La Gaspésie appartient à la région géologique des Appalaches. Il s’agit d’une chaîne de montagnes située à l'est de l'Amérique du Nord, de Terre-Neuve au centre de l'État américain de l'Alabama. La formation de cette chaîne de montagnes s’est produite il y a 450 millions d’années, sur une période de 150 millions d’années. Tout au long de son parcours, une longue histoire d’exploration, de découvertes et de production d’hydrocarbures peut être recensée.
Lors de la formation des Appalaches, des grès et calcaires récifaux se sont déposés. Ils fournissent des réservoirs potentiels qui peuvent emmagasiner le pétrole. Les roches de la région de Gaspé ont été plissées lors de mouvements
de la croûte terrestre, ce qui a entraîné la formation de plis anticlinaux (structures à la forme de dômes) qui peuvent constituer des pièges intéressants.
Les roches de la région de Gaspé satisfont également à une autre condition de la formation d’un gisement d’hydrocarbures : la température augmentant avec la profondeur, elles ont atteint lors de leur enfouissement la température nécessaire à la formation d’hydrocarbures. Si les roches étaient trop enfouies, elles deviendraient trop « cuites » et les hydrocarbures seraient détruits.
Les grès du York River sont considérés comme ayant les caractéristiques requises pour former des réservoirs. Cette formation est constituée de roches sédimentaires qui se sont accumulées dans un milieu marin peu profond pendant la période nommée Dévonien inférieur, une période vieille d’environ 400 millions d’années. L’étendue de cette formation aux environs de Gaspé est illustrée en brun sur la carte ci-bas. On peut noter que la plupart des puits qui ont rencontré des indices de pétrole ou mené à une petite production ont pénétré la Formation de York River.
En 2005, les travaux de Pétrolia ont pu corroborer ce potentiel avec la découverte de Haldimand.
Le gisement Haldimand est donc logé dans les grès de la Formation de York River. Les informations fournies par la sismique 3D et les deux forages ont permis de calculer, à partir de techniques d’exploitation existantes, le volume de pétrole en place dans ce gisement et la portion de celui-ci potentiellement récupérable. Selon des évaluations réalisées par Pétrolia et validées par la firme Sproule, une firme d’experts reconnue dans ce domaine, la structure contiendrait entre 21,9 et 198,1 millions de barils (voir communiqué de presse du 6 juillet 2010). Sur la base de cette dernière, on évalue à 50 % la probabilité de pouvoir récupérer 7,7 millions de barils en employant des technologies existantes ou en développement.
Les travaux effectués ces dernières années indiquent que le réservoir est naturellement fracturé. Il a également été possible d’identifier des zones, à l’intérieur de la structure Haldimand, qui apparaissent plus propices au développement de fractures naturelles.
Appuyés sur les connaissances acquises depuis 1986, Pétrolia et Québénergie estiment que le gisement pourra être exploité de façon classique, c'est-à-dire sans avoir recours à des techniques de fracturation hydraulique. De plus, plusieurs travaux de terrain et d’analyse de Pétrolia et Québénergie ont permis de mieux connaître le réservoir. Ces derniers se sont avérés déterminants dans le choix de l’emplacement du puits Haldimand 4 et de sa trajectoire.
Prélèvement d’une carotte à Haldimand
La sismique d'Haldimand
Principaux éléments dans un système pétrolier
La roche mère
Les fonds marins ont été recouverts au fil des ans par plusieurs couches de sédiments riches en matière organique (algues, micro-organismes, etc.). Enfouie très profondément sous les fonds de l’océan, cette matière organique a été chauffée puisque la température sous terre augmente avec la profondeur. Au cours de l’enfouissement, elle a été transformée en pétrole et, à des profondeurs plus grandes, en gaz naturel. Cette roche qui produit les hydrocarbures est nommée la roche mère.
Pour produire la situation que l’on connaît aujourd’hui en Gaspésie, les fonds marins ont dû dériver de l’équateur puis émerger de l’eau pour former le territoire actuel, et ce, sur une période de plusieurs centaines de millions d’années. Il s’agit du phénomène de la dérive des continents dont plusieurs ont entendu parler.
La roche couverture
La roche couverture, ou roche imperméable, est celle qui retient le pétrole et qui l’empêche de remonter à la surface. La roche mère expulse les hydrocarbures puisque ceux-ci sont plus légers que l’eau.
La roche réservoir
La roche réservoir peut être formée de sable ou de roches poreuses comme les carbonates. Ce type de roche renferme des pores qui permettent aux hydrocarbures de s’y accumuler.
Les pièges
Lorsque la roche réservoir est recouverte d’une couche de roche imperméable, la migration des hydrocarbures vers la surface est stoppée sous cette roche couverture. Celle-ci forme une structure (un dôme, par exemple) à l’intérieur de laquelle les hydrocarbures demeurent emprisonnés, ce qui constitue un piège. Si le piège est suffisamment important, on est alors en présence d’un gisement potentiel.
Voici des exemples de pièges recherchés en Gaspésie :
1) piège au sommet de plis anticlinaux (couches arquées vers le haut) où alternent roches perméables (grès) et roches imperméables (argile);
2) piège causé par une faille où les fluides circulant dans une couche perméable sont piégés sous des couches imperméables dans un biseau formé par le déplacement des couches à la faveur de la faille;
3) calcaires récifaux poreux (anciens récifs) recouverts de couches imperméables; ou
4) roche poreuse recoupée par une discordance angulaire (surface d’érosion) puis recouverte de couches imperméables.