Gaz naturel canadienDu puits au brûleur : La structure du secteur canadien du gaz naturel

Du puits au brûleur

Structure du secteur canadien du gaz naturelLe Canada est le troisième producteur mondial de gaz naturel. Les installations de pointe de chaque maillon de la chaîne de valeur de ce secteur se répartissent dans toutes les régions du pays. Il regroupe trois types d’entreprise, qu’on dit d’amont, intermédiaires et d’aval. Bien qu’ils possèdent leurs propres besoins, règlements et technologies, ces trois groupes, entièrement interconnectés, partagent le même objectif : livrer sur le marché, avec fi abilité et en toute sécurité, un gaz naturel canadien propre et effi cace.

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L’exploitation des ressources de gaz naturel commence par une analyse de la géologie locale. Les géologues cartographient les couches de roches souterraines (sur plusieurs centaines ou milliers de mètres de profondeur) pour repérer les formations gazéifères. Ils utilisent les modèles de la géographie moderne pour localiser des caractéristiques vieilles de millions d’années. Par exemple, ils savent que des rives bordaient les mers anciennes et que des rivières s’y jetaient; ils construisent leurs interprétations géologiques souterraines selon ces connaissances.

Les géologues collaborent aussi avec des géophysiciens pour effectuer des levés sismiques qui affi nent leur interprétation de la géologie souterraine. Ces levés sont soigneusement planifi és et exécutés pour réduire les perturbations de l’environnement au minimum

et limiter leur impact sur la faune et ses habitats. Pour évaluer les réservoirs, on utilise l’imagerie sismique à deux ou trois dimensions; on capte les ondes acoustiques réfl échies par les couches de roche du sous-sol et induites par une source d’énergie sismique contrôlée émise à la surface (une petite charge explosive ou un vibrateur sismique). Le secteur du gaz teste et adopte constamment de nouvelles technologies pour améliorer l’effi cience, l’effi cacité et l’empreinte environnementale de ses travaux.

Après repérage de réservoirs potentiels, les sociétés d’exploration et de production doivent acquérir des baux de surface et des droits miniers. Elles négocient des baux avec les propriétaires terriens et obtiennent les droits miniers du gouvernement approprié, puisque, dans la plupart des régions, les propriétaires

terriens n’ont pas la propriété juridique des ressources situées sous leurs terres. De plus, le secteur gazier dépend d’une réglementation exhaustive qui maximise la sécurité du public pendant les phases d’exploration et d’exploitation des ressources pétrolières et gazières, en plus de s’assurer que ces activités respectent les lois environnementales et qu’on a consulté les intervenants touchés.

En vertu de la Constitution du Canada, les gouvernements provinciaux détiennent et gèrent la majorité des droits miniers au pays, bien que le fédéral conserve la propriété et la compétence sur les terres de la Couronne fédérale, comme le pétrole et le gaz des régions frontalières (au large et dans le Nord). Dans certains cas, ces ressources sont gérées conjointement avec les gouvernements provinciaux et territoriaux. Il revient aussi au gouvernement fédéral d’administrer les droits francs sur les terres faisant l’objet d’un traité, au nom de divers groupes autochtones.

Une fois les baux de surface signés, les droits miniers acquis et les approbations et permis d’exploration gazière obtenus, la société gazière peut commencer à forer.

Au niveau du sol : l’exploitation des ressources

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Jusqu’au milieu des années 1990, on forait verticalement les puits de gaz naturel canadiens pour récupérer du gaz classique : on creusait ces puits de forage directement dans le réservoir, puis on recommençait pour chaque zone géographique adjacente.

L’innovation technologique a permis de créer des puits de forage horizontaux, dont l’utilisation se répand pour récupérer du gaz classique et surtout non traditionnel. Les puits commencent généralement à la verticale, mais on oriente progressivement la mèche vers l’horizontale, plusieurs centaines de mètres sous la surface. Le forage horizontal offre deux principaux avantages : il permet de récupérer du

gaz non traditionnel et il réduit considérablement l’empreinte de l’exploitation du gaz sur les terres. Le forage horizontal regroupe plusieurs puits en un seul endroit, ce qui réduit le nombre de plates-formes de puits, de routes, de conduits et d’installations de surface.

