Histoire de gaz : des puits de pétrole à l’activité de l’Etna // A story of gas : from oil wells to activity on Mt Etna

Suite à ma note du 27 mars 2021 sur l’importance des gaz volcaniques dans le processus éruptif de l’Etna, un fidèle visiteur de mon blog a apporté des éclaircissements supplémentaires extrêmement intéressants.

Dans le courrier qu’il m’a obligeamment envoyé ces derniers jours, il fait référence « à la lointaine époque où il apprenait son métier dans une entreprise d’exploitation pétrolière. » Il a alors eu accès à un document décrivant diverses techniques d’extraction du pétrole et, parmi celles-ci, la technique dite du « gas-lift », ou « bubble-pump », qui consiste à rendre artificiellement éruptif un puits de pétrole qui ne l’est pas, ou qui ne l’est plus. Il « suffit » pour cela d’injecter au fond du puits, à la base de la colonne de remontée du pétrole, des bulles de gaz sous pression…
Le document fait toutefois remarquer qu’il ne faut pas voir dans cette technique le fait que les bulles, qui ont tendance à remonter spontanément vers la surface, entraînent dans leur remontée le pétrole dans lequel elles « baignent.» C’est leur présence au sein de la colonne de pétrole qui permet de l’alléger et facilite sa remontée.

Intuitivement, on comprend facilement que, pour faire remonter le liquide contenu dans une colonne verticale, il est nécessaire de vaincre le poids total du liquide contenu dans cette colonne ; or, si l’on parvient à y ajouter du gaz en quantité importante, sous forme de bulles, le poids total du liquide contenu dans la colonne diminue, et le liquide peut remonter sous l’action d’une poussée beaucoup plus faible. C’est ce qui permet l’extraction du pétrole d’un puits où la pression est insuffisante, ou bien de faire remonter l’eau d’une nappe captive dont la pression est trop faible.

On peut aussi voir le phénomène d’un point de vue différent, en considérant la pression. Si la colonne « allégée » par la présence de gaz est bloquée à son sommet, même partiellement, on observe que la pression intérieure au sommet de la colonne est beaucoup plus élevée qu’à l’extérieur. Pour faire le calcul intuitivement, on peut s’appuyer sur le fait que l’on aura la même différence de pression si toutes les bulles sont regroupées en une ou plusieurs poches de gaz de grande extension ; or on observe que la pression à l’intérieur d’une poche de gaz – à peu près immobile – est la même partout, et que si la poche a une grande extension verticale, la pression dans la partie supérieure est extrêmement proche de celle qui règne dans la partie inférieure ; on dit alors que le gaz transmet intégralement les pressions. En conséquence, si l’on a dans la colonne une succession de poches de gaz, la pression à la base de chaque poche est transmise à son sommet, et de proche en proche, cela peut conduire à une pression extrêmement élevée au sommet de la colonne.

A partir de ces constations dans l’univers du pétrole, on peut extrapoler et penser que l’ascension du magma dans la cheminée d’un volcan  peut être facilitée par un phénomène analogue, du fait de la présence de gaz dissous ou de vapeur d’eau sous forte pression. Une pression colossale en provenance des profondeurs expliquerait sur l’Etna l’apparition de ces fontaines de lave de plusieurs centaines de mètres de hauteur. Cela expliquerait sur d’autres volcans le risque d’explosion catastrophique d’un dôme formant un bouchon dans un cratère obstrué.

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Following my post of March 27th, 2021 on the importance of volcanic gases in Mt Etna’s eruptive process, a visitor to my blog has sent me some extremely interesting additional insight. In his kind letter to me over the past few days, he refers to « the distant days when he was learning his trade in an oil company. He then “had access to a document describing various oil extraction techniques and, among these, the technique known as » gas-lift « , or » bubble-pump « , which consists in artificially giving a new life to an oi well which was not, or no longer active. To reach this goal, it “suffices” to inject pressurized gas bubbles at the bottom of the well, at the base of the oil column.

The document points out, however, that this technique should not be understood as the fact that the bubbles, which tend to rise spontaneously to the surface, carry along as they rise the oil in which they « bathe. » It is their presence in the oil column that lightens it and facilitates its ascent.

