Dimensionnement du puits de fracturation hydraulique

Introduction

L'extraction du gaz de schiste peut se faire en employant la technique de fracturation hydraulique qui demande de larges quantité d'eau sous haute pression. Il est donc nécessaire de connaître les différents procédé de fracturation qui consistent principalement à libérer le gaz de schistes. Un réseau d'approvisionnement pour le puits ne peut être considéré d'un point de vue économique puisqu'une station possède une durée de vie annuelle un approvisionnement externe doit donc être considéré. 3 axes d'études ont été étudiés.
Premièrement, une étude mécanique a été réalisée pour déterminer la structure du puits, le procédé de forage et une vérification de l'intégrité de la structure. L'objectif du second axe de cette étude est de déterminer les composants indispensables afin d'obtenir une pression de travail en bas du puits suffisante. Une fois que la pression de l'eau en sortie du puits est choisie, il faut déterminer les pertes de charges liée au déplacement de l'eau. Une fois réalisée, le dimensionnement de la station de pompage peut être réalisée.  Suite à la fracturation hydraulique, une certaine quantité d'eau remonte. Il est nécessaire de savoir quelle est la quantité de gaz qui remonte pendant cet événement. 
 
Explication du procédé de fracturation hydraulique
 
La technique choisie pour la fracturation hydraulique est une fracturation dite "cased hole". Cette technique n'utilise pas uniquement la pression de l'eau pour ouvrir les brèches. En effet l'ouverture initiale est crée par une explosion controlée. Le puits horizontal est séparé en 10 sections. Elles sont traitées de manières successives. Le procédé de fracturation hydraulique est ainsi répété. Tout d'abord la section d'étude est isolée d'un point de vue hydraulique, ensuite il y a l'explosion qui est dirigée par un tube percée introduit dans la section. Pour finir le process, l'eau est injectée sous haute pression. Son rôle est d'élargir et consolider les fractures présentes dans le domaine d'étude. La consolidation est effectuée par l'intermédiaire de sable injecté. Il y a l'apparition d'une eau de reflux qui est due à la fermeture de certaines fractures à cause de la pression exercée par les roches.
 

Bibliographie

Gaz et pétrole de schiste... en question, Philippe Charlez, Pascal Baylocq, Edition TECHNIP, 2014, Paris