Illustration: concentration de puits actifs et abandonnés en Amérique du Nord. De 1,9% à 75% d'entres eux laissent fuir du méthane. Source: Richard Davies du Marine and Petroleum Geology Journal - Concentration of active and abandoned wells across North America. Anywhere between 1.9 and 75 per cent leak methane. Source: Richard Davies / Marine and Petroleum Geology Journal.
Les puits pétroliers abandonnés laissent échapper d'importantes quantités de méthane selon une étude.
Un chercheur de Princeton mesure les fuites qui mettent à risque l'eau souterraine, et de plus en plus le climat.
Ma traduction libre d'un reportage d'Andrew Nikiforuk publié dans le quotidien The Tyee le 14 juin 2014.
Une étude de l'université de Princeton constate que les fuites de puits pétroliers et gaziers abandonnés ne sont pas seulement un danger pour l'eau souterraine, mais représentent de plus en plus une menace pour le climat.
Entre 200,000 et 970,000 puits abandonnés dans l'état de la Pennsylvanie comptent probablement pour entre 4% à 7% des émissions générées par des activités humaines de cette région, une source jamais prise en ligne de compte jusqu'à date, selon cette étude.
La Pennsylvanie, un peu comme l'Alberta au Canada, est la plus ancienne productrice de pétrole et de gaz aux États-Unis et le site d'une controverse environnementale intense à cause de l'impact de la fracturation hydraulique sur son paysage très perforé.
Pour l'étude, la première de son genre, Mary Kang, une doctorante et ingénieur civil, a mesuré les émissions de méthane de 19 puits abandonnés dans le nord de la Pennsylvanie.
Les puits pétroliers et gaziers abandonnés peuvent servir de chemin de passage pour le méthane, le radon, les saumures et d'autres hydrocarbures qui peuvent migrer dans des nappes aquifères souterraines peu profondes, dans les maisons des gens, ou dans l'atmosphère.
Le méthane est un gaz à effet de serre puissant qui a un potentiel de réchauffement mondial qui est 86 fois plus important que le dioxyde de carbone sur une durée de temps de 20 ans.
En conséquence, des fuites des infrastructures de gaz de schiste et de gaz conventionnel pourraient faire de cette industrie plus polluante que la production de charbon.
Des scientifiques sur le terrain on systématiquement constaté que les modèles utilisés par l'industrie pétrolière et gazière ainsi que les régulateurs sous-estiment beaucoup les fuites de méthane venant des soupapes, des pompes, des pipelines, des stations gazières et des puits en production. Les puits abandonnés sont maintenant ajoutés à cette liste.
Robert Howarth, écologiste de Cornell University et expert en méthane, dit que cette nouvelle étude est importante parce qu'elle illustre comment les émissions venant des activités pétrolières et gazières sont beaucoup plus élevées que les estimés du gouvernement et de l'industrie.
Le problème des puits abandonnés qui fuient "n'a pas été bien étudié dans le passé et n'est pas du tout pris en ligne de compte par l'EPA des É.-U. dans leurs estimés de gaz à effet de serre, ni par les études académiques comme la mienne. C'est encore un bon exemple qui nous prouve que nous en savons encore très peu sur les émissions de méthane de l'industrie pétrolière et gazière, et pourtant une raison de plus pour croire que l'EPA a toujours grandement sous-estimé les émissions totales," dit-il.
Il n'y a rien de terriblement unique en Pennsylvanie, ajoute Howarth, "alors je m'attendrais à voir ce problème affliger la plupart, sinon toutes les régions exploitées pour leur pétrole et leur gaz."
Le problème de fuites des puits, toutefois, est répandu et mondial, et implique des millions de puits pétroliers et gaziers. Les défaillances des puits dans les régions au large de la Norvège, par exemple, comptaient pour 24% dans une analyse, tandis que les défaillances de puits nouvellement fracturés dans le schiste en Pennsylvanie ont une moyenne de 6,4%.
Saskatchewan connaît des taux de défaillances qui atteignent jusqu'à 20%. D'importantes fuites de pétrole brut (jusqu'à 45%) ont occasionné des contaminations d'eau souterraine documentées dans la région de Llydminster, sur la frontière entre l'Alberta et la Saskatchewan.
