Composition de l'eau et les volumes à traiter : le problème initial

Notre projet d'exploitation est fictif en ce sens qu'il s'implante dans une zone où aucune phase d'exploration n'a été faite. Aucune donnée sur la qualité et la quantité de l'eau de reflux n'est disponible. Nous devons donc concevoir notre exploitation sur la base de données issue d'autres puits. Suite à une recherche bibliographique nous avons collecté des données que nous avons compilées de manière à établir un cas fictif qui nous servira de base pour dimensionner notre procédé industriel.

La fracturation hydraulique d'un puits de gaz de schiste nécessite environ 10 000 m3 d'eau. Entre 20% et 80% de celle-ci remonte lors de l'exploitation. Nous choisissons un pourcentage de reflux de 60%, soit 6 000 m3 d'eau à traiter. La quasi totalité de l'eau de reflux issue de la fracturation sort lors du premier mois, voire dans la première semaine. Elle sera donc stockée en attendant son traitement. Les différentes étapes du forage nécessitent 6 semaines. Il nous faut donc traiter notre eau dans ce temps imparti.

Substance Concentration (en ppm) Substance Concentration (en ppm)1
Composition théorique de l'eau à traiter
Baryum 5 000 Sulfate 1 000
Calcium 10 000 Carbonate 500
Sodium 35 000 Bicarbonate 3 000
Ammonium 100 Acetate 500
Potassium 350 Propionate 200
Magnésium 1 000 Butyrate 10
Strontium 2 500 BTEX² 50
Chlore 50 000 Matière dissoute
totale
100 000
Fer 50 Matière en suspension 250
Hydrocarbure 500 pH 4 à 10
1 : Sauf pH
2 : BTEX = Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène

Bibliographie

- Sun, Paul T., Charles L. Meyer, Cor Kuijvenhoven, Sudini Padmasiri, and Vladimir Fedotov (2012). “Treatment of water from fracturing operation for unconventional gas production,” in Contemporary Technologies for Shale-Gas Water and Environmental Management, Ronald D. Neufeld, editor. Alexandria, Va.: Water Environment Federation, pp. 61–81.

- Nathaniel R. Warner, Cidney A. Christie, Robert B. Jackson, and Avner Vengosh, "Impacts of Shale Gas Wastewater Disposal on Water Quality in Western Pennsylvania", in Environmental science and technology, Octobre 2013.

- Modern Shale Gas. Developpement in the United State : A primer. US department of Energy - Office of Fossil energy. April 2009

- Shale Gas and Hydraulic Fracturing : Ensure a safe, secure, clean and competitive source of energy for Europe. International Association of oil and gas, 2014, Londre