Le gaz classique consiste habituellement en « gaz libre » emprisonné dans plusieurs zones poreuses assez petites, dans diverses formations rocheuses naturelles, comme les carbonates, le grès et les siltites. Depuis ses débuts, il y a près d’un siècle, le secteur pétrolier et gazier s’est intéressé presque exclusivement au gaz classique. Cependant, la majorité de la croissance de l’approvisionnement à partir

Trésor enfoui : l’exploitation du gaz naturel Qu’est-ce que la fracturation?

La fracturation hydraulique désigne une technique consistant à pomper un fl uide ou un gaz dans un puits, à une profondeur (plusieurs centaines ou milliers de mètres sous terre) jugée appropriée pour produire du gaz naturel. La pression ainsi créée fracture les roches environnantes. Un fl uide (généralement de l’eau avec quelques additifs) contenant un agent de soutènement en suspension (généralement du sable) se répand ensuite dans les fi ssures. Lorsqu’on relâche la pression de pompage, l’eau se disperse, laissant une fi ne couche de sable qui garde les fi ssures ouvertes. Cette couche de sable laisse le gaz naturel s’échapper des formations imperméables et se rendre au puits, où il est récupéré.

Au Canada, on utilise la fracturation dans les puits verticaux et horizontaux depuis les années 1950. C’est dire qu’il existe une solide expérience et un bon corpus d’études liés à son usage. On la pratique avec prudence pour éviter tout impact sur l’environnement, notamment sur les eaux souterraines.

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Gaz avare Gaz de shaleMéthane houillerProduit En mer Côte NordClassique connu (BSOC)

20102000

700 à 1300 milliers de p. c.*Approv. de plus de 100 ans

390 milliers de p. c.*Approv. de 70 ans

de ressources récupérables provient de formations non traditionnelles. Les avancées

technologiques dans le forage horizontal et la fracturation, en permettant l’exploitation rentable du shale et d’autres sources non traditionnelles

de gaz, ont révolutionné l’approvisionnement canadien.

Dans les réservoirs non traditionnels, on trouve des couches denses de molécules de gaz littéralement attachées à des fragments de roche organique par un mécanisme appelé « adsorption du méthane. » Le forage horizontal, conjugué à la fracturation hydraulique, permet de détacher ce gaz des roches environnantes et de le ramener à la surface.

On construit soigneusement les puits de forage pour récupérer effi cacement le gaz tout en protégeant l’environnement, notamment l’eau potable souterraine. On fore un puits pour enfoncer profondément un tuyau étroit. Dans le trou, on coule du ciment autour du tuyau pour le séparer complètement du sous-sol qu’il traverse. Au site d’extraction, à plusieurs centaines de mètres sous la nappe phréatique, le tuyau est perforé pour permettre au gaz naturel de s’y écouler et de remonter à la surface.

La technologie a considérablement accru les ressources canadiennes de gaz naturel, qu’on réévalue constamment à mesure que la technologie

rentabilise l’exploitation de nouvelles ressources. Source: CSUG.

Fait :Le forage horizontal réduit considérablement l’empreinte de l’exploitation du gaz sur les terres.

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Avant les années 1950, le gaz naturel canadien était une ressource locale, transportée et utilisée près des sites d’exploitation. En 1957, on a commencé à transporter du gaz du nord-est de la Colombie-Britannique à la frontière américaine par le gazoduc Westcoast qu’utilise aujourd’hui la société Spectra Energy Corp. Plus tard cette année-là, TransCanada a amorcé l’exploitation de son réseau albertain (connu sous les noms AGTL et NOVA), et a également lancé la construction du gazoduc TransCanada pour relier le Canada central. Celui-ci a été achevé en 1958.

