Télécharger en tant que PDF, PPTX
![La densité des forages
Densité des infrastructures aux USA : 3.5 « plates-formes » / km2
En moyenne 6 puits par plate-forme, max actuel 40
plateformes
Source: [Wood et al.,
2011; rapport, Université
de Manchester,
Angleterre]
1-1,5 km
(extensible 4 km)
Exemple de projet à 16 drains 6,4 x1,7 km](https://image.slidesharecdn.com/presentationbrunogoffegazschiste-130222094556-phpapp01/85/Presentation-bruno-goffe_gaz_schiste-28-320.jpg)
Presentation bruno goffe_gaz_schiste
- 1. Gaz de schistes Gaz de roche mère Gaz de Shale Gaz non conventionnels Bruno Goffé Affleurement de couches contenant du gaz de schiste (Fontaine ardente de Gua dans le Dauphiné) Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 2. Terminologie Schiste, shale, rochemère, conventionnel, non conventionnel? – Schiste (français) et Schist (anglais) réfère géologiquement à une roche sédimentaire métamorphisée à plus de 200 °C, qui ne contient plus (ou peu) de méthane mais peut être riche en carbone (Anthracite-graphite). Mais usuellement en français le mot schiste est aussi utilisé pour toutes les roches sédimentaires de couleur sombre à grains très fins présentant un débit planaire. – Shale (mot uniquement anglais) réfère à une roche sédimentaire argileuse riche en carbone organique qui peut contenir de l’huile ou du gaz. Sa traduction littérale en français est pélite. – Roche mère réfère à la roche à l’origine de la formation des pétroles et des gaz – Conventionnel et non conventionnel référent aux technologies d’exploitation des matières premières Pratiquement, en français « gaz de schiste » peut être utilisé dans le sens commun, tandis que géologiquement et technologiquement les expressions «gaz de roche-mère» et « gaz non conventionnel » sont les bonnes. Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 3. Formation des Hydrocarbures Le pétrole et le gaz naturel se forment dans les bassins sédimentaires entre 1000 et 6000m de profondeur Coupe dans la partie externe de la terre Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 4. Origine du Pétroleet du Gaz naturel (formation de roches-mères) Forêts inondées Lacs ou mer Enfouissement et dégradation des plancton végétaux dans des marécages Compaction et altération chimique Plancton mort coule Boues riches en matière organique Un profond enfouissement génère du L’enfouissement génère du charbon et du gaz Pétrole et du gaz Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 5. Formation des Hydrocarbures Sous l’effet de l’augmentation la pression et de la température avec la profondeur, la roche-mère produit des hydrocarbures (Huiles, gaz) et un résidu insoluble appelé Kérogène. Huiles et gaz peuvent s’échapper de la roche-mère et + migrer à travers des roches perméables jusqu’à qu’ils soient arrêtés par des roches imperméables formant une « couvertures ». Les hydrocarbures s’accumulent alors dans la roche poreuse pour former un réservoir. S’ils ne sont pas arrêtés lors de leur migration ces hydrocarbures peuvent s’échapper à la surface . Le kérogène reste dans la roche-mère. Coupes verticales dans un bassin pétrolier Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 6. Les différents typesde gisements de gaz roches poreuses et perméables Gisements non conventionnels roches poreuses et imperméables Gaz de schiste: méthane (gaz shale) Gaz de houille: méthane (coalbed methane) Gaz de mine: méthane Huiles de schistes: hydrocarbures souvent lourds (oil shale) Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 7. Gaz de mine: exploitation existante nord de la France Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 8. Relations entre sourcesde Huile matières organiques + Gaz profondeur et température Ref : http://www.ihrdc.com/ + Kerogène lacustre marins terrestre Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013 http://monash.edu/
- 9. Le gaz deschiste en quelques mots • Le gaz de schiste est un gaz naturel le plus souvent enfoui à très grande profondeur (1500 à 3000 m), dans des roches compactes et imperméables. Ses réserves sont considérables et bien réparties dans le monde : on estime qu'elles pourraient fournir 120 à 150 ans de la consommation actuelle de gaz naturel. • En Europe, les réserves de gaz de shale sont estimées entre 3 000 à 12 000 milliards de m3 (entre 75 et 300 ans de consommation annuelle de la France). • L’évaluation de ces réserves fait actuellement débat (par exemple en Pologne: entre 30 et 440 ans de consommation du pays, Exxon a arrêté l’exploration). Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 10. Dans le monde Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 11. Dans le monde Source IEA WO 2011 Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 12. Les ressources degaz de shale et gaz de charbon en Europe Shale (oil+gas) Charbon Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013 Source: Le Monde, 21/12/2012