Intuitively, it is easy to understand that, in order to bring up the liquid contained in a vertical column, it is necessary to overcome the total weight of the liquid contained in this column; however, if gas is successfully added to it in large quantities, in the form of bubbles, the total weight of the liquid in the column decreases, and the liquid can rise again under the action of a much lower thrust. This is what allows oil to be extracted from a well where the pressure is insufficient, or to raise water from a captive aquifer whose pressure is too low …

One can also see the phenomenon from a different point of view, looking at the pressure. If the column that is « lightened » by the presence of gas is blocked at its top, even partially, one can observe that the internal pressure at the top of the column is much higher than at the outside. To do the calculation intuitively, one can rely on the fact that there will be the same pressure difference if all the bubbles are grouped together in one or more large gas pockets; however, one can observe that the pressure inside a gas pocket – almost motionless – is the same everywhere, and that if the pocket has a large vertical extension, the pressure in the upper part is extremely close to that in the lower part; one can then say that the gas fully transmits the pressure. Consequently, if there is a succession of gas pockets in the column, the pressure at the base of each pocket is transmitted to its top, and step by step, this can lead to an extremely high pressure at the top of the column..

From these observations in the world of oil, one can extrapolate and think that the ascent of magma in the conduit of a volcano can be facilitated by a similar phenomenon, due to the presence of dissolved gas or vapour submitted to high pressure. A huge pressure from the depths would account for the lava fountains several hundred metres high on Mt Etna. This would also explain on other volcanoes the risk of a catastrophic explosion when a dome forming a plug is obstructing a crater.

Photo : C. Grandpey

Islande : Quelques informations supplémentaires sur l’éruption // Some additional information about the eruption

Le Met Office islandais indique de nombreuses données ont été collectées à propos de l’éruption en cours, notamment des mesures sur site et à distance ainsi que des travaux de modélisation prévoyant l’évolution possible de l’événement dans les prochains jours.

L’éruption volcanique dans la Geldingadalur dure maintenant depuis une dizaine de jours. La lave est basaltique et très fluide ; il y a très peu d’activité explosive. Il s’agit d’une très petite éruption et le débit de lave est stable à 5-7 m3 / s depuis le début.. Actuellement, le champ de lave se trouve à l’int »rieur de la Geldingadalur, mais si l’éruption se poursuit à un rythme similaire, il est probable que la lave se dirigera vers l’est en direction de la Merardalur. Personne ne sait combien de temps durera l’éruption.

Actuellement, la lave est riche en MgO (8,5%), ce qui indique qu’elle provient d’une profondeur de 17 à 20 km. Les dernières analyses des éléments traces et des isotopes de la lave montrent que le magma alimentant l’éruption dans la Geldingadalur a une composition différente de celle des laves historiques sur la péninsule de Reykjanes. Cette évolution de la géochimie s’explique probablement par une nouvelle arrivée de magma en provenace du manteau, différent des magmas précédents, sous la péninsule de Reykjanes.

Les images satellites obtenues le 23 mars 2021 ont révélé que le cône éruptif mesurait une vingtaine de mètres de hauteur. L’épaisseur moyenne du champ de lave était alors de 9,5 m. Le volume de lave émis était de 1,8 million de mètres cubes avec un débit de 5,7 mètres cubes par seconde depuis le début de l’éruption.

Il y a une pollution constante par les gaz à proximité du site de l’éruption. Aucun événement tectonique significatif n’a été enregistré depuis le début de l’éruption. Il n’y a actuellement aucune indication de nouvelles fractures vont s’ouvrir ailleurs le long du dyke magmatique. Cette éruption nécessite une surveillance spécifique quant à son déroulement, mais aussi quant aux effets des gaz émis sur la qualité de l’air, en particulier dans les zones sous le vent. Source: Icelandic Met Office, Université d’Islande.

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The Icelandic Met Office indicates that a lot of data has been collected about the current eruption, including on-site and remote measurements along with modeling work forecasting the event’s possible behaviour over the coming days.

The volcanic eruption in Geldingadalir has now been ongoing for nine days. The lava is basaltic and highly fluid with little explosive activity. It is a very small eruption and the lava flow has been steady at 5-7 m3/s since its onset. Currently the extent of the lava field is within Geldingadalur but if the eruption keeps ongoing at a similar rate, it is modeled that the lava will flow east towards Merardalur valley. There is no way to tell how long the eruption will last.

 The current magma is rich in MgO (8.5%) which indicates that it is from depths of around 17-20 km. New trace element and isotope analyses of the Geldingadalir lava provide further evidence that the magma feeding the Geldingadalir eruption has a different composition to the historical Reykjanes lavas. This shift in geochemistry potentially reflects a new and distinct batch of magma arriving from the mantle beneath Reykjanes.

