Anthony Ingraffea
Andrew Nikiforuk entreprend l'analyse des différentes affirmations de l'industrie de la fracturation hydraulique qu'elle utilise pour rassurer le public. Une traduction libre d'un reportage qui est le premier d'une série à venir.
L'industrie et le gouvernement répètent certaines affirmations pour dire que la fracturation hydraulique est sécuritaire parce que c'est une technique règlementée qui a fait ses preuves sur le terrain depuis plus de 60 ans.
Est-ce un mythe ou la réalité?
Une bonne personne à qui poser la question est Anthony Ingraffea, un homme scientifique de petite stature mais sympathique qui sait comment séparer les faits de la fiction de l'industrie du gaz de schiste.
Le 14 décembre de l'année passée, l'ingénieur de Cornell University, l'un des meilleurs experts mondiaux en la matière de la science de la fracturation hydraulique, a fait une présentation impressionnante sur les mythes et les faits autour du développement du gaz de schiste non conventionnel devant une salle pleine d'académiciens et d'hommes du pétrole de Calgary.
Il avait quand même quelques papillons dans le ventre à parler dans cette ville du pétrole et du gaz, bien qu'il a déjà fait quelques 120 conférences publiques sur le sujet depuis les 4 dernières années devant des auditoires de communautés rurales et urbaines.
"L'enjeu n'est pas égal pour tout le monde." disait-il à Tyee. "Les pétrolières et gazières sont terriblement riches et ont des conférenciers très imposants. Ils peuvent s'acheter de la publicité à pleine page et des annonces à la télévision et se faire voir n'importe où. "
Il en résulte qu'Ingraffea croit que c'est de son devoir comme scientifique de rendre disponible l'information manquante, défier les mensonges effrontés, et mettre à jour la science inconfortable d'extraire le méthane du roc fracturé.
Fidèle à lui-même, Ingraffea présente au gens une science peu connue du grand public, mais très spécifique aux pratiques de la fracturation hydraulique. Il a documenté des cas prouvés et répétés de contamination d'eau souterraine dus aux schiste fracturé ainsi qu'à cause des fuites chroniques de méthane (un facteur important des changements climatiques) sur presque 7% des nouveaux puits forés.
"Je n'invente rien. Je n'ai pas de blogs." dit-il à une auditoire de plus de 100 types du monde du pétrole et des universitaires. "Je suis un ingénieur licencié de l'état de New York. Je tente d'être le plus exact que possible."
Deux décennies d'enquêtes sur la fracturation
Ingraffea a mis au point l'une des premières modélisations par ordinateur de la fracturation hydraulique. Pendant les 20 dernières années, le scientifique a étudié la propagation non linéaire des fractures dans le roc, dans le béton, dans les barrages et les formations de schiste qui contiennent du méthane. Pendant ce temps, Ingraffea, vivant au-dessus de la formation de schiste du Marcellus dans l'état de New York, a aussi consulté de façon régulière avec des compagnies comme Schlumberger.
Il sait aussi que la pratique de la fracturation hydraulique ou le dynamitage des formations rocheuses profondes avec un mélange à haute pression d'eau, de sable et de produits chimiques toxiques ont suscité des débats passionnés auprès du public dans des communautés rurales de l'Afrique du Sud jusqu'au Nouveau-Brunswick. Dans son état à lui, New York, il y a un moratoire temporaire de cette technologie de force brutale.
Alors! Qu'est-ce qu'Ingraffea a à dire sur cette affirmation bien souvent répétée, même par Resources Naturelles Canada, qui dit que "la fracturation hydraulique a été utilisée par l'industrie pour stimuler la production du pétrole et du gaz de façon sécuritaire en Amérique du Nord dans des réservoirs conventionnel pour plus de 60 ans"?
Ou quand la l'Association des Producteurs Pétroliers du Canada (CAPP) dit sur son site Web que "la fracturation hydraulique est une activité sécuritaire règlementée par le gouvernement"?
Ce sont davantage des mythes que des faits réels, ces affirmations, dit Ingraffea, et contiennent une petite parcelle fracturée de l'entière vérité.
Une petite compagnie pétrolière américaine a en effet effectué la première fracturation commerciale en 1947 au Kansas dans un puits de gaz conventionnel en utilisant 1,000 gallons de napalm ainsi que du sable venant de la rivière Arkansas.
