Contenu
- Qu'est-ce que le gaz de schiste et pourquoi est-il important?
- Forage horizontal et fracturation hydraulique
- Les États-Unis disposent d'abondantes ressources en gaz de schiste
- Assez pour 110 ans d'utilisation
- Qu'est-ce qu'un schiste "Play"?
- Forage horizontal
- Fracturation hydraulique
- Gaz de schiste vs gaz conventionnel
- Le gaz naturel: un combustible à combustion propre
- Préoccupations environnementales
Carte des principaux gisements de gaz de schiste dans les 48 États inférieurs, y compris les bassins sédimentaires qui les contiennent. Cliquez pour une vue plus grande.
Qu'est-ce que le gaz de schiste et pourquoi est-il important?
Le gaz de schiste fait référence au gaz naturel emprisonné dans les formations de schiste. Les schistes sont des roches sédimentaires à grain fin qui peuvent être une source riche en pétrole et en gaz naturel.
Forage horizontal et fracturation hydraulique
Au cours des dix dernières années, la combinaison du forage horizontal et de la fracturation hydraulique a permis l’accès à de grands volumes de gaz de schiste qu’il n’était pas rentable de produire. La production de gaz naturel à partir de formations de schiste a rajeuni l'industrie du gaz naturel aux États-Unis.
Cette vidéo donne un aperçu du gaz de schiste, en commençant par le premier puits de gaz situé près de Fredonia, à New York, de 1821 à janvier 2010 et par les principaux gisements de gaz de schiste. Le conférencier est John Curtis, professeur de géochimie et directeur de la Potential Gas Agency à la Colorado School of Mines.
Les États-Unis disposent d'abondantes ressources en gaz de schiste
En 2009, 87% du gaz naturel consommé aux États-Unis était produit au pays; ainsi, la fourniture de gaz naturel ne dépend pas autant de producteurs étrangers que la fourniture de pétrole brut, et le système de livraison est moins sujet à interruption. La disponibilité de grandes quantités de gaz de schiste permettra en outre aux États-Unis de consommer une quantité de gaz essentiellement domestique.
Selon l'EIA Annual Energy Outlook 2011, les États-Unis possèdent des ressources potentielles en gaz naturel de 2 552 milliards de pieds cubes (Tcf). Le gaz naturel issu des ressources en schiste argileux, considéré comme non rentable il y a quelques années à peine, représente 827 milliards de pieds cubes de cette estimation de ressources, soit plus du double de l'estimation publiée l'an dernier.
Cette vidéo donne un aperçu du gaz de schiste, en commençant par le premier puits de gaz situé près de Fredonia, à New York, de 1821 à janvier 2010 et par les principaux gisements de gaz de schiste. Le conférencier est John Curtis, professeur de géochimie et directeur de la Potential Gas Agency à la Colorado School of Mines.
Assez pour 110 ans d'utilisation
Au taux de consommation américain de 2009 (environ 22,8 milliards de pieds cubes par an), 2 552 milliards de pieds cubes de gaz naturel suffisent pour assurer une utilisation d’environ 110 ans. Les estimations des ressources et de la production de gaz de schiste ont considérablement augmenté entre les rapports des Perspectives 2010 et 2011 et devraient encore augmenter à l'avenir.
Schéma illustrant la géométrie des ressources en gaz naturel conventionnelles et non conventionnelles. Image par EIA. Cliquez pour une vue plus grande.
Qu'est-ce qu'un schiste "Play"?
Le gaz de schiste se trouve dans les "zones de schiste", qui sont des formations de schiste contenant des accumulations importantes de gaz naturel et qui partagent des propriétés géologiques et géographiques similaires. Une décennie de production est venue de la pièce de Barnett Shale au Texas. L’expérience et les informations tirées du développement du schiste de Barnett ont amélioré l’efficacité du développement du gaz de schiste dans le pays.
Les schistes de Marcellus et d'Utica, dans l'est des États-Unis; et les schistes de Haynesville et de Fayetteville en Louisiane et en Arkansas. Les géomètres et les géologues identifient les emplacements de puits appropriés dans les zones à potentiel de production de gaz économique en utilisant à la fois des techniques d'observation au niveau de la surface et des cartes du sous-sol générées par ordinateur.