Satellite images collected on March 23rd, 2021 revealed that the eruptive cone was 20 metres high. The average thickness of the lava field was 9.5 m. Le volume of emitted lava was 1.8 million cubic metres with a lava output of  5.7 cubic metres per second since the start of the eruption.

There has been constant gas pollution close to the eruption site. There have been no indications of significant tectonic movements since the eruption started. There is currently no indication of new openings at other locations along the magma injection path.

This eruption calls for specific and targeted monitoring of the eruption itself and also of the gas´s effects on air quality and the downwind environment.

Source : Icelandic Met Office, University of Iceland.

Vue de l’éruption ce soir. La lave reste très fluide avec un débit relativement constant. L’éruption ne semble pas près de s’arrêter (Capture image webcam)

Joe Biden annule le projet de forage dans l’Arctique alaskien // Joe Biden cancels the drilling project in Alaskan Arctic

Parmi les décrets signés par le nouveau Président Joe Biden après son investiture figure un «moratoire temporaire» sur toutes les concessions d’extraction de pétrole et de gaz dans l’Arctic National Wildlife Refuge (ANWR).

Les défenseurs de l’environnement en Alaska et les leaders des communautés autochtones Gwich’in ont déclaré que la décision du Président leur avait procuré un immense soulagement. Les Gwich’in vivent juste en bordure du Refuge et dépendent des caribous qui viennent mettre bas dans la plaine côtière. En compagnie des écologistes, ils se sont toujours opposés aux forages pétroliers dans cette plaine, arguant que l’extraction du pétrole et du gaz nuirait à la faune et à la terre, et ne ferait qu’accentuer le changement climatique dans une région qui se réchauffe déjà rapidement.

Du côté des partisans des forages dans le Refuge, le gouverneur de l’Alaska, Mike Dunleavy, accuse Biden de vouloir «transformer l’Alaska en un grand parc national». Il a déclaré : «Je suis prêt à utiliser tous les moyens possibles pour défendre le droit des Alaskiens à avoir un emploi et à avoir un avenir en profitant de toutes les opportunités qui s’offrent à nous.» La délégation de l’Alaska au Congrès a également critiqué la décision de Biden de bloquer les forages pétroliers dans le Refuge. Selon ces délégués, la nouvelle administration devra trouver des compensations pour ceux qui auraient bénéficié financièrement de l’extraction du pétrole et du gaz, y compris l’État de l’Alaska, et Kaktovik Iñupiat Corp. et Arctic Slope Regional Corp deux sociétés pétrolières autochtones d’Alaska.

Cependant, même avant le décret signé par Joe Biden, l’avenir du Refuge en tant que source de pétrole et d’emplois était loin d’être assuré. L’administration Trump a organisé la vente de la première concession pétrolière dans le Refuge le 6 janvier 2021, à la suite d’une décision du Congrès en 2017 d’ouvrir la zone au forage. En réalité, la vente a suscité peu d’intérêt. Aucune grande compagnie pétrolière n’a été intéressée et la décision de Trump ne faisait pas l’unanimité parmi les pétroliers..

Le pétrole est une ressource essentielle en Alaska et rapporte beaucoup d’argent. Quand on voyage à travers l’État et quand on voit le pipeline trans-Alaska, on comprend très vite les revenus qui peuvent être tirés de l’or noir. L’administration de l’Alaska adresse à chaque habitant, chaque année, un chèque correspondant à une partie des revenus pétroliers. Cependant, l’avenir de ce chèque semble compromis. Le prix du pétrole est en chute libre et l’économie souffre de la pandémie de coronavirus. Le montant du chèque – environ 1000 dollars en 2020 – est devenu un enjeu politique dans un État qui a déjà du mal à payer ses factures.

La plupart des 730 000 Alaskiens considèrent cet argent comme un droit. Pour certains, les chèques servent à payer les vacances, à s’acheter des véhicules ou à financer les études de leurs enfants. Pour d’autres, le chèque représente l’essentiel des revenus, en particulier dans les zones rurales où des produits de base comme le lait ou les détergents pour la lessive doivent être importés par avion et deviennent presque des objets de luxe.

Source: Presse alaskienne.

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Among the list of executive orders President Joe Biden swiftly signed to undo Donald Trump’s actions, there is a “temporary moratorium” on all oil and gas leasing activities in the Arctic National Wildlife Refuge (ANWR).  .

