen, la chaîne de montagnes du Zagros est composée de roches fortement plissées et fracturées, créées au cours des 60 derniers millions d'années par les collisions entre l'Afrique, l'Arabie et l'Inde avec l'Eurasie.

Sur la côte arabe du Golfe, ce type de déformation et de fracture ne s'est pas produit.

En revanche, les forces de compression de la collision ont déformé une plateforme rigide de roche profonde et dure, connue sous le nom de « socle rocheux », créant de vastes structures en forme de dôme de taille énorme, s'étendant sur des dizaines, voire des centaines, de kilomètres carrés.

Sous le golfe Persique se trouve un bassin rempli de sédiments érodés par le soulèvement des monts Zagros. Dans ses zones les plus profondes, ce bassin a été soumis aux températures et pressions élevées nécessaires à la formation du pétrole et du gaz.

En résumé, il s'agit d'un environnement idéal pour la production et le stockage d'hydrocarbures à grande échelle.

Roches qui produisent du pétrole brut

Le pétrole brut et le gaz se forment à partir de matières organiques telles que le zooplancton et le phytoplancton marins, initialement concentrées dans les schistes bitumineux, les calcaires riches en boue et d'autres roches exposées à des températures et des pressions élevées.

Lorsque les roches sont composées d'au moins 2 % de matière organique, elles sont considérées comme étant de haute qualité pour la production de pétrole et de gaz.

La région du Golfe possède un nombre particulièrement élevé de couches de ces roches mères, dont certaines sont particulièrement épaisses, abondantes et riches en matière organique.

On peut citer comme exemples les formations montagneuses de Hanifa et de Tuwaiq sur la côte du golfe Persique, qui se sont formées au cours de la période jurassique, entre 200 et 145 millions d'années, et la formation de Kazhdumi en Iran, qui s'est formée au cours de la période crétacée, entre 145 et 66 millions d'années.

Ces roches contiennent entre 1 % et 13 % de matières organiques, et même davantage à certains endroits.

Structures pétrolières et gazières

Les couches rocheuses plissées et fracturées de la région, ainsi que ses dômes, sont parfaitement adaptées pour piéger les hydrocarbures.

Les monts Zagros, montagnes légendaires parmi les géologues pour leurs formes spectaculaires visibles sur les images satellites, renferment des centaines de milliards de barils de pétrole et des mètres cubes de gaz.

Un simple coup d'œil à une carte pétrolière et gazière de la région du Golfe persique révèle des gisements en forme de saucisse s'étendant du nord-ouest au sud-est et reflétant d'importantes structures plissées.

Ces caractéristiques comprennent des centaines de gisements individuels de tailles variées, s'étendant du sud de l'Iran au nord-est de l'Irak.

Sur la plaque arabique, de vastes structures en forme de dôme ont donné naissance à d'énormes gisements de pétrole et de gaz. Parmi eux figure le champ pétrolier de Ghawar en Arabie saoudite, le plus grand au monde, qui pourrait produire plus de 70 milliards de barils de pétrole brut.

Le gisement de gaz naturel de South Pars-North Dome, partagé entre l'Iran et le Qatar, pourrait produire au moins 46 milliards de mètres cubes de gaz, soit une énergie équivalente à plus de 200 milliards de barils de pétrole.

Les roches réservoirs les plus importantes sont les calcaires, dont certaines portions ont été partiellement dissoutes, facilitant ainsi la circulation du pétrole et du gaz.

Dans les réservoirs du Zagros, les fluides circulent à travers des fractures créées par le plissement et la fracturation résultant des collisions de plaques.

Dans des endroits comme le réservoir Arab-D du champ de Ghawar en Arabie saoudite, et le calcaire d'Asmari dans de nombreux champs du Zagros, ces roches de stockage de pétrole de haute qualité couvrent de vastes superficies : des centaines, voire des milliers de kilomètres carrés.

Rien de cette ampleur n'existe ailleurs sur la planète, ni sur terre ni en mer, ce qui démontre la géologie pétrolière unique de la région du golfe Persique.

Possibilités futures

La conséquence de ces facteurs est que près de la moitié des réserves mondiales de pétrole conventionnel et 40 % de celles de gaz se trouvent sous seulement 3 % de la surface terrestre.

Les évaluations de l'Institut d'études géologiques des États-Unis indiquent que, même après plus d'un siècle de forage et de production, d'importants gisements de pétrole et de gaz restent à découvrir dans la région du golfe Persique.

Dans un rapport de 2012 portant sur la péninsule arabique et les monts Zagros, l'agence estimait que les roches pourraient contenir jusqu'à 86 milliards de barils de pétrole et 9,5 billions de mètres cubes de gaz, en plus des quantités déjà découvertes.

Il serait également possible de produire davantage de pétrole brut et de gaz grâce aux techniques de forage horizontal et de fracturation hydraulique développées aux États-Unis dans les années 2000 et 2010.

L'Arabie saoudite et les Émirats arabes unis (EAU) testent ces méthodes dans leurs champs pétroliers. Il est encore trop tôt pour savoir si elles seront efficaces, mais des études indiquent qu'elles pourraient permettre d'accroître encore la production.

Scott L. Montgomery est professeur d'études internationales à l'Université de Washington, aux États-Unis. Son article a été publié dans The Conversation.