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Feb 19, 2024

Fracturation hydraulique 101

Un aperçu du processus de fracturation hydraulique et des enjeux et impacts liés à ce processus d’extraction de pétrole et de gaz. Les formations géologiques peuvent contenir de grandes quantités de pétrole ou de gaz, mais ont un faible débit

Un aperçu du processus de fracturation hydraulique et des enjeux et impacts liés à ce processus d’extraction de pétrole et de gaz.

Les formations géologiques peuvent contenir de grandes quantités de pétrole ou de gaz, mais ont un faible débit en raison d'une faible perméabilité, ou d'un dommage ou d'un colmatage de la formation pendant le forage. Cela est particulièrement vrai pour les sables compacts, les schistes et les formations de méthane de houille.

Fracturation hydraulique (aliasfractionnement , qui rime avec craquage) stimule les puits forés dans ces formations, rentabilisant ainsi une extraction au coût prohibitif. Au cours de la dernière décennie, la combinaison de la fracturation hydraulique et du forage horizontal a ouvert des gisements de schiste à travers le pays et a amené le forage de gaz naturel à grande échelle dans de nouvelles régions.

Le processus de fracturation hydraulique se produit après qu'un puits a été foré et qu'un tuyau en acier (tubage) a été inséré dans le puits de forage. Le tubage est perforé à l'intérieur des zones cibles qui contiennent du pétrole ou du gaz, de sorte que lorsque le fluide de fracturation est injecté dans le puits, il s'écoule à travers les perforations jusqu'aux zones cibles.

Finalement, la formation cible ne sera pas en mesure d’absorber le fluide aussi rapidement qu’il est injecté. À ce stade, la pression créée provoque la fissuration ou la fracture de la formation. Une fois les fractures créées, l’injection cesse et les fluides de fracturation commencent à refluer vers la surface.

Des matériaux appelés agents de soutènement (par exemple, généralement du sable ou des billes de céramique), qui ont été injectés dans le cadre du mélange de fluides de fracturation, restent dans la formation cible pour maintenir les fractures ouvertes.

Généralement, un mélange d’eau, d’agents de soutènement et de produits chimiques est pompé dans la formation rocheuse ou houillère. Il existe cependant d’autres moyens de fracturer les puits. Parfois, les fractures sont créées par l'injection de gaz tels que le propane ou l'azote, et parfois l'acidification se produit simultanément à la fracturation. L'acidification consiste à pomper de l'acide (généralement de l'acide chlorhydrique) dans la formation pour dissoudre une partie de la matière rocheuse afin de nettoyer les pores et permettre au gaz et au fluide de s'écouler plus facilement dans le puits.

Certaines études ont montré que plus de 90 % des fluides de fracturation peuvent rester sous terre. Les fluides de fracturation utilisés qui retournent à la surface sont souvent appelés reflux, et ces déchets sont généralement stockés dans des fosses à ciel ouvert ou des réservoirs sur le site du puits avant d'être éliminés.

Le processus de fracturation d’un puits est loin d’être anodin. Les sections suivantes donnent un aperçu de certains des problèmes et impacts liés à cette technique de stimulation de puits.

En 2010, l'Agence américaine de protection de l'environnement a estimé que 70 à 140 milliards de gallons d'eau étaient utilisés chaque année pour fracturer 35 000 puits aux États-Unis. Cela représente approximativement la consommation annuelle d’eau de 40 à 80 villes comptant chacune 50 000 habitants. Les traitements de fracturation dans les puits de méthane de houille utilisent de 50 000 à 350 000 gallons d'eau par puits, tandis que les puits de schiste horizontaux plus profonds peuvent utiliser de 2 à 10 millions de gallons d'eau pour fracturer un seul puits. L’extraction d’une telle quantité d’eau pour la fracturation hydraulique a soulevé des inquiétudes quant aux impacts écologiques sur les ressources aquatiques, ainsi qu’à l’assèchement des aquifères d’eau potable.

On estime que le transport de deux à cinq millions de gallons d’eau (eau douce ou eau usée) nécessite 1 400 déplacements en camion. Ainsi, non seulement l’eau utilisée pour la fracturation hydraulique épuise les réserves d’eau douce et a un impact sur l’habitat aquatique, mais le transport d’une telle quantité d’eau crée également des problèmes localisés de qualité de l’air, de sécurité et de réparation des routes.

Les puits de pétrole et de gaz conventionnels utilisent en moyenne 300 000 livres d'agent de soutènement, les traitements de fracture des gisements de charbon utilisent entre 75 000 et 320 000 livres d'agent de soutènement et les puits de gaz de schiste peuvent utiliser plus de 4 millions de livres d'agent de soutènement par puits.

Les mines de sable de fracturation surgissent à travers le pays, du Wisconsin au Texas, entraînant avec elles leurs propres impacts. L’exploitation du sable destiné à être utilisé comme agent de soutènement génère sa propre gamme d’impacts, notamment la consommation d’eau et les émissions atmosphériques, ainsi que des problèmes de santé potentiels liés à la silice cristalline.