Le gaz qui fuit
Le rapport de Kang vient appuyer ce que l'étude de l'université de Waterloo avait trouvé qui avait qualifié les 500,000 puits fuyants de la nation comme une menace pour la sécurité publique et l'environnement à cause du "potentiel de détérioration de la qualité de l'eau souterraine, en contribuant aux émissions de gaz à effet de serre, et aux risques d'explosion si le méthane gazeux s'accumule dans des sites inadéquatement ventilés."
L'étude de Waterloo demande aussi aux régulateurs et l'industrie d'immédiatement faire le monitorage et mesurer les émissions des dizaines de millier de puits abandonnés dans l'ouest du Canada. Il prend note aussi que les émissions documentées de gaz venant des trous de puits ne représentent qu'une fraction de ce qui s'échappe du sous-sol dans l'eau souterraine ou d'autres formations.
En Pennsylvanie, Kang a constaté que les puits abandonnés laissent fuir en moyenne environ 96 mètres cubes par année, mais il pourrait avoir entre 280,000 et 970,000 de tels puits dans cet état uniquement.
Environ 16% de tous les puits ne laissaient pas fuir de petites quantités, mais semblaient être des "super-émetteurs", ou gicleurs de méthane. Le puits qui polluait le plus laissait fuir 3,2 mètres cubes de gaz par jour, ou 1,168 mètres cubes de gaz par année. Cela représente presque une valeur de $300 de gaz naturel par année.
En comparaison, selon Enbridge, un résident canadien typique consomme 3,064 mètres cubes de gaz par année pour chauffer sa maison et son eau.
Environ 10% des puits fuient en Colombie-Britannique, mais il ne se fait pas de monitorage sur le taux de fuites venant des 10,000 puits inactifs ou abandonnés de la province. Certains puits fracturés hydrauliquement en production gazière sont devenus de super-émetteurs et peuvent laisser fuir jusqu'à 3,000 mètres cubes par an.
D'autres données étonnantes
Kang a aussi fait d'autres trouvailles étonnantes.
Les fuites de méthane de puits scellés, qui avaient été correctement scellés avec du ciment au moment de leur abandon, avaient des taux aussi élevés que les puits non scellés.
Les puits connectés aux formations de grès fuyaient plus souvent que les puits faits dans d'autres formations.
Elle a aussi découvert que l'éthane, le propane et le n-butane mélangés au méthane, tous des indicateurs que le gaz vient de zones visées par l'industrie, et non pas de sources naturelles comme des marais et des marécages.
Le poulx du méthane qui s'échappe dans l'atmosphère change avec le temps, également. Pendant l'hiver, les fuites sont à la baisse, tandis que durant l'été, de plus en plus de méthane sort des puits.
Les données étonnantes de l'étude de Princeton démontrent encore que les sceaux de ciment dans des puits actifs et abandonnés ont des fissures, se contractent et se fracturent avec le temps, ce qui permet au méthane de fuir et trouver la voie de la moindre résistance, comme des fractures naturelles.
Le gaz perdu peut voyager à des distances jusqu'à 14 kilomètres et se retrouver dans des rivières et des résidences.
Pour que les régulateurs et l'industrie s'occupent du problème, Kang suggère dans sa thèse de doctorat que "les gaz, incluant le méthane et d'autres hydrocarbures, qui sortent de puits pétroliers et gaziers abandonnés" devraient être considérés comme "une ressource alternative d'énergie."
Plus de puits abandonnés que récupérés
La contamination de l'eau potable avec du méthane a été documentée en Pennsylvanie, au Colorado et au Texas, ou partout où la fracturation hydraulique et des forages intenses ont eu lieu. Mais dans plusieurs des cas, les régulateurs ont rejetés du revers de la main les preuves scientifiques et sont arrivés à la conclusion que le méthane s'y trouvait là naturellement.
L'agence Alberta Energy Regulator gère une base de données de fuites de 316,439 puits rapportés par l'industrie qui remonte à 1910. Mais elle n'est pas accessible au public, et le régulateur n'a pas la politique de faire des tests sur les fuites de gaz sur les puits une fois qu'ils ont été abandonnés.