- 13. En France exemple duBassin Parisien Source BRGM Du charbon à très grande profondeur (6000m) dans le socle? Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 14. L’état de laconnaissance académique: huile de shale 3759 publications, 1975-2012 Nombre annuel de publications scientifiques ayant pour sujet « shale oil » ou « oil shale » dans le catalogue « Web of Science » entre 1975 et 2012. Leur nombre annuel est influencé par les cours du pétrole. Institut Montaigne le 14 01 Gaz de schiste, 2013
- 15. L’état de laconnaissance académique: gaz de charbon 785 publications, 1975-2012 Nombre annuel de publications scientifiques ayant pour sujet « coalbed + methane » dans le catalogue « Web of Science » entre 1975 et 2012. Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 16. L’état de laconnaissance académique: gaz de shale 374 publications, 1975-2012 Nombre annuel de publications scientifiques ayant pour sujet « shale gas » ou « gas shale » dans le catalogue « Web of Science » entre 1975 et 2012. Leur nombre augmente fortement depuis 2007 (données au 31 Décembre 2012). Une grande partie de la connaissance est « privée » (compagnies pétro-gazières) Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 17. Technologies d’exploitation desgaz de shale La fracturation Hydraulique Inventée en 1949 Plus d’un million de puits Toutes applications En 1990 elle est associée au forage horizontal Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 18. Schéma d’un foragehorizontal utilisant une fracturation hydraulique Source: Induced seismicity potential in energy technologies, National Research Council of the National Academies; The national Academies Press Washington, 2012 Les fractures sont en jaune (cf agrandissement). Le forage appelé « domestic well » donne une échelle comparative des profondeurs d’exploitation pour l’eau. Les profondeurs indiquées sont les moyennes observées pour les USA (les profondeurs et distances de 2000 et 10000 pieds correspondent à environ 600 et 3000 m). Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 19. Production à Fayetteville(USA) 5 puits en millions de pieds cube 25% du gaz est produit la première année James E. Mason, Hydrogen Research Institute, Farmingdale, NY, Oil & Gas journal Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 20. Les impacts environnementaux Techniquede fracturation hydraulique par puits horizontaux et enjeux environnementaux associés à la production de gaz de schiste. Image de fond : Schlumberger. Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 21. Les impacts environnementauxspécifiques aux gaz de schiste - Mise en contact avec un aquifère profond du fait du réseau de fissures existant. - Mise en contact avec un aquifère profond du fait X d’une fracturation progressant vers la surface. - Consommation d’eau - Emploi du procédé à une très grande échelle avec multiplication des puits. Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 22. Les impacts environnementauxnon spécifiques aux gaz de schiste - Mauvaise étanchéité du tubage (casing) au passage d’un aquifère - Fuite de surface (arrive aussi pour les gisements conventionnels!) - Traitement des eaux de forage (lixiviation, réinjection souterraine, filière de traitement en surface) - Remplacement d’additifs dangereux par des équivalents moins nocifs (REACH) Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 23. Fracturation hydraulique: laconsommation d’eau Shale (USA) Profondeur Porosité (%) Carbone Profondeur Eau (m) organique aquifère (m) consommée (%) m3/puits Barnett 1980-2591 4-5 4,5 366 8700 Fayetteville 304-2135 2-8 4-10 152 11000 Haynesville 3200-4115 8-9 0,5-4 122 10200 Marcellus 1220-2590 10 3-12 259 14400 GWPC and ALL Consulting, 2009 Pour comparaison: Un golf haut de gamme de 18 trous en France consomme en moyenne 5.000 m3/jour, (eau apportée, ref : rapport OPECST, Sénat 2003) ce qui correspond à la production nécessaire à la satisfaction des besoins d'une collectivité de 12.000 habitants ce qui correspond à la moitié des besoins en eau d’un puits de shale gaz Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 24. La contamination chimique…lesadditifs Ethylene glycol Du bénin au hydroxyéthylcellulose dangereux Gomme de guar carbonates sables isopropanol quinoléine polyacrylamide Acide Chlorydrique glutaraldéhyde Modifié d’après Arthur et al. 2009 (2009 SPE Americas E&P Environmental & Safety Conference, San Antonio, TX, SPE 121038) Une dizaine de produit parmi 750 références vendues par 2500 sociétés aux USA
