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Plan de l’exposé

> Les hydrocarbures de roche-mère• Différence entre ressources conventionnelles

et non-conventionnelles

> Répartition dans le monde• Réserves avérées et estimées

• Les sources d’erreurs d’estimations

> Les enjeux économiques> Les m éthodes d’exploitation

• Les risques pour l’environnement

• Les contraintes dont l‘exception française

> Les géosciences au service de l’environnement

Conférence EnSciTerre

> 2

Les Hydrocarbures

gCO2/KwCharbonHuile lourde

Diesel Essence

GPL Gaznaturel

Conférence EnSciTerre

CharbonHuile lourde

Huile légère

GazNaturel

Hydrogène

Carbone HydrogèneMonde des hydrocarbures

Solide Liquide Gaz

Les gaz de roche-mère sont du méthane. Pas de différence avecle gaz conventionnel

Migration

95% des HC migrants sont perdusHC quittent la RM et migrent vers le réservoirLa pression augmente et la RM se fractureHC stockées dans la roche mère

Système pétrolier : roche mère et réservoir

Socle

Surface

Barrière

Couverture

Roche mère

Profondeur

Réservoir

Barrière

Roche mère

Réservoir

HC rencontrent une barrière + piège

Conventionnel exploite le réservoir

Non conventionnel exploite roche mère

Conférence EnSciTerre

Différences entre réservoir et roche mère

Conférence EnSciTerre

Réservoir

1. Roches homogènes

2. Grains grossiers

3. Fortes perméabilités (mD to D)

4. Extensions limitées(1000 km2)

5. Mécanisme de piégeage

6. Pas de matière organique (migration)

Grainsgrossiers

Macro pores

Roche mère

1. Roches hétérogènes

2. Grains très fins

3. Très faibles perméabilités (nD)

4. Très grandes extensions

5. Auto générante & piégeante

Micro pores dans la matière

Vitro matric

Plan de l’exposé

> Les hydrocarbures de roche-mère• Différence entre ressources conventionnelles

et non-conventionnelles

> Répartition dans le monde• Réserves avérées et estimées

• Les sources d’erreurs d’estimations

> Les enjeux économiques> Les m éthodes d’exploitation

• Les risques pour l’environnement

• Les contraintes dont l‘exception française

> Les géosciences au service de l’environnement

Conférence EnSciTerre

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Carte des ressources mondiales en huile de roche mère

Source : An Overview of Oil Shale Resources (2010), Emily Knaus, James Killen, Khosrow Biglarbigi,and Peter Crawford in Oil Shale: A Solution to the Liquid Fuel Dilemma; Ogunsola, O., et al.; ACS Symposium Series; American Chemical Society: Washington, DC, 2010.

Ressources mondiales : environ 945 milliards de tonnes (47 récupérables) Europe : 217 milliards de tonnes (12,4)France : 16,5 milliards de tonnes (0,658), 1ier principal détenteur après l’Italie et l’Estonie

p.m. consommation 2012 ; 3,3 millions de tonnes

Les hydrocarbures non-conventionnels

Ressources mondiales : environ 1013 mille milliards de m3 (Tm3) dont 221 récupérables. Europe : 13% soit 138 Tm3 (25 Tm3 récupérables)France : 20,5 Tm3 (3,8 Tm3), 1ier principal détenteur.p.m. : consommation France 2012 : 45 milliards de m3

Les hydrocarbures non-conventionnelsCarte des ressources mondiales en gaz de roche mère

Réunion de lancement 07/01/2010

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> 4

Les hydrocarbures non-conventionnelsCarte des ressources en gaz de roche mère - EU

Source : Unconventional Gas: Potentiel Energy Market Impacts in the European Union. JRC Scientific and Policy reports, 2012

Ressources mondiales : environ 1 013 mille milliards de m3 (Tm3) dont 221 récupérables. Europe : 13% soit 138 Tm3 (25 Tm3 récupérables)France : 20,5 Tm3 (3,8 Tm3), 1ier principal détenteur.p.m. : consommation France 2012 : 45 milliards de m3

> Pologne• 1ière évaluation (US DoE)

– 5.3 Tm3 (4,1 en 2013)

• Révision PGI– 1.9 Tm3 (-75% par

rapport aux quantités espérées)

– 0,35 – 0,77 Tm3 (-91% sur bases données forages – PGI, 2012)

• Nécessité de mener des études détaillées permettant d’estimer les ressources

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Les hydrocarbures non-conventionnels

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Conférence EnSciTerre

Source : IFP-EN

Plan de l’exposé

> Les hydrocarbures de roche-mère• Différence entre ressources conventionnelles

et non-conventionnelles

> Répartition dans le monde• Réserves avérées et estimées

• Les sources d’erreurs d’estimations

> Les enjeux économiques> Les m éthodes d’exploitation

• Les risques pour l’environnement

• Les contraintes dont l‘exception française

> Les géosciences au service de l’environnement

Conférence EnSciTerre

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La situation aux USA

Conférence EnSciTerre

Réunion de lancement 07/01/2010

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Conséquence sur le prix du gaz

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La ré-industrialisation américaine

L’Europe bénéficie de l’internationalisation du Gaz

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> Les hydrocarbures de roche-mère• Différence entre ressources conventionnelles

et non-conventionnelles

> Répartition dans le monde• Réserves avérées et estimées

• Les sources d’erreurs d’estimations

> Les enjeux économiques> Les m éthodes d’exploitation

• Les risques pour l’environnement

• Les contraintes dont l‘exception française

> Les géosciences au service de l’environnement

Conférence EnSciTerre

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> 18Source : Sciences et Vie Junior, septembre 2011