Forage horizontal
Deux techniques de forage majeures sont utilisées pour produire du gaz de schiste. Le forage horizontal est utilisé pour fournir un meilleur accès au gaz piégé profondément dans la formation en production. Tout d'abord, un puits vertical est foré jusqu'à la formation rocheuse ciblée. À la profondeur souhaitée, le trépan est tourné de manière à forer un puits qui s’étire horizontalement à travers le réservoir, exposant le puits à une plus grande quantité de schiste producteur.
Schéma illustrant le concept de puits horizontal avec zone de fracturation hydraulique. Copyright de l'image.
Fracturation hydraulique
La fracturation hydraulique (communément appelée "fracturation" ou "hydrofracking") est une technique dans laquelle de l'eau, des produits chimiques et du sable sont pompés dans le puits pour libérer les hydrocarbures emprisonnés dans les formations de schiste en ouvrant des fissures (fractures) dans la roche et en permettant le gaz naturel couler du schiste dans le puits. Lorsqu'elle est utilisée conjointement avec un forage horizontal, la fracturation hydraulique permet aux producteurs de gaz d'extraire du gaz de schiste à un coût raisonnable. Sans ces techniques, le gaz naturel ne s'écoule pas rapidement dans le puits et les quantités commerciales ne peuvent pas être produites à partir de schiste.
Les réservoirs de gaz conventionnels sont créés lorsque le gaz naturel migre vers la surface de la Terre depuis une formation source riche en matières organiques dans une roche réservoir hautement perméable, où il est piégé par une couche de roche superposée superposée.
Gaz de schiste vs gaz conventionnel
Les réservoirs de gaz conventionnels sont créés lorsque le gaz naturel migre vers la surface de la Terre depuis une formation source riche en matières organiques dans une roche réservoir hautement perméable, où il est piégé par une couche de roche superposée superposée. En revanche, des ressources en gaz de schiste se forment dans la source de schiste riche en matières organiques. La faible perméabilité du schiste empêche fortement le gaz de migrer vers des roches réservoirs plus perméables. Sans forage horizontal et fracturation hydraulique, la production de gaz de schiste ne serait pas économiquement réalisable car le gaz naturel ne s'écoulerait pas de la formation à des vitesses suffisamment élevées pour justifier le coût du forage.
Graphique illustrant les prévisions relatives aux gaz de schiste de l'EIA, Annual Energy Outlook 2011. Image de l'EIA.
Le gaz naturel: un combustible à combustion propre
Le gaz naturel est plus propre que le charbon ou le pétrole. La combustion du gaz naturel émet beaucoup moins de polluants clés, dont le dioxyde de carbone (CO2), d'oxydes d'azote et de dioxyde de soufre, que la combustion du charbon ou du pétrole. Lorsqu'elle est utilisée dans des centrales à cycle combiné efficaces, la combustion de gaz naturel peut émettre moins de la moitié de CO2 sous forme de combustion du charbon, par unité d'énergie libérée.
Préoccupations environnementales
Cependant, certains problèmes environnementaux potentiels sont également associés à la production de gaz de schiste. Le forage de gaz de schiste pose d'importants problèmes d'approvisionnement en eau. Le forage et la fracturation des puits nécessitent de grandes quantités d’eau. Dans certaines régions du pays, une utilisation importante de l'eau pour la production de gaz de schiste peut affecter la disponibilité de l'eau pour d'autres utilisations et peut affecter les habitats aquatiques.
Le forage et la fracturation produisent également de grandes quantités d'eaux usées pouvant contenir des produits chimiques dissous et d'autres contaminants nécessitant un traitement avant leur élimination ou leur réutilisation. En raison des quantités d'eau utilisées et de la complexité inhérente au traitement de certains des produits chimiques utilisés, le traitement et l'élimination des eaux usées constituent un problème important et délicat.
En cas de mauvaise gestion, le fluide de fracturation hydraulique peut être libéré par des déversements, des fuites ou par diverses autres voies d'exposition. L'utilisation de produits chimiques potentiellement dangereux dans le fluide de fracturation signifie que toute libération de ce fluide peut entraîner la contamination des zones environnantes, y compris des sources d'eau de boisson, et peut avoir un impact négatif sur les habitats naturels.