Qu’est-ce que le proppant ?
Le proppant, dans son utilisation dans le cadre du processus de fracturation hydraulique, ou » fraçage « , est salué comme l’une des innovations les plus impactantes du 21ème siècle dans le domaine pétrolier, malgré le fait qu’il soit utilisé depuis que la notion de fracturation moderne a été développée il y a près de 70 ans. Cela s’explique par les progrès technologiques spécifiques réalisés au cours des 30 dernières années, qui ont véritablement révolutionné le secteur. En combinant de meilleures techniques de forage avec des conceptions de fracturation ultra-sophistiquées, les solutions de proppant d’aujourd’hui aident à améliorer la capacité de production des puits, en délivrant plus de pétrole et de gaz naturel, jour après jour.
Pour comprendre ce qu’est le proppant, et son rôle dans l’activité de production pétrolière, il faut comprendre le processus de base du fracturation :
Comment le fracturation est-il réalisé ?
Les origines du fracturation remontent à près de 200 ans, lorsque les producteurs ont découvert que des explosions souterraines pouvaient faciliter la remontée du pétrole à la surface. Divers groupes ont testé des formes de cette théorie au début et au milieu des années 1900, avec comme point culminant le test de la Standard Oil sur le champ de gaz de Hugoton en 1947. Lors de ce test, la société a injecté 1 000 livres d’essence gélifiée et de sable dans le calcaire souterrain. Deux ans plus tard, Halliburton a effectué un test similaire, et l’efficacité de la fracturation a été prouvée.
Bien que la fracturation se soit avérée efficace pour l’extraction de liquides pétroliers comme le gaz naturel et le pétrole, la fracturation telle que nous la connaissons aujourd’hui n’a pas été développée avant les années 1990, lorsque George P. Mitchell a combiné la technologie de fracturation existante avec le forage horizontal pour accéder à des gisements de schiste riches en pétrole à des milliers de pieds sous terre.
Aujourd’hui, le forage horizontal est effectué en forant verticalement jusqu’à atteindre une couche de schiste. À ce stade, le trépan se tourne latéralement et étend le puits vers l’extérieur, ce qui positionne un long segment latéral de tuyau vers le schiste riche en hydrocarbures. Par nature, le schiste est imperméable, ce qui signifie qu’il ne présente pas de fissures naturelles par lesquelles le pétrole ou le gaz naturel pourrait s’écouler. Pour déclencher la production, le puits doit être « complété », ce qui est une phase distincte du processus de forage au cours de laquelle des perforations sont réalisées tout le long du puits de forage latéral. Pendant la phase de complétion (fracturation), un mélange d’eau, de produits chimiques et d’agent de soutènement est forcé dans le puits de forage à très haute pression, fracturant le schiste, permettant ainsi aux liquides pétroliers de sortir par les perforations et de remonter au niveau du sol.
Quelle quantité d’agent de soutènement est nécessaire pour la fracturation ? Cela varie selon les puits, en fonction de la longueur totale du puits de forage et des caractéristiques physiques de la roche. Un puits Wolfcamp typique foré dans le bassin permien présente un latéral de 8 500 pieds et nécessite 13 millions de livres de sable de fracturation.
Comment le proppant est-il utilisé dans la fracturation ?
Lorsque le mélange liquide de proppant, de produits chimiques et d’eau est propulsé dans un puits, l’impact soudain ouvre des fractures dans la roche. Si rien n’est utilisé pour maintenir ces fractures ouvertes, elles se refermeront, et le nombre d’hydrocarbures qui pourront s’échapper sera beaucoup plus faible.
Les conceptions de complétion utilisent aujourd’hui soit du sable de silice cristallin d’origine naturelle, soit un matériau proppant d’ingénierie, y compris la céramique. En raison de leur utilisation dans des environnements à très haute pression (souvent 10 000 pieds sous la surface), les proppants sont très résistants à l’écrasement pour maintenir les fractures ouvertes aussi longtemps que possible, ce qui contribue à augmenter la productivité du puits.
Les producteurs d’aujourd’hui continuent à pousser le perfectionnement de leurs conceptions de complétion. En cherchant à trouver un équilibre optimal entre les longueurs latérales et l’intensité des proppants, des gains encore plus importants dans la production nationale de pétrole et de gaz naturel pourraient être à l’horizon.