Environmental groups and Indigenous Gwich’in leaders said the news gave them an overwhelming sense of relief. The Gwich’in live just outside the refuge, and depend on the caribou that commonly give birth in the coastal plain. They have long worked with environmental groups on an aggressive opposition campaign to oil drilling on the coastal plain, arguing that development would harm wildlife and the land and exacerbate climate change in a place that is already warming fast.

On the side of those who favour drilling in the Refuge, Alaska’s Governor Mike Dunleavy blasted Biden for “making good on his promise to turn Alaska into a large national park.”

“I’m prepared to use every resource available to fight for Alaskans’ right to have a job, and have a future by taking advantage of every opportunity available to us,” Dunleavy said in a statement.

Alaska’s congressional delegation also slammed the move by Biden to block oil development in the Refuge. They say the new administration needs to figure out a way to compensate those that would have financially benefited from development, including the state of Alaska, and two Alaska Native corporations, Kaktovik Iñupiat Corp. and Arctic Slope Regional Corp.

However, even before Biden’s action, the refuge’s future as a source of oil and jobs was far from secure. The Trump administration held the refuge’s first oil sale on January 6th, 2021, following a 2017 decision by Congress to open the area to leasing. But the sale drew little interest. No major oil companies bid on the leases.

Oil is an essential resource in Alaska and brings a lot of money. When one travels across the State and sees the trans-Alaskan pipeline, one understands the revenues that can be drawn from the black gold. The Alaska administration cuts each resident a check every year from its oil wealth. However, the future of that unique payout is in question amid low oil prices and an economy battered by the coronavirus pandemic. The size of the check — about $1,000 in 2020 — has become a political battle in a state that already struggled to pay its bills. Many of Alaska’s 730,000 people see the money as a right. For some, the checks go toward vacations, vehicles or college savings. For others, they are a key part of their income, especially in rural areas where staples like milk, or laundry detergent have to be flown or shipped in and can come with luxury price tags.

Source: Alaskan newspapers.

Localisation du Refuge (Source : ANWR)

L’oléoduc trans-Alaska (Photo : C. Grandpey)

La surveillance de La Soufrière de St Vincent // Monitoring of St Vincent’s La Soufriere

  Les données fournies par un drone le 9 janvier 2021 confirment que le dôme de lave continue de croître lentement dans le cratère sommital de La Soufrière. Des chercheurs du  Programme des catastrophes en sciences appliquées (Earth Applied Sciences Disasters Program – EASDP) de la NASA ont déclaré avoir récemment détecté une hausse de l’activité sismique sur le volcan La Soufrière à Saint-Vincent-et-les Grenadines, et sur la Montagne Pelée à la Martinique, avec possibilité d’éruptions à court terme.

Dans le cas de St Vincent, le magma a atteint la surface et forme un dôme en phase de croissance, tandis que le volcan émet également des gaz et de la vapeur. Le dôme a une forme ellipsoïde et croît en direction de l’ouest.

La NASA explique que l’activation du programme EASDP permettra de réduire les risques dans le cas d’une éventuelle éruption volcanique, grâce à une meilleure surveillance de la région.

À St Vincent, une équipe de l’Université des Antilles (UWI) a procédé à une observation visuelle du volcan, en particulier des émissions de gaz, avec la prise de photos et la réalisation de vidéos. Ces observations vont permettre de déterminer l’emplacement des instruments destinés à contrôler les émissions de gaz. Les données sismiques de la station Wallibou sont désormais diffusées dans le Centre de recherche sismique (SRC). Une webcam a été installée le 3 janvier 2021 à l’Observatoire de Belmont. Une deuxième caméra a également été installée à Georgetown. L’installation de caméras et de stations météorologiques est prévue au sommet du volcan.

Le programme EASDP de la NASA a répondu à une première demande d’assistance de l’Agence américaine pour le développement international (U.S. Agency for International Development – USAID) coordonnée par le programme SERVIR de Sciences Appliquées. Ce programme opère maintenant directement avec le programme d’assistance aux catastrophes volcaniques (Volcano Disaster Assistance Program – VDAP) de l’USGS.

En décembre 2020, les données infrarouges à ondes courtes du satellite Copernicus Sentinel-2 de l’Agence spatiale européenne (ESA) ont identifié une anomalie thermique sur le volcan  de La Soufrière, indiquant que le magma s’approchait de la surