Utilisation de produits chimiques en fracturation hydraulique
Que contient un fluide de fracturation hydraulique?
Le nombre d’additifs chimiques dans un traitement type de fracturation dépend des conditions (profondeur, emplacement, etc.) propres aux puits, ainsi que des caractéristiques de la formation cible comme l’épaisseur et la nature des roches. Dans un traitement type de fracturation, on prévoira des concentrations très faibles de 3 à 12 additifs en fonction des caractéristiques de l’eau et de la formation rocheuse à fracturer. Chaque ingrédient a une fonction technique précise. Ainsi, le fluide qui prédomine actuellement dans un traitement de fracturation de gisement gazier en formation schisteuse est l’eau de fracturation mêlée à des additifs réducteurs de frottement (ce qu’on appelle l’eau à frottement réduit).
Le recours à des réducteurs de frottement permet de pomper le fluide de fracturation et l’agent de soutènement (sable ou autre matière solide) en direction de la formation cible à un débit supérieur et à une pression inférieure à ceux de l’eau utilisée seule. Aux réducteurs de frottement s’ajoutent les biocides (qui empêchent la prolifération de micro-organismes et l’encrassement biologique des fractures), les désoxygénants et les autres stabilisateurs (pour la prévention de la corrosion des tuyaux métalliques). Avec les fluides de fracturation, on peut fissurer la formation cible et y déposer un agent de soutènement (qui est normalement du sable de silice). Se logeant dans les fractures induites, le sable siliceux les garde ouvertes. Le tableau qui suit présente les valeurs volumétriques des additifs qui entrent dans le traitement type de fracturation hydraulique dans un puits horizontal. La composition de ces fluides varie selon les bassins ou les formations géologiques. L’évaluation des quantités relatives d’ingrédients de fluide de fracturation fait voir les proportions relativement modestes d’additifs présents.
Les additifs mentionnés du côté droit du diagramme circulaire représentent moins de 0,5 % de toute la quantité de fluide. Dans l’ensemble, les additifs introduits dans la plupart des fluides de fracturation à frottement réduit sont d’une concentration relativement uniforme. Ils sont présents dans une proportion de 0,1 % à 2 %, au regard donc d'un pourcentage d’eau et de sable de 98 % à 99,9 %. Comme la composition de chaque fluide varie selon les besoins des régions, il n’y a pas de quantités généralement prescrites pour les divers additifs. Dans le classement des fluides de fracturation et de leurs additifs, il importe de constater que les entreprises de services qui fournissent ces additifs ont conçu un certain nombre de composés aux propriétés fonctionnelles homogènes pour des environnements de puits différents. La différence entre des apports d’additifs peut être ténue et résider dans une variation de concentration d’un composé. L’industrie de la fracturation hydraulique est en mesure d’offrir un certain nombre de composés à employer dans les fluides de fracturation, mais il n’y aura qu’une poignée des additifs disponibles dans une opération donnée de fracturation. Fluide de fracturation