• Injection into wells of freshwater and compounds under high pressure

• Control of fractures propagation

• Surface effluent management

Normal Operating Scenario

•Use of underground water resources

Impacts spécifiques sur le sous-sol, le sol et l’air

> 11

Risque de pollution des nappes phréatiques et de l’atmosphère

Risque de fuite par réactivation de faille

Risque sur la ressource en eau

Risque de fuite le long du forage

> 20

> 21

• Un-adapted waste water treatment

• Rise of gas and flowback water into the aquifer through fractures

• Unexpected induced seismicity

Degraded Operating Scenario•Growing of water stress•Rise of gas or flowback water into the aquifer through well

Audition HNC 06/03/2010

> 22

Microseismics - Diagrams of Typical Hydraulic Fracturing

> 23

From Zoback et al. 2010

Cadre réglementaire français• Loi du 13 juillet 2011 :

• interdit l’exploration et la production d’hydrocarb ures utilisant la fracturation hydraulique

• Crée une commission nationale d’orientation, de sui vi et d’évaluation des techniques d’exploration et d’expl oitation des hydrocarbures liquides et gazeux:

• Evaluation des risques environnementaux liés à la fracturation et aux techniques alternatives

• Autorisation sous condition et sous contrôle public, d’expérimentations aux seules fins de recherche

• Composition: Ministères, corps représentatifs, industriels, associations

•Le Gouvernement doit présenter chaque année au Parl ement un rapport sur l’évolution des techniques d’exploratio n et d’exploitation des hydrocarbures

• Circulaire Septembre 2012

•Interdiction de faire des campagnes de sismique réf lexion

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> Les hydrocarbures de roche-mère• Différence entre ressources conventionnelles

et non-conventionnelles

> Répartition dans le monde• Réserves avérées et estimées

• Les sources d’erreurs d’estimations

> Les enjeux économiques> Les m éthodes d’exploitation

• Les risques pour l’environnement

• Les contraintes dont l‘exception française

> Les géosciences au service de l’environnement

Conférence EnSciTerre

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Guide sur la maîtrise des impacts et risques liés àl’exploitation des hydrocarbures de roche-mère : en jeux, verrous et pistes de recherchewww.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Note_GHRM_Maitrise_des_risq ues_et_impacts.pdf

BRGM-IFPEN-INERIS

http://www.tyndall.ac.uk/publications/technical-report/2011/shale-gas-provisional-assessment-climate-change-and-environmental

Impacts spécifiques

Impact quantitatif sur les ressources en eau•

Réduire le volume d’eau nécessaire. •Utiliser une eau non potable•Exigence d’une gestion de la ressource qui prenne en compte les spécificités locales et régionales –accord avec les agences de l’eau•Traiter les eaux (flowback) avec effluents radio-actifs

> 15

http://www.propublica.org/special/hydraulic-fracturing-national

Impacts spécifiques

R&D :•Mettre au point des méthodes géochimiques pour déterminer l’origine des gaz dans les aquifères supérieurs (Wagner and Vengosh 2003)•Monitoring de surface pour enregistrements microsismiques pendant la frack

Extension spatiale des fractures dans la roche m èreRisque : •Connexion entre la roche mère productive et d’autres couches géologiques perméables => remontée des fluides de frackingRisque : •Réactivation de fractures préexistantes suite à la modification des contraintes tectoniques locales => séismes de magnitude > 1

From Zoback et al., 2010

magnitude -1 to -2.5 induite par l’injection de sau mures requiert des appareils de mesure très sensibles

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Impacts spécifiques sur la sismicité induite

Orléans, dimanche 13 octobre 2013

Illite

> Risques liés aux interactions eau-fluide-roche : désorption des éléments adsorbés or absorbés par le s minéraux de la roche mère dans le fluide produit

Risque : désorption des complexes minéraux-organiques, des éléments métalliques (Pb, Zn, Cu, ...) et / ou d’éléments ra dioactifs (uranium, radium, radon)La désorption est facilitée par un changement :

• du pH du milieu• de concentration de l’eau de formation• de pression

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Impacts spécifiques sur le sous-sol

L’exploration des gaz et huiles de roche-mère en Europe

> Perception du public• Forte opposition dans certains pays

– France, Bulgarie loi interdisant l’exploration et l’exploitation des hydrocarbures liquides ou gazeux utilisant la technique de la fracturation hydraulique

– Suède : freins réglementaires– Roumanie : opposition

• Danemark, Pologne, Allemagne & UK ont autorisé l’exploration

> Besoin de recherches coordonnées • Rôle de l’Europe, coopération internationale

• Evaluation des ressources et des réserves– Méthodologies communes – Coopération engagée avec USGS (projet Baltic, EuroGeoSurveys)

• Evaluation et gestion des risques : procédures ? (European Guidance)?

• Recherche : sites expérimentaux accessibles au public

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Conclusion

>Une ressource qui permettrait à l’Europe et àla France de rendre positive leur balance commerciale

>Très fortes incertitudes sur les évaluations des ressources, leur disponibilité et leur accessibilité

>Activités pouvant créer des impacts significatifs sur l’environnement et la santéhumaine

>Au-delà de l’exploration, les Géosciences peuvent développer des techniques pour limiter les impacts

> 15

Merci de votre attention