Gaz de schiste

Les techniques de production

Le gaz de schiste étant piégé dans des roches très compactes et imperméables, sa production nécessite des techniques spécifiques : le forage horizontal et la fracturation hydraulique. Pour autant, ces techniques ne sont pas inédites. Elles sont utilisées, de longue date, par les compagnies pétrolières et géothermiques pour accroître significativement la productivité de certains puits en améliorant ou restaurant la perméabilité de la roche. Elles sont éprouvées et complètement maîtrisées.

Pour exploiter le gaz naturel conventionnel, on fore un puits vertical « dit conventionnel » jusqu'au réservoir et le gaz s'en échappe naturellement par différence de pression. Cette technique n'est pas applicable au gaz de schiste : emprisonné dans des couches étendues de roche-mère imperméable, il ne peut y circuler librement. Il est donc nécessaire de créer ou de rouvrir dans cette dernière un réseau de multiples petites fissures, ou micro-fractures, qui vont permettre au gaz de s'échapper et de s'acheminer vers le puits de forage où il sera récupéré.

 

Des forages à l'horizontale

Le gaz de schiste n'est pas localisé dans un réservoir conventionnel mais présent de façon diffuse dans une roche-mère très étendue. Aussi un puits vertical classique ne permettrait d'en capter qu'une infime partie. Le seul moyen est donc de forer à l'horizontale, en suivant la roche-mère productrice. La partie horizontale du forage débute entre 1 500 et 3 000 m de profondeur, au bas d'un puits vertical, et peut mesurer plusieurs milliers de mètres de long (typiquement entre 1 000 et 2 000 mètres)

 

Vue schématique en coupe d'un puits horizontal et d'une fracturation hydraulique, avec le circuit de l'eau jusqu'au retraitement

 

Libérer le gaz de la roche-mère : la fracturation hydraulique

Illustration montrant un dé à coudre verser des addtifs dans 1 verre mesureur d'1 litre contenant de l'eau et du sable

Pour permettre au gaz de circuler dans la roche-mère - et d'être drainé vers le puits -, il faut la rendre plus perméable. C'est le rôle des micro-fractures créées par la technique dite de « fracturation hydraulique ». Elle consiste à injecter dans le puits, à très haute pression et via un tubage adapté, un mélange d'eau, de sable et d'additifs :

  • l'eau sous pression ouvre des fissures par lesquelles le gaz pourra s'écouler,
  • le sable, en s'infiltrant dans ces fissures, empêche qu’elles ne se referment ultérieurement,
  • les additifs (environ 0,5 % de l'ensemble) sont essentiellement: des substances bactéricides pour empêcher la contamination du réservoir par des bactéries provenant de la surface, des composés viscosifiants servant à maintenir le sable en suspension dans l'eau puis à le maintenir dans les fissures (composés dits tensioactifs)
  • et des réducteurs de friction.

Afin d’optimiser l’utilisation de la fracturation hydraulique et d’exploiter au mieux le potentiel du réservoir, on pratique aujourd’hui une dizaine de fracturations par puits. Cette technique s’appelle le « multifracking ». Elle consiste à effectuer la fracturation hydraulique par séquences, en partant du point le plus éloigné de la base du puits.

 

Découvrez les différents savoir-faire de Total sur les gaz non conventionnels  

 

Les chiffres-clés de la fracturation

  • Pour un puits avec en moyenne 10 fracturations : il faut 20 000 m3 d'eau et jusqu'à 2 000 tonnes de sable.
  • Dimensions classiques: les fractures s’ouvrent latéralement sur environ 200 mètres (100 m de part et d’autres du drain) et verticalement sur environ 70 mètres de part et d’autre du drain.
Boîte à outils