Les puits de pétrole et de gaz fracturés, couramment utilisés dans la fracturation hydraulique, sont de plus en plus sujets à des défaillances graves. Ces défaillances de tubage, qui surviennent lorsque l’acier ou le ciment protégeant le puits se fissure ou se brise, permettent aux fluides potentiellement dangereux de s’échapper dans l’environnement. Ce problème, particulièrement observé dans les puits fracturés, résulte des pressions et contraintes extrêmes appliquées lors du processus de fracturation, où un mélange d’eau, de produits chimiques et de sable est injecté sous haute pression pour briser les schistes et libérer le pétrole et le gaz.
La Society of Petroleum Engineers, dans un rapport de 2017, a souligné l’importance croissante de ces défaillances de tubage. Ce document technique mettait en garde contre l’augmentation alarmante de ces incidents lors des opérations de stimulation par fracturation. Ces défaillances peuvent avoir des conséquences catastrophiques, notamment des éruptions de puits, la pollution de l’environnement, et la perte totale du puits, entraînant des coûts énormes pour les entreprises.
Les puits fracturés diffèrent des puits conventionnels car, bien qu’ils commencent par un forage vertical, ils s’étendent ensuite horizontalement sur des distances pouvant atteindre 20 000 pieds (environ 6 kilomètres). Cette partie horizontale subit une pression énorme, exacerbée par le nombre croissant de fractures créées dans chaque puits. Avec l’augmentation de ces fractures, les risques pour la structure du puits se multiplient, entraînant des tensions répétées sur le tubage et augmentant le risque de défaillance.
L’industrie du schiste a longtemps misé sur des puits plus longs et plus complexes pour améliorer sa rentabilité, mais cette stratégie semble désormais se heurter à des limites technologiques. Les ingénieurs, tels que le Dr Anthony Ingraffea de l’Université Cornell, ne sont pas surpris par ces échecs, expliquant que les puits plus longs nécessitent une pression beaucoup plus élevée, ce qui met en danger les matériaux de tubage. L’augmentation du nombre de fractures par puits, avec parfois jusqu’à 200 fractures, intensifie encore les contraintes, augmentant ainsi les risques de défaillance.
Le coût des puits fracturés a également considérablement augmenté. Historiquement, le forage de ces puits coûtait entre 6 et 10 millions de dollars, mais certaines entreprises, comme CNX, rapportent que les coûts récents ont atteint 14 millions de dollars. En cas de défaillance du tubage, ces investissements deviennent des pertes nettes pour les opérateurs, qui doivent également faire face aux coûts potentiels de nettoyage.
L’une des principales raisons de ces défaillances réside dans la réduction des coûts sur les matériaux de construction des puits. Le tubage représente entre 20 et 30 % du coût total d’un puits, mais pour économiser de l’argent, certaines entreprises utilisent des matériaux de qualité inférieure. George King, un consultant spécialisé dans la fracturation hydraulique, estime qu’entre 20 et 30 % des puits horizontaux sont affectés par des défaillances à différents degrés.
Ces défaillances de tubage posent également des risques environnementaux majeurs, notamment la contamination des eaux souterraines par les fluides de fracturation. Les sections non cimentées des puits, particulièrement vulnérables, permettent aux fluides toxiques de s’échapper facilement. Dans certains cas, cela peut conduire à des éruptions de puits, comme l’a démontré l’incident d’ExxonMobil en Ohio, où une fuite massive de méthane s’est produite.
Malgré ces risques croissants, les États-Unis n’imposent pas toujours le cimentage complet des puits, en partie en raison des coûts supplémentaires que cela impliquerait. Le ciment ne sert pas seulement à contenir les fluides dans le puits, mais il renforce également l’intégrité structurelle du puits, le protégeant des forces extrêmes générées par la fracturation hydraulique.
Les défaillances de puits fracturés représentent un problème de plus en plus préoccupant pour l’industrie du pétrole et du gaz, à un moment où les entreprises de schiste font face à des difficultés financières croissantes. Si ces problèmes persistent, l’industrie pourrait être confrontée à une crise majeure, tant sur le plan financier qu’environnemental.s