En ce moment, la responsabilité de l'abandon et la récupération des puits inactifs, des pipelines et des installations se chiffre à $32 milliards en Alberta. Pourtant, le régulateur détient $279 en titres de gage destinés à nettoyer les dégâts.
Les compagnies pétrolières et gazières abandonnent les puits à un taux beaucoup plus rapide qu'ils les récupèrent, un processus qui comprend une évaluation de cimentation et l'installation d'une soupape d'évent sur la tête du puits.
Theresa Watson, anciennement un régulateur de l'Alberta, disait dans une présentation de 2013 qu'un nombre grandissant de puits horizontaux à plusieurs stages fracturés hydrauliquement entraient directement en contact avec des trous de puits déjà existant avec le "potentiel d'avoir des impacts sur les actifs (d'autres propriétés de l'industrie) et l'eau souterraine."
Jusqu'à date, il y a eu plus de 20 cas de fracturations à haute pression faits par l'industrie qui ont entré en contact avec des puits avoisinants, résultant en des éruptions de fluides toxiques à la surface.
Certains de ces "heurts de fracturations" ont voyagé jusqu'à 2,400 mètres grâce à des fractures naturelles ou provoquées par l'homme ou des fissures avant de revenir à la surface. Plus de 30 tels évènements se sont produits en Colombie-Britannique. Tous sont un danger pour l'eau souterraine.
"Les squelettes sortent du placard," dit Watson dans sa présentation.
Kang arrive à la conclusion que les gouvernements ont besoin de faire un meilleur travail pour rapporter et faire le monitorage des puits abandonnés, parce qu'ils semblent être une source importante et inattendue d'émissions de méthane qu'on a ignorée jusqu'alors.
"Des mesures additionnelles sont requises pour caractériser et déterminer la distribution des flux de méthane venant des puits pétroliers et gaziers abandons en Pennsylvanie et d'autres régions," écrit-elle.
Une étude importante de 2014 faite par le chercheur britannique Richard Davies du Marine and Petroleum Geology est arrivée à la même conclusion et demandait pour du monitorage systématique à long terme pour les puits en production et abandonnés.
ENCADRÉ:
QU'ARRIVE-T-IL EN SASKATCHEWAN?
En 2012, la Saskatchewan, le deuxième plus important producteur de pétrole du Canada, avait plus de 87,000 puits pétroliers et gaziers dans son paysage. Environ 58,000 sont toujours en production, mais 24,000 puits ne pompent plus d'hydrocarbures.
Des 24,000 puits qui ne produisent pas, 9,700 sont inactifs depuis 5 ans ou plus.
Selon une étude récente de l'université de Waterloo, environ 20% des puits pétroliers et gaziers de la province, actifs et abandonnés, fuient du méthane dans le sol, dans l'eau souterraine ou dans l'atmosphère. Mais personne ne connait les quantités. Le problème est particulièrement criant dans la région de Lloydminster.
Le procureur général de la province rapportait en 2012 que "le nettoyage environnemental des puits pétroliers et gaziers existants ainsi que les infrastructures associées coûterait " au total $4 milliards.
Le procureur arrive à la conclusion qu'à partir du 30 septembre 2012, "le ministère de l'économie n'avait pas les processus efficaces pour gérer les risques financiers et environnementaux associés au nettoyage futur des puits pétroliers et gaziers et leurs infrastructures."
Le procureur décrit aussi le ministère comme étant un organisme en conflit (avec lui-même): "Les efforts du ministère pour développer l'industrie pourraient primer sur ses efforts pour protéger l'environnement. Le nettoyage des puits et de leurs infrastructures pourraient être un exemple d'un déséquilibre. Les programmes de redevances du Ministère ont contribué à la croissance du nombre de puits pétroliers et gaziers et leurs infrastructures. Toutefois, le Ministère fait très peu de progrès dans le nettoyage des puits orphelins et leur installations."
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Abandoned Oil Wells Spouting Significant Levels of Methane, Study Finds
Princeton researcher measures leaks that risk groundwater, and increasingly the climate.