La nature évolutive d’un gazoduc d’un océan à l’autre a donné lieu à une période d’investissements d’infrastructures qui a abouti au réseau national et international de transport et de distribution actuel. Ce réseau compte près de 480 000 km de conduits souterrains d’un diamètre allant d’un mètre ou plus (les gazoducs centraux qui transportent le gaz comprimé à travers le pays) à trois centimètres (les tuyaux qui acheminent le gaz à basse pression dans plus de six millions de résidences et d’entreprises canadiennes). L’Offi ce national de l’énergie réglemente généralement les gazoducscanadiens qui traversent

plusieurs territoires, tandis que des organismes provinciaux réglementent les transporteurs intraprovinciaux et les sociétés de distribution locales (SDL).

Il faut pousser le gaz naturel le long du gazoduc et, pour ce faire, on tire parti des propriétés physiques du méthane. En comprimant le gaz, puis en le laissant couler d’une zone pressurisée à une zone moins pressurisée, puis en répétant ce processus à divers intervalles, les sociétés gazières canadiennes transportent 16 millions de pieds cubes de gaz par jour, dont environ la moitié est consommée par des Canadiens. Selon la demande et la saison, le gaz restant est soit stocké pour servir ultérieurement, soit exporté vers les États-Unis. Une infi me fraction de ce volume sert à autoalimenter les compresseurs des gazoducs.

Le Canada possède également une industrie du gaz naturel liquéfi é (GNL) en émergence. On étudie des installations de production et d’exportation en Colombie-Britannique, tandis que des installations d’importation sont en place au Nouveau-Brunswick. Le GNL est stocké et transporté dans des conteneurs spéciaux. Il permet aussi de stocker localement du gaz pour l’utiliser en période de pointe.

L’autoroute du gazoduc : le gaz s’en va au marché Du gaz naturel pur

Le gaz naturel brut qui remonte le puits se jette ensuite dans de petits tuyaux (de 5 à 15 cm) de collecte qui l’acheminent à l’usine de traitement. Avant de le commercialiser et de l’injecter dans le gazoduc, il faut le transformer en gaz sec ou méthane purifi é.

Certaines usines de traitement, de petites installations mobiles, fi ltrent l’eau et les impuretés du gaz; d’autres, de grandes installations, en retirent le soufre, le dioxyde de carbone et les liquides de gaz naturel (des substances familières et précieuses, comme l’éthane, le butane et le propane). On réassigne presque tout le soufre et les liquides du gaz retirés à d’autres fi ns commerciales.

Avant de se rendre sur le marché, le gaz naturel peut passer par plusieurs installations de traitement. Lorsqu’il est « sec » (méthane pur), on peut le compresser pour le transporter dans le grand gazoduc canadien.

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0

50

100

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200

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300

350

NBQCONSKABBC

Milliards p. c.

Capacité de stockage par province canadienne en 2007

Que le gaz naturel soit gardé dans des entrepôts souterrains ou transformé en GNL, son stockage est indispensable à l’équilibre de l’offre et la demande en Amérique du Nord.

En effet, même si la production aux puits reste assez constante, la demande, elle, varie beaucoup selon les saisons. Au Canada, selon la température, la demande hivernale peut être six fois plus forte qu’en été dans les secteurs commercial et résidentiel.

Ce large écart saisonnier pourrait avoir tout un effet sur le prix du gaz, mais on arrive à contrôler en partie sa fl uctuation en stockant du gaz l’été pour l’utiliser l’hiver. La capacité totale de stockage en Amérique du Nord équivaut à près de deux mois de

consommation moyenne. Le Canada compte environ un cinquième de la capacité nord-américaine. Le plus souvent, on stocke le gaz naturel dans des gisements de pétrole ou de gaz épuisés. Par exemple, on trouve ce type de stockage près des zones d’exploitations

albertaines et près des marchés consommateurs du sud de l’Ontario. On peut aussi stocker le gaz naturel dans des cavernes de sel épuisées et d’anciens aquifères ou, sous forme liquéfi ée, dans des réservoirs à GNL.