- 25. La contamination chimique…le sous-sol Indépendamment des additifs injectés, les substances naturelles associées aux fluides des gisements de gaz peuvent être remontées en surface. Le fluide de formation (saumure) Les Gaz (méthane, éthane, sulfure d’hydrogène, Hydrogène, hélium) Eléments en trace (mercure, plomb, arsenic, lithium, fer, …) Élément en trace radio-actif (Radium, Thorium, Uranium) Matière organique (acides, aromatiques polycycliques volatils et semi volatils), Les Schistes à gaz sont aussi des ressources minières ! Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 26. Fuites de méthaneobservées : Origines possibles 1- Méthane biogénique: généré par la respiration des microorganismes dans les couches plus superficielles 2- Méthane géogénique: flux naturel dans les zones de failles de fortes pressions 3- Méthane exploité : fuites induites par les activités de fracturation Différentiation possible des origines par la signature chimique et isotopique Nature des chemins de migration - fracturation existante - fracturation induite - fuite entre puits de production ou puits voisins Migration des gaz différente de la Migration des fluides - chemins d’écoulement différents - processus de transport différents (vitesse de migration) Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 27. Occupation des sols(aux USA) plate-forme de forage (Horn River Basin), 14 puits forés Durée de la mise en place ~1 an 1/2 Zone d’exploitation dans le Wyoming (Jonah Field) J. SARTORE/National Geographic Stock
- 28. La densité desforages Densité des infrastructures aux USA : 3.5 « plates-formes » / km2 En moyenne 6 puits par plate-forme, max actuel 40 plateformes Source: [Wood et al., 2011; rapport, Université de Manchester, Angleterre] 1-1,5 km (extensible 4 km) Exemple de projet à 16 drains 6,4 x1,7 km
- 29. Le Risque sismique Warpinski et al., 2005 Coupe au travers d’un puits de stimulation montrant six épisodes d’hydrofracturation et la sismicité induite (magnitude -1,0 to -2,5) en moins de 24 heures. • Sismicité induite: elle est faible car les volumes d’eau injectés sont plutôt faibles et les injections sont de courtes durées (quelques heures à quelques jours). La magnitude est très faible (négative = chute d’un objet lourd). • La sismicité induite est différente de la sismicité déclenchée, possiblement plus forte. Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 30. Carte de lasismicité induite aux USA à l’occasion de diverses injections de fluide Source: Induced seismicity potential in energy technologies, National Research Council of the National Academies; The national Academies Press Washington, 2012 Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 31. Relation entre lesmagnitudes maximales recensées des séismes créés ou probablement créés par des injections de fluides pour la production d’énergie aux USA et la quantité de fluide injecté pour différentes applications Source: Induced seismicity potential in energy technologies, National Research Council of the National Academies; The national Academies Press Washington, 2012 Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 32. Ou en estla recherche Aucun programme de recherche public en France sur ce sujet • Mais des recommandations exprimées dans le Rapport de l’Alliance pour l’Energie ANCRE « Programme de Recherche sur l'Exploitation des Hydrocarbures de Roches Mères » Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013
- 33. Recommandations Connaître la ressource Améliorer et Controller les techniques existantes Développer des technologies alternatives Impliquer le citoyen Définir et appliquer les réglementations Mettre en place un site pilote de recherche Gaz de schiste, Institut Montaigne le 14 01 2013