L'étanchéité des puits de forage

Elle est indispensable à la protection des ressources en eau potable pendant l'exploitation mais doit être aussi maintenue à long terme.

L’étanchéité des puits pendant l’exploitation d’une ressource en profondeur doit être assurée, afin qu’aucun liquide ou gaz provenant du fond du puits mais aussi des niveaux intermédiaires, ne diffuse dans d’autres couches, particulièrement dans les zones aquifères. En fin d’exploitation, le puits est obturé à différents niveaux par des bouchons de ciment de 10 à 30 mètres pour que l’étanchéité du puits perdure « éternellement »… 

Il s’avère qu’à court terme et à fortiori à long terme, des problèmes d’étanchéité apparaissent régulièrement :

« …considérant que les pratiques actuelles ne permettent pas d’assurer l’intégrité des puits à court et à long termes, la commission d’enquête est d’avis que la fracturation hydraulique ne devrait pas être autorisée tant que ces enjeux n’auront pas été résolus. » Rapport BAPE, novembre 2014, p. 410

Dans son film « Sky is rose » Josh Fox produit des documents démontrant que les compagnies petro-gazières n’arrivent pas à assurer l’étanchéité des puits de forage à 100%. Ainsi le risque de problèmes d’étanchéité serait de 6% pendant les premières années et passerait à 50% après 30 ans. 

Dans cette interview réalisée par Sciences et Avenir, en 2 minutes, le problème est clairement déclaré.

 

Les « bonnes pratiques » des entreprises de forage 

Elles consistent à isoler des niveaux sensibles du sous-sol par l’introduction successive de de tubages en acier et leur fixation par un coulis de ciment injecté dans les espaces annulaires. Seule le tube central est laissé ouvert, c’est le tube de production. Il sera bouché lorsque l’exploitation du puits sera arrêtée.

CimentationTubage.jpg

 

Pour avoir une véritable étanchéité, il faut que le ciment soit parfaitement homogène et imperméable, qu’il adhère parfaitement à la roche et à l’acier, que les tubes soient parfaitement centrés et que le tubage ne se corrode pas…

C’est un grand défi et il semble bien que cette intelligente construction ne puisse pas résister éternellement. Les puits soumis au stress de la fracturation hydraulique sont de plus fragilisés.


Les sources de fuites

Elles sont répertoriées sur le shéma ci-dessous, une représentation simplifiée d'un puits avec un seul tubage :

fuitesPuitsBouch.jpg

 

Et lorsque l'on extrait des tubages défectueux, on peut réaliser ce type de photos :

 

CimentationTubage2.jpg

A gauche et au centre : tubages extraits d'un puits réalisé en 2003. A droite : tubages corrodés illustrant les brochures de firmes spécialisées dans les diagraphies, soit le contrôle de qualité de la cimentation d'un puits.


Pour qu'il y ait des fuites, il faut cependant que des éléments fluides ou gazeux exercent constamment une pression.

C'est le cas lorsque le puits est en exploitation.

C’est le cas, après fermeture, lorsque le gisement a été fracturé : au maximum 20 % du gaz (encore moins si c’est du pétrole) peut être exploité. Le solde continue cependant à s’échapper de la roche mère, lentement mais sûrement, s’infiltrant soit le long du puits de forage soit le long de failles naturelles réactivées lors de la fracturation.

 

 

Image1.jpg

Schéma en 3D réalisé par Marc Durand illustrant l'importance du volume de roches fracturées continuant à produire du gaz même après fermeture du puits.

 

C’est aussi le cas en géothermie : pendant 30 ans un liquide susceptible de contenir des éléments radioactifs, des métaux lourds, des additifs divers… parcourt en « circuit fermé »  les deux à trois puits construits entre le gisement de chaleur et la surface.

Et c'est probablement aussi le cas pour les puits conventionnels de gaz ou de pétrole abandonnés : le gisement est beaucoup mieux exploité qu'un gisement dans une roche compacte, mais il n'est jamais complétement vidé. Le risque est moindre, mais il n'est pas nul.

 

Pour approfondir ce thème, aller sur le blog de Marc Durand.