Toujours prêt : l’importance de stocker le gaz naturel

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Le gaz naturel canadien représente une source d’énergie progressiste, moderne et polyvalente. Il est absolument remarquable que, après plus d’un siècle d’utilisation au Canada, le gaz naturel constitue encore un choix énergétique important lorsqu’il est question de technologies novatrices, effi caces, plus propres et rentables. Il gagne en popularité dans les domaines suivants :

LES TRANSPORTS 3

Le gaz comprimé ou le GNL peut alimenter des véhicules lourds, comme des semi-remorques et des camions à ordures. Cela réduit les coûts de carburant et les émissions de carbone. Le gaz naturel est aussi une matière première effi cace

pour produire l’hydrogène des piles à combustible.

LE CHAUFFAGE ET L’EAU 3

CHAUDELes installations résidentielles de chauffage offrant une effi cacité supérieure à 90 % (voire95 %) tirent pleinement profi t des avantages économiques et écologiques du gaz. Le chauffe-eau sans réservoir représente un autre exemple de technologie écoénergétique au gaz. Les systèmes énergétiques de quartier combinés électricité-chaleur distribuent de la chaleur et produisent de l’électricité pour les résidences du quartier. Le surplus d’énergie des systèmes combinés électricité-chaleur des

industries locales peut servir à chauffer les bâtiments à proximité.

LES PROCÉDÉS 3

INDUSTRIELSMaintes industries énergivores canadiennes (particulièrement dans le secteur des ressources naturelles) comptent sur la chaleur instantanée et l’effi cacité de combustion du gaz naturel. Avec le recours à la production combinée électricité-chaleur (ou cogénération), plusieurs industries peuvent devenir des producteurs nets d’énergie.

LA PRODUCTION 3

D’ÉLECTRICITÉ Le gaz naturel constitue une source effi cace d’électricité

Sans pareille : la polyvalence inégalée de gaz naturel

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Le gaz naturel fait tourner les usines canadiennes, puisque 58 % du gaz sert à alimenter des procédés industriels.

Le gaz naturel constitue la source d’énergie la plus utilisée pour le chauffage au Canada. Les propriétaires résidentiels alimentés au gaz naturel bénéfi cient de son effi cacité, son bas prix, sa sûreté et sa fi abilité.

Chauffage résidentiel par type d’installation

Bois2%

Plinthes électriques28.6%Biénergie9.3%

Thermopompe4.1%Autres (charbon et propane)1%

Mazout7.2%

Gaz naturel47.7%

Construction2%Produits pétroliers raffinés4% Engrais et produits chimiques11%

Mines et extraction pétrolière/gazière34%

Pâtes et papier6%

Fer et acier7%

Aluminium et métaux non ferreux2%

Autres manufacturiers34%

Secteur industriel utilisation du gaz naturel

et sert de carburant de base aux réseaux électriques qui souhaitent intégrer davantage de sources intermittentes d’énergie renouvelable, comme l’énergie éolienne ou solaire. Avec son petit profi l d’émissions et sa capacité à répondre rapidement aux changements brusques d’offre et de demande en électricité, le gaz naturel peut facilement s’allier à l’énergie éolienne et solaire pour assurer la fi abilité et les objectifs environnementaux du réseau électrique.

Le gaz naturel canadien atteint déjà plus de six millions d’usagers à l’échelle nationale. Les secteurs résidentiel et commercial comptent pour 42 % de la consommation au Canada, tandis que le secteur industriel et la production d’électricité représentent 58 %. L’approvisionnement canadien suffi t amplement pour permettre à plus d’usagers de profi ter des nombreux avantages du gaz naturel, d’autant plus qu’on continue à étendre les infrastructures gazières.

Pour en savoir plus:

info@gaznaturelcanadien.cawww.gaznaturelcanadien.ca

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S’il vous plaît recycler.

© Gaz naturel canadien, 2011

Gaz naturel canadien est un construit-au-Canada projet de plaidoyer parrainé par ces associations :

Canadian Energy Pipeline AssociationAssociation canadienne de pipelines d’énergie