By Andrew Nikiforuk, published in TheTyee.ca
A Princeton University study has found that leaks from abandoned oil and gas wellbores pose not only a risk to groundwater, but represent a growing threat to the climate.
Between 200,000 and 970,000 abandoned wells in the state of Pennsylvania likely account for four to seven per cent of estimated man-made methane emissions in that jurisdiction, a source previously not accounted for, the study says.
Pennsylvania, much like Alberta in Canada, is the oldest oil and gas producer in the United States and the scene of intense environmental controversy due to the impact of hydraulic fracturing on its well-punctured landscape.
For the study, the first of its kind, PhD student and civil engineer Mary Kang measured methane emissions from 19 abandoned wells in northern Pennsylvania.
Abandoned oil and gas wells can serve as pathways for methane, radon, brine and other hydrocarbons that can migrate into shallow groundwater aquifers, people's homes or into the atmosphere.
Methane is a powerful greenhouse gas with a global warming potential that is 86 times greater than carbon dioxide over a 20-year time frame.
As a consequence, leaks from the shale gas and conventional gas infrastructure could make the industry dirtier than coal production.
Scientists in the field have consistently found that models used by the oil and gas industry and regulators significantly underestimate methane leaks from valves, pumps, pipelines, gas plants and producing wells. Abandoned wells have now been added to the list.
Cornell University ecologist and methane expert Robert Howarth said the new study is important because it illustrates that emissions from oil and gas activities are much higher than government and industry estimates.
The problem of leaking abandoned wells "has not been well studied in the past and is not at all considered by the U.S. Environmental Protection Agency in their greenhouse gas emission estimates, nor by other academic studies such as mine. It is yet one more example of how little we really know about methane emissions from the oil and gas industry, and yet one more reason to believe that the EPA has been severely underestimating the total emissions," he said.
There is nothing terribly unique about Pennsylvania, added Howarth, "so I would expect this to be a problem affecting most if not all gas and oil fields."
The problem of wellbore leakage, however, is widespread and global, and involves millions of oil and gas wells. Well failures in Norway's offshore fields, for example, averaged 24 per cent in one analysis while well failures for newly-fractured shale wells in Pennsylvania average 6.4 per cent.
Saskatchewan shows failure rates as high as 20 per cent. Extensive leaks from heavy oil wells (up to 45 per cent) have resulted in documented groundwater contamination in the Lloydminster area on the border of Alberta and Saskatchewan.
Escaping gas
Kang's findings reinforce the findings of a University of Waterloo study that called the nation's 500,000 leaky wellbores a threat to public safety and the environment due to "potential groundwater quality deterioration, contributions to greenhouse gas emissions, and explosion risks if methane gas accumulates in inadequately ventilated areas."
The Waterloo study also called for regulators and industry to immediately monitor and measure emissions from tens of thousands of abandoned wells in Western Canada. It also noted that documented gas emissions from wellbores represent only a fraction of what is escaping underground into groundwater or other formations.
In Pennsylvania, Kang found that abandoned wells leak on average about 96 cubic metres a year, but there may be anywhere from 280,000 to 970,000 such wells in the state alone.
About 16 per cent of all wells didn't leak small amounts, but appear to be "super-emitters" or methane gushers. The highest-polluting well seeped 3.2 cubic metres of gas a day, or 1,168 cubic metres of gas a year. That's nearly $300 worth of natural gas annually.
In comparison, according to Enbridge a typical Canadian resident uses 3,064 cubic metres of gas a year to heat their home and water.
About 10 per cent of all wells leak in British Columbia, but no monitoring is done on the rate of leakage from the province's 10,000 inactive or abandoned wells. Some producing hydraulically-fractured shale gas wells have become super-emitters and leak as much as 3,000 cubic metres a year.
Other startling findings
Kang also made several other startling findings.
Methane leaks from plugged wells, which were properly sealed with cement at the time of their abandonment, were just as high as rates from unplugged wells.
Wells connected to sandstone formations leaked more often than wells constructed in other formations.
She also found ethane, propane and n-butane mixed with the methane -- all indicators that the gas came from zones targeted by industry as opposed to swamps or natural sources.