Alors la pratique de pomper de petites quantités (de 1,000 à 10,000 gallons) de fluides toxiques dans des puits verticaux (de 2,400 pieds de profondeur) avec 600 chevaux-vapeur de pression date vraiment de 60 ans.
Mais ce n'est pas cela qui se passe en Pennsylvanie, au Texas ou au nord-est de la Colombie-Britannique aujourd'hui. Maintenant, l'industrie injecte des millions de gallons d'eau dans les trous forés à 2 milles de profondeur et ensuite sur le biais ou horizontalement pour un autre kilomètre de long sous terre. Ils brisent ensuite le roc avec plus de 40,000 unités de chevaux-vapeur disponibles sur le site à des pressions si extrêmes que la pratique déclenche de petits séismes.
Une technique plus jeune qu'on le dit
De plus, la technologie de fracturer horizontalement ou de biais pour du gaz ou du pétrole non conventionnel "ne date pas de 60 ans", fait remarquer l'expert mondialement reconnu.
C'est seulement durant les 2 dernières décennies qu'on a combiné 4 différentes technologies pour rendre possible la fracturation dans des formations de schiste très profondes sur un à 2 kilomètres sous terre. Ils sont le forage directionnel (des puits qui descendent pour 1 kilomètre pour ensuite se prolonger horizontalement sur un autre kilomètre); l'emploi de millions de litres de fluides de fracturations qui incluent du sable, de l'eau et des produits chimiques toxiques; l'usage de "slick water" (des gels et des fluides à gros volumes injectés à 100 barils la minute); ainsi que des sites de forages à plusieurs puits et des forages en groupes (cluster drilling - le forage de 6 à 9 puits à partir d'une seule plate-forme industrielle).
"Toutes 4 de ces technologies devaient se combiner pour permettre la fracturation du gaz de schiste." dit Ingraffea.
Le premier puits horizontal de gaz de schiste a été foré en 1991; la première fracturation avec du "slick water" a eue lieu en 1996; et la pratique de forages regroupés (cluster drilling) à partir d'un seul site ne s'est pas fait avant 2007.
Jusqu'à un dizaine d'années, ce n'était tout simplement pas possible d'ouvrir des fractures dans les formations de schiste de quelques 20 mètres d'épaisseur à un kilomètre sous terre avec 20 millions de litres de fluides de fracturation pompés avec une pression de 20,000 chevaux-vapeur pour extraire le méthane emprisonné dans une région aussi grande que 2 kilomètres par 1 kilomètre carré.
Les compétences étaient aussi manquantes. Sur les 75 pétrolières et gazières qui ont envahi la Pennsylvanie dernièrement pour exploiter la région du Marcellus, seulement une demi-douzaine avaient de l'expérience à combiner toutes ces 4 technologies.
Alors quand l'industrie se vante de dire que la fracturation hydraulique est une technologie qui a fait ses preuves depuis plus de 60 ans, c'est bien un mythe provoquant qui contient une parcelle de vérité.
En réalité, la vérité est beaucoup plus nuancée, ajoute Ingraffea. La fracturation du gaz de schiste est tout au plus un développement d'une décennie d'âge qui se fie sur 4 nouvelles technologies qui ont encore besoin d'être raffinées.
Comme tel, la fracturation hydraulique pour extraire le gaz de schiste est une expérimentation scientifique toujours en cours avec peu ou peut-être même pas de contrôles. De plus, la recherche sur les impacts demeure marginale à son meilleur. Ce n'est pas non plus une pratique d'opération standardisée à cause de ses coûts, dit Ingraffea.
La plupart des ingénieurs pétroliers connaissent la vérité, eux aussi. Une présentation de 2008 à Tulsa, en Oklahoma, incluait une image qui qualifiait la fracturation hydraulique une technologie éprouvée exceptée pour une longue liste d'inconnus et d'incertitudes dont "la profondeur qu'elles pénètrent, leur portées verticales, les symétries autour du trou du puits, leurs géométries dans les périmètres, leurs directions et leurs conductivités."
Vu la relativement récente technologie aux multiples éléments, ses impacts sur la santé n'ont pas été examinés adéquatement non plus.
"Il a manqué de temps pour mener une enquête scientifique sur les impacts à cause du procédé lui-même et les accidents inévitables." dit Ingraffea.
