Formation

A l'inverse des réservoirs qui contiennent du pétrole ou du gaz (autre que gaz de schiste), les réservoirs sont très peu poreux et imperméables.
De plus, les poches de gaz sont petites et isolées les unes des autres même si elles sont nombreuses.
Cela rendra donc l'extraction plus difficile et nécessitera une technique bien particulière.

La formation du gaz de schiste en elle-même n'est pas réellement connue mais elle repose sur une théorie sur laquelle les scientifiques sont plutôt unanimes.

La théorie organique explique que la formation du gaz naturel commence avec la photosynthèse, un processus selon lequel les végétaux utilisent l'énergie solaire pour transformer le dioxyde de carbone et l'eau en oxygène et en hydrates de carbone (glucides).
Les restes de ces plantes et des animaux qui les ont mangées, sont enfouis par des sédiments.
Au fur et à mesure que la charge sédimentaire augmente, les hydrates de carbone se transforment en hydrocarbures sous l'effet de la chaleur et de la pression.
Le gaz naturel se forme dans des roches mères organiques, des schistes noirs à grain fin.
Sous l'effet de la pression constante exercée par les sédiments, une grande partie du gaz naturel migre des roches mères vers des roches plus poreuses tels le grès et le calcaire.
On appelle alors « gaz de schiste » le gaz naturel demeurant dans les schistes.

Charge sédimentaire : la masse de sédiments transportés par unité de temps à travers une section transversale.


Extraction



La technique d'extraction du gaz de schiste est le gros point controversé. C'est pourquoi nous allons essayer de rester objectif sur cette partie du sujet.

A ce jour, il n'existe qu'une seule méthode d'extraction du gaz de schiste, la fracturation hydraulique appelée aussi « fracking ».
La première étape consiste à forer un puits vertical qui va traverser les différentes couches de porosité et de densité variable atteignant entre 2300 et 3000 mètres, c'est-à-dire jusqu'à la couche schisteuse.


L'épaisseur des gaines de ciments est décroissante au fur et à mesure que la profondeur augmente.


On va alors creuser une ou plusieurs galeries horizontales pour ensuite avec l'aide d'une sonde percer de petits trous dans la zone ciblée.


De petits trous sont crées à l'aide de la sonde qui dépose des charges explosives.


La fracturation va alors se faire par section au bout du forage.
On va alors stimuler le puits. Cela consiste à injecter à haute pression un mélange à base d'eau. Cela va fracturer la roche.



Ce mélange est aussi composé de sable, ce qui va permettre de garder les fractures ouvertes. L'eau et le sable représentent 99% du mélange. Le 1% restant est composé de produits chimiques visant à faciliter l'opération. Ces produits sont des tensio-actifs, des agents antifrictions et des agents antibactériens. C'est ce qui va fracturer la roche.

Le gaz est alors libéré et remonte à la surface par les tuyaux du puits.



Pour nettoyer le tuyau de production et préparer l'opération, on injecte le contenu d'un camion entier d'acide chlorhydrique directement dans le puits. Ce qui représente environ 33 tonnes d'acide.
L'acide va alors dissoudre la roche en profondeur et produit alors plusieurs tonnes de chlorure de calcium, tres soluble, qui remonte dans les eaux de fracturations.
La composition du mélange envoyé sous terre reste inconnue et est protégée par les différents gouvernements eux-mêmes. Aux Etats-Unis, la composition est aussi secrète que le coca-cola.