Au cours des prochaines décennies, suffisamment d'eau proviendra du sol en tant que sous-produit de la production de pétrole à partir de réservoirs non conventionnels pour contrer théoriquement le besoin d'utiliser de l'eau douce pour les opérations de fracturation hydraulique dans de nombreuses grandes régions productrices de pétrole du pays. Mais tandis que d'autres industries, comme l'agriculture, pourraient vouloir recycler une partie de cette eau pour leurs propres besoins, les problèmes de qualité de l'eau et les coûts potentiels impliqués signifient qu'il pourrait être préférable de garder l'eau dans le champ de pétrole.

Telle est la conclusion de deux nouvelles études menées par des chercheurs de l'Université du Texas à Austin.

« Nous devons d'abord maximiser la réutilisation de l'eau produite pour la fracturation hydraulique, " a déclaré Bridget Scanlon, auteur principal des deux études et chercheur principal au Bureau de géologie économique de l'UT. "C'est vraiment le message ici."

La première étude a été publiée dans Sciences et technologies de l'environnement le 16 février. Il quantifie pour la première fois la quantité d'eau produite par les opérations de pétrole et de gaz naturel par rapport à la quantité nécessaire pour la fracturation hydraulique. Les auteurs ont également projeté la demande en eau pour les besoins de fracturation hydraulique et l'eau produite sur la durée de vie des gisements de pétrole et de gaz, qui s'étendent sur des décennies. Une zone de jeu est un groupe de gisements de pétrole ou de gaz naturel contrôlés par la même géologie.

La deuxième étude a été publiée dans Science de l'environnement total le 3 février. Il évalue le potentiel d'utilisation de l'eau produite avec le pétrole et le gaz naturel dans d'autres secteurs, comme l'agriculture. Il comprenait des chercheurs de l'Université d'État du Nouveau-Mexique, L'Université du Texas à El Paso et la Penn State University. Il montre que les volumes actuels d'eau produite sont relativement faibles par rapport aux demandes en eau d'irrigation et ne résoudront pas les problèmes de pénurie d'eau.

La gestion des problèmes d'eau est devenue de plus en plus difficile avec le développement du pétrole et du gaz naturel dans les réservoirs de schiste non conventionnels. Les opérateurs ont besoin d'importantes quantités d'eau pour fracturer hydrauliquement les schistes afin de produire du pétrole et du gaz naturel, ce qui peut être un problème dans les zones où l'eau est rare. Et de grandes quantités d'eau sont remontées des réservoirs en tant que sous-produit de la production, poser un tout nouvel ensemble de problèmes pour la gestion de l'eau produite, d'autant plus que la science a montré que son pompage dans le sous-sol profond est lié à l'activité sismique dans certaines régions.

Les études peuvent aider à éclairer d'importants débats de politique publique sur la gestion de l'eau liée à la production de pétrole et de gaz naturel au Texas, Oklahoma, Nouveau-Mexique et d'autres parties du pays, dit Scanlon.

"Les volumes d'eau qui sont cités varient considérablement. C'est pourquoi nous avons fait cette étude, ", a-t-elle déclaré. "Cela fournit vraiment une analyse quantitative de la demande en eau de fracturation hydraulique et des volumes d'eau produits."

La recherche a porté sur huit pièces majeures à travers les États-Unis, dont le Permien (Midland et Delaware), Bakken, Barnet, Aigle Ford, Fayetteville, Haynesville, Marcellus et Niobrara jouent.

Les scientifiques ont utilisé des données historiques de 2009 à 2017 pour toutes les pièces, et des projections ont été élaborées pour la durée de vie des zones pétrolifères sur la base du pétrole techniquement récupérable à l'aide de la technologie actuelle. Les gisements de pétrole ont produit beaucoup plus d'eau que les gisements de gaz naturel, avec le bassin permien produisant environ 50 fois plus d'eau que le Marcellus en 2017. En ce qui concerne le potentiel de recyclage pour la fracturation hydraulique, la recherche montre que dans de nombreux cas, il y a beaucoup d'eau qui pourrait être utilisée à bon escient. Par exemple, dans le bassin du Delaware, qui fait partie du plus grand bassin permien au Texas, les scientifiques ont découvert que les volumes d'eau produits projetés seront presque quatre fois plus importants que la quantité d'eau requise pour la fracturation hydraulique.

La gestion de cette eau produite posera un défi important dans le Delaware, qui représente environ 50% de la production pétrolière projetée du pays. Bien que l'eau puisse théoriquement être utilisée par d'autres secteurs, comme l'agriculture dans l'ouest aride du Texas, les scientifiques ont déclaré que les problèmes de qualité de l'eau et le coût de traitement de l'eau saumâtre pourraient être des obstacles. En outre, si l'eau est fortement traitée pour éliminer tous les solides, de grandes quantités de sel seraient générées. Le sel de l'eau produite dans le bassin du Delaware en 2017 pourrait remplir jusqu'à 3, 000 piscines olympiques.

« La capacité de réutiliser avantageusement les eaux produites dans les régions arides et semi-arides, qui peut être stressé par l'eau, n'est pas la panacée que nous espérions, " a déclaré le co-auteur Mark Engle, professeur à l'Université du Texas à El Paso. "Il y a certainement un potentiel pour faire du bien, mais cela nécessitera des approches et des politiques prudentes et intelligentes."