Conseils d'un expert
À la fin de sa conférence à Calgary, Ingraffea a présenté 2 conclusions critiques sur la fracturation hydraulique pour le gaz et le pétrole de schiste au Tyee.
Premièrement, et surtout, "N’autorisez pas la fracturation hydraulique si cela ne se fait pas déjà dans votre région." dit-il. Les menaces pour l'eau souterraine ainsi que les impacts sur les changements climatiques venant des fuites de méthane chroniques sont tout simplement trop graves.
"Nous devrions nous sevrer des combustibles fossiles."
Pour des régions comme la Colombie-Britannique qui ont déjà permis la pratique avec peu d'études scientifiques, il conseille qu'on ralentisse l'exploitation ainsi qu'une régulation sur la fracturation hydraulique parce que la technologie compliquée continuera probablement à cause de l'élan politique et économique déjà engagé."
Des nouveaux règlements sur la fracturation hydraulique doivent être développées afin de protéger la santé publique ainsi que les sources d'eau. On doit faire activement le monitorage de ces règlements et voir à ce qu'ils soient respectés.
Cela veut dire pleine transparence des ingrédients des fluides de fracturations, du monitorage de la qualité de l'eau souterraine incluant un niveau de référence de base, des régions interdites et des organismes règlementation qui prennent réellement la défense de l'intérêt public au lieu de faire la promotion du développement. "L'industrie devra accepter une plus grande transparence, ce qu'il refuseront de faire vigoureusement."
La conclusion d'Ingraffea: "Le principal rôle du gouvernement est de protéger les gens. Vous ne devriez pas établir une politique publique avant d'avoir la science sur la fracturation."
Demain: Le mythe numéro 2: la réduction des impacts sur la surface.
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"Shale Gas: Myth and Realities
Nikiforuk tackles top claims fracking industry uses to reassure public. First in a series.
By Andrew Nikiforuk, Today, TheTyee.ca
Industry and government repeatedly claim that hydraulic fracturing is safe because it is a well-regulated technique proven in the field over 60 years.
It that myth or reality?
A good person to ask is Anthony Ingraffea, a short and engaging scientist who knows how to separate fact from fiction in the shale gas industry.
On Dec. 14 of last year the Cornell University engineer, one of the world's foremost authorities on the science of hydraulic fracturing, gave a stunning talk on the myths and realities of unconventional shale gas development to a room full of Calgary academics and oilmen.
He did so with some trepidation in the oil and gas city, even though he has given some 120 public talks on the subject over the last four years to rural and urban audiences.
"The playing field isn't level," he told the Tyee. "Oil and gas companies are tremendously wealthy and have very loud speakers. They can buy TV and full page ads and place them wherever they want."
As a consequence, Ingraffea feels it is his duty as a scientist to provide missing information, challenge outright lies, and expose the uncomfortable science about mining methane from shattered rock.
True to form, Ingraffea presented science, little known by the public, that was highly critical of the practice of hydraulic fracturing. He documented proven and repeated cases of groundwater contamination due to shale rock fracturing as well as chronic methane leaks (a climate change driver) at nearly seven per cent of all new well sites.
"I don't imagine things. I don't blog things," he told an attentive audience of more than 100 petroleum types and academics. "I'm a licensed professional engineer in the state of New York. I'm trying to be as accurate as possible."
Two decades of fracking investigations
Ingraffea developed one of the first computer simulation models for hydraulic fracturing. For the last 20 years the scientist has studied the non-linear propagation of fractures in rock, concrete, dams and shale formations containing methane. During that time, Ingraffea, who lives overtop the Marcellus shale formation in upstate New York, has also consulted regularly with companies such as Schlumberger.
He also knows that the practice of hydraulic fracturing or the blasting of deep rock formations with high-pressured slurry or water, sand and toxic chemicals has spurred passionate public debates in rural communities from South Africa to New Brunswick. His own state of New York placed a temporary moratorium on the brute force technology.
So what does Ingraffea have to say about the familiar sounding claim made by Natural Resources Canada that "hydraulic fracturing has been used by the industry to safely stimulate oil and gas production in North American conventional reservoirs for more than 60 years"?
Or the claim made by the Canadian Association of Petroleum Producers (CAPP) on its pro-fracking website that "hydraulic fracturing is a safe activity regulated by government"?
