Les forages permettent de savoir si les prospects contiennent du pétrole ou du gaz. Ces prospects peuvent être enfouis à des profondeurs très variables - de quelques centaines de mètres jusqu’à 6000 m. Pour les atteindre, on creuse par étapes un trou de diamètre décroissant avec la profondeur.

(Voir l'infographie : « Le forage d’exploration : un travail d’ingénierie éprouvé »)

Le forage nécessite d’installer un derrick, qui sert de support aux tiges de forage. À l’extrémité de la première tige de forage se trouve le trépan, qui joue le rôle d’une énorme perceuse. Le trépan broie la formation en appuyant sur la roche (broyage par poinçonnement) et en tournant à grande vitesse (broyage par rotation). Au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans le sous-sol, on ajoute de nouvelles tiges de forage en les vissant aux précédentes. Leur ensemble constitue le train de tiges.

La boue de forage, un élément essentiel

Pendant que l'on creuse le trou, on y injecte en permanence de la boue de forage soigneusement élaborée. Il s'agit d'un mélange d'eau et de particules argileuses solides, densifié, homogénéisé et stabilisé grâce à différents produits chimiques. Sa composition peut varier en fonction des roches traversées et de la pression dans les réservoirs traversés. Indispensable au bon déroulement du forage, elle doit être parfaitement préparée et sa densité doit être contrôlée en permanence. Trop lourde, elle risque de pénétrer dans les réservoirs qu'elle rencontre parce que la pression y est plus faible que dans le trou. Si la boue est trop légère, elle risque de provoquer une éruption incontrôlable et dangereuse. 

Un spécialiste veille donc constamment aux caractéristiques de la boue et doit se montrer très réactif pour en modifier la composition le plus vite possible en cas de problème.

La boue de forage a plusieurs fonctions :

• elle refroidit l'outil de forage et évite sa surchauffe en circulant en permanence dans le trou ;
• elle contribue à attaquer la roche et à nettoyer le fond du puits des débris qui s’y accumuleraient ;
• elle ramène à la surface les fragments de roche (déblais) qui sont examinés afin de déterminer la nature des roches et d’y déceler d'éventuelles traces d'hydrocarbures ;
• elle fournit une contre-pression qui stabilise les parois du trou ;
• elle permet d’équilibrer la pression dans le trou avec celle dans les roches réservoirs traversées, prévenant ainsi des venues ou de dangereuses éruptions d’eau, de pétrole ou de gaz provenant de ces réservoirs.

L’appréciation, dernière étape avant l’exploitation

Le forage permet de lever ou de réduire de nombreuses incertitudes sur le prospect, sur la présence ou non d’hydrocarbures, sa nature et les volumes des réserves, mais les interrogations peuvent subsister sur la rentabilité, sur la forme du gisement et sur l’homogénéité de ses caractéristiques. Il est donc nécessaire de forer plusieurs puits en divers emplacements du gisement, pour mieux délimiter celui-ci et pouvoir choisir les meilleurs emplacements pour les futurs puits de production. Ces puits complémentaires constituent le programme d'appréciation, au terme duquel on décidera d'exploiter le gisement ou de l'abandonner.

(voir le décryptage « De nombreuses observations et mesures pendant le forage »).