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Concept
Fracturation hydraulique
Résumé
La fracturation hydraulique est la dislocation ciblée de formations géologiques peu perméables par le moyen de l'injection sous très haute pression d'un fluide destiné à fissurer et microfissurer la roche.
Cette fracturation peut être pratiquée à proximité de la surface, ou à grande profondeur (à plus de , voire à plus de dans le cas du gaz de schiste), et à partir de puits verticaux, inclinés ou horizontaux.
Cette technique relativement ancienne (1947), inventée pour les gisements d'hydrocarbures conventionnels, a vu son intérêt renouvelé par son association au forage horizontal (développé, lui, à partir de 1980). C'est la maîtrise graduelle de la rentabilité économique de cette association pour les gisements non conventionnels qui a guidé le développement récent de l'exploitation de ces derniers : elle a rendu accessibles des ressources soit auparavant inaccessibles, soit qui n'auraient été exploitables qu'à des coûts exorbitants et avec lenteur.
Elle est effectuée en fracturant la roche par une contrainte mécanique à l'aide d'un fluide injecté sous haute pression à partir d'un forage de surface, pour en augmenter la macro porosité, et de façon moindre, la microporosité. Le fluide peut être de l'eau, une boue ou un fluide technique dont la viscosité a été ajustée.
Quand la pression du fluide, injecté à la profondeur voulue, dépasse celle créée au point d'application par le poids des roches situées au-dessus, une ou des fractures s'initient ; plus exactement, quand la pression dépasse celle de l'eau interstitielle de la roche. Les fractures s'élargissant avec l'injection continue du fluide. Elles peuvent alors se propager, éventuellement sur plusieurs centaines de mètres, tant que l'apport de fluide est maintenu. La direction que peuvent prendre les fractures est, bien sûr, l'objet d’études préalables, mais est loin d’être entièrement contrôlable.
Pour empêcher que le réseau de fractures ne se referme sur lui-même au moment de la chute de pression, le fluide est enrichi (environ 10 %) en agents de soutènement : des poudres de matériaux durs, principalement grains de sable tamisé, ou microbilles de céramique.
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