More myth than fact, these claims, says Ingraffea, contain only a fractured kernel of the whole truth.
A small U.S. oil firm did indeed perform the first commercial frack job in 1947 in Kansas on a conventional gas well using 1,000 gallons of napalm as well as sand from the Arkansas River.
So the practice of pumping small volumes (1,000 to 10,000 gallons) of toxic fluid into vertical wells (2,400 feet) using about 600 horsepower of pressure is indeed 60 years old.
But that's not what is happening in Pennsylvania, Texas or northern British Columbia today. Now industry injects millions of gallons of water into wellbores two miles deep that then angle or deviate horizontally another kilometre underground. They then break up the rock with up to 40,000 units of horsepower onsite and at pressures so extreme that the practice triggers small earthquakes.
Technique younger than claimed
Moreover the technology for fracking horizontal or deviated shallow gas or tight oil "is not 60 years old," notes world expert Ingraffea.
Only in the last two decades have four different technologies made it possible to fracture deep shale rock formations one to two kilometres underground. They include directional drilling (wells that go down a kilometre and then extend horizontally for another kilometre): the use of millions of litres of fracturing fluids including sand, water and toxic chemicals; slick water (the use of gels and high fluid volumes at 100 barrels a minute) and multi-well pad and cluster drilling (the drilling of six to nine wells from one industrial platform).
"All four of these technologies had to come together to allow shale gas fracturing," says Ingraffea.
The first horizontal shale gas well was drilled in 1991; the first slick water fracture took place in 1996; and the use of cluster drilling from one pad didn't happen until 2007.
Until a decade ago it just wasn't possible to open fractures in walls of shale rock 20 metres thick a kilometre under the ground with 20 million litres of fracking fluid pumped by 20,000 worth of horsepower to drain trapped methane in an area as large two kilometres by one kilometre.
Expertise is also limited. Of 75 oil and gas firms that recently invaded Pennsylvania to develop the Marcellus shale play, only a half dozen had any experience combining all four technologies.
So the industry claim that hydraulic fracturing is a proven 60-year-old technology is just that: a provocative myth containing a pebble of truth.
The real facts are much more nuanced, adds Ingraffea. Shale gas fracturing is at best a decade old development based on four new technologies that are still being refined.
As such current shale gas fracturing is an ongoing science experiment with few if any controls. Moreover research on its impacts remains scanty at best. Nor is it a standard operating practice due to its cost, says Ingraffea.
Most petroleum engineers know the truth too. A 2008 presentation delivered in Tulsa, Oklahoma, included a slide that jokingly called hydraulic fracturing a proven technology except for a long list of unknowns and uncertainties including "How Deeply they Penetrate; Their Vertical Extents; Their Symmetries About the Wellbore; Their Geometries At the Perimeter; Which Directions They Go; What their Conductivities Are."
Given the relative newness of the multi-faceted technology, its health impacts have not been adequately explored either.
"There has been insufficient time to conduct scientific investigation of the impacts due to the process itself and inevitable accidents," says Ingraffea.
Advice from an expert
At the end of his Calgary talk Ingraffea offered two critical conclusions on hydraulic fracturing of shale gas and tight oil to the Tyee.
First and foremost, "Don't allow it (hydraulic fracturing) if it is not already happening in your region," he says. The threats to groundwater as well as the exacerbation of climate change from chronic methane leaks are just too serious.
"We should be ramping down fossil fuels."
For jurisdictions such as British Columbia that have already allowed the practice with little scientific study, he advised slowing down as well as rigorous regulations on hydraulic fracking because the complicated technology will likely continue due to "political and economic momentum."
New rules on hydraulic fracturing must be developed to protect public health as well as water supplies. These rules must be actively monitored and enforced.
That means full disclosure on fracking fluids, widespread groundwater baseline monitoring, no-go zones and regulatory bodies that actually defend the public interest as opposed to promoting development. "Industry will have to accept greater transparency which they will actively refuse."
Concludes Ingraffea: "The primary purpose of government is to protect the people. You should not make public policy before you have done the science on fracturing."
Tomorrow: Myth Number Two: Reducing land impacts? [Tyee] "
Link: http://thetyee.ca/News/2013/01/07/Shale-Gas-Realities/
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