The pulse of the methane flowing into the atmosphere changed over time, too. During the winter the leaks grew smaller, while during the summer more and more methane flowed from the wells.
The dramatic findings of the Princeton study again illustrate that cement seals in active and abandoned wells crack, shrink and fracture over time, allowing methane to leak and find the path of least resistance, such as natural fractures.
Stray gas can travel distances as great as 14 kilometres away and pop up in rivers and homes.
To get regulators and industry to address the problem, Kang suggested in her PhD thesis that "gases, including methane and other hydrocarbons, emitted from abandoned oil and gas wells" should be considered "as an alternative energy resource."
More abandoned than reclaimed
The contamination of drinking water with methane has been documented in Pennsylvania, Colorado and Texas, or wherever hydraulic fracturing and intense drilling has taken place. But in many cases, regulators have brushed aside scientific evidence and concluded the methane is naturally occurring.
The Alberta Energy Regulator maintains a database of leaks for 316,439 wells reported by industry dating back to 1910. But it is not in the public domain, and the regulator has no policy for testing gas leaks from wells once they have been abandoned.
Currently, the liability for the abandonment and reclamation of inactive wells, pipelines and facilities totals $32 billion in Alberta. Yet the regulator holds $279 million in security bonds to clean up the mess.
Oil and gas companies are abandoning wells at a much faster rate than they are reclaiming them, a process that includes a cement evaluation and the placement of a venting cap on top of the well.
Theresa Watson, a former Alberta regulator, noted in a 2013 presentation that an increasing number of horizontal multi-stage hydraulic fractured wells were directly contacting pre-existing wellbores with the "potential to impact assets (other industry property) and groundwater."
To date, there have been more than 20 cases of industry performing high-pressured frack jobs that connected with nearby wells, resulting in eruptions of toxic fluids to the surface.
Some so-called "frack hits" travelled as far as 2,400 metres through natural or man-made fractures and faults before coming to surface. More than 30 such events have happened in British Columbia. All pose risks to groundwater.
"The skeletons are coming out of the closet," said Watson in her presentation.
Kang concluded that governments need to do a better job reporting and monitoring abandoned wells, because they appear to be a significant and unexpected source of unaccounted methane emissions.
"Additional measurements are required to characterize and determine the distribution of methane fluxes from abandoned oil and gas wells in Pennsylvania and other regions," she wrote.
A major 2014 study by U.K. researcher Richard Davies in Marine and Petroleum Geology reached the same conclusion and called for systematic long-term monitoring for both active and abandoned wells. [Tyee]
WHAT'S HAPPENING IN SASKATCHEWAN?
By 2012, Saskatchewan, Canada's second-highest oil producer, had planted more than 87,000 oil and gas wells on the landscape. About 58,000 remain active, but 24,000 wells weren't pumping hydrocarbons.
Of the 24,000 non-producing wells, 9,700 have been dead for five or more years.
According to a recent University of Waterloo study, about 20 per cent of the province's oil and gas wells, active and abandoned, are leaking methane into soils, groundwater or the atmosphere. But no one knows in what amounts. The problem is particularly acute in the Lloydminster region.
The province's auditor general reported in 2012 that "environmental cleanup costs of existing oil and gas wells and their associated facilities" total nearly $4 billion.
The auditor concluded that as of Sept. 30, 2012, "the Ministry of the Economy did not have effective processes to manage the financial and associated environmental risks related to the future cleanup of oil and gas wells and related facilities."
The auditor also described the ministry as a conflicted body: "The Ministry's efforts to develop the industry may override its efforts to protect the environment. The cleanup of wells and facilities may be an example of an imbalance. The Ministry's royalty programs have contributed to the growth in the number of oil and gas wells and facilities. However, the Ministry is making slow progress cleaning up orphaned wells and facilities."
Link:
http://www.thetyee.ca/News/2014/06/14/Oil-Wells-Spout-Methane/
"Même s'il a commis un crime épouvantable et qu'il doit être jugé, nous savons tous que le Dr Turcotte n'est ni un criminel, ni un fou. Juste un monstre comme vous et moi." Pierre Foglia
