Résoudre les problèmes d'eau dans les opérations pétrolières et gazières
Par Jon Malone | Directeur des comptes stratégiques | 25 mars 2022
L'un des plus grands défis auxquels est confrontée l'industrie pétrolière et gazière est la gestion de l'eau, en particulier dans les opérations non conventionnelles. La fracturation hydraulique nécessite beaucoup d'eau propre, et pour chaque baril d'équivalent pétrole, une opération typique produit aujourd'hui entre quatre et dix barils d'eau de production - c'est-à-dire de l'eau native du réservoir lui-même, qui est trop saumâtre pour être utilisée dans la fracturation. L'ironie de la situation est que la pénurie d'eau, endémique dans les régions centrales comme le bassin permien et, plus généralement, dans toute la moitié ouest des États-Unis, vient s'ajouter à ce défi de la surabondance. En fait, la pénurie d'eau est désormais considérée comme un problème mondial, l'eau étant de plus en plus considérée comme une marchandise.
Recyclage, ESG et sismicité
Pour relever ce défi, l'innovation la plus importante consiste à recycler l'eau de production et les eaux de retour, en la traitant et en la mélangeant soigneusement pour une utilisation optimale dans les opérations de fracturation. Le recyclage est un choix judicieux, non seulement parce que les préoccupations ESG (environnementales, sociales et de gouvernance) sont devenues une priorité majeure dans tous les secteurs, mais aussi parce que le recyclage de l'eau est désormais la solution la plus rentable par rapport à son élimination. Le recyclage réduit la consommation d'eau douce, diminue le trafic routier pour acheminer l'eau douce et évacuer les eaux usées, et élimine pratiquement l'évacuation des eaux usées dans des puits d'évacuation d'eau salée.
Un certain nombre de facteurs se conjuguent pour rendre l'élimination de l'eau de production moins attrayante : la rareté de l'eau, les préoccupations environnementales, le coût et la logistique du transport de millions de gallons d'eau, et la préoccupation croissante concernant la sismicité associée à l'injection d'eaux usées dans les puits de drainage souterrains.
Depuis quelques années, la sismicité préoccupe les organismes de réglementation de la région du Mid-Continent. Aujourd'hui, le problème se pose avec acuité dans le bassin permien, qui représente 60 % des volumes d'eau produite aux États-Unis.[*] À la fin de l'année dernière, la Commission des chemins de fer du Texas (RRC) et la Division de la conservation du pétrole du Nouveau-Mexique (OCD) ont indiqué qu'elles prenaient le problème très au sérieux. Le Nouveau-Mexique a mis à jour son cadre réglementaire et le Texas a établi deux zones de réponse sismique (SRA) pour limiter la capacité d'injection et les autorisations dans les comtés de Midland, Ector, Martin, Culberson et Reeves. Ces évolutions inciteront probablement davantage d'exploitants à se tourner vers le recyclage.
Facteurs de la gestion de l'eau
TETRA est à l'avant-garde de la gestion de l'eau dans les applications de production et de complétion du pétrole et du gaz, offrant une gamme complète de solutions, depuis l'approvisionnement en eau propre jusqu'au traitement et au recyclage de l'eau de production et du flowback, en passant par la filtration, le stockage, le mélange, la distribution et le transfert. L'entreprise s'appuie sur des compétences de base acquises au fil des décennies en matière de produits chimiques, de chimie et de R&D avancée pour mettre au point des traitements de l'eau compatibles avec le réservoir, ce qui est absolument essentiel pour la réussite de la stimulation et la durée de vie du puits.
Pour la plupart des opérations, les principaux défis du recyclage de l'eau de production sont la saumure, les volumes élevés et le transfert. L'eau de production contient beaucoup de sels et d'autres minéraux, et doit donc être traitée de manière spécialisée pour pouvoir être utilisée dans la fracturation. De plus, le programme de traitement doit être capable de gérer des volumes importants de fluide afin de ne pas constituer un goulot d'étranglement et d'entraver la production du puits. Notre système SwiftWater Automated Treatment (SWAT™), par exemple, permet de recycler plus de 100 000 barils d'eau de production par jour en utilisant des technologies et des processus uniques qui rendent l'eau optimale pour la fracturation.
Le transfert d'eau est un autre défi, qui met en évidence l'importance de la planification et l'aspect holistique d'un bon programme de gestion de l'eau. À cet égard, TETRA dispose des ressources nécessaires non seulement pour fournir le seul tuyau à double enveloppe et à déploiement rapide du secteur, mais aussi pour coordonner l'accès et la distribution des transferts d'eau. En surveillant la dispersion des sites d'exploitation et des bassins de stockage, TETRA peut aider les opérateurs à identifier les sources d'eau les plus stratégiques et à s'y connecter, ce qui rend leurs opérations plus efficaces, plus économiques et plus respectueuses de l'environnement.
Concevoir pour l'optimum
En ce qui concerne la conception d'une solution de gestion de l'eau, il est préférable d'adopter une approche globale et holistique. Au lieu d'acheter un composant à la société X et un autre à la société Z, un partenariat avec une seule société, comme TETRA, garantit la compatibilité de toutes les technologies et une performance globale plus efficace, plus fiable et plus économique.
L'automatisation est une autre caractéristique qui permet d'améliorer encore les opérations. L'ajout de l'automatisation pour surveiller et contrôler à distance le pompage, le traitement, le stockage, le transfert et le mélange améliore considérablement l'efficacité et l'économie, et offre une visibilité et une transparence sur l'ensemble des activités de gestion de l'eau. L'automatisation réduit le nombre de personnes nécessaires sur le site, ainsi que leurs déplacements en véhicules. Notre solution d'automatisation - le système de contrôle automatisé BlueLinx™ - peut également appliquer des algorithmes pour optimiser l'efficacité des pompes des moteurs afin de réduire la consommation de carburant et les émissions. L'automatisation diminue également le risque associé à l'erreur humaine et au fait d'avoir plus de travailleurs sur le site.
Le marché et la vision à long terme
Compte tenu de la demande continue et même croissante de combustibles fossiles, la gestion de l'eau est certainement là pour rester. Comme les techniques de stimulation continuent d'évoluer et de s'améliorer régulièrement pour produire plus d'hydrocarbures, on peut s'attendre à ce que les volumes d'eau augmentent également. Actuellement, le marché américain de la gestion de l'eau est évalué à 12 milliards de dollars et se développe rapidement, avec un taux de croissance annuel composé de 10 % prévu jusqu'en 2028. Cette année, l'eau de production recyclée représentera 40 à 42 % de la demande d'eau de fracturation, contre 39 % en 2021 et 45 % en 2024.
À terme, nous voulons être en mesure de traiter l'eau produite pour qu'elle puisse être utilisée dans d'autres applications industrielles, dans l'agriculture et pour l'alimentation du bétail. Un autre objectif est la récupération et la commercialisation à grande échelle de minéraux utiles. Grâce à ses compétences de base en chimie aqueuse et à son expertise en matière d'extraction de minéraux et de fabrication de produits à partir de ceux-ci, TETRA est idéalement placée pour poursuivre ces objectifs, qui sont réalistes et réalisables, et non pas de simples châteaux en l'air. C'est un vieux cliché, mais c'est vrai : l'invention est vraiment la mère de l'invention. L'eau est une nécessité absolue et devrait être considérée comme une marchandise - non échangée sur une bourse de marchandises, mais néanmoins tout à fait inestimable pour nous soutenir.
[*] Tous les indicateurs industriels proviennent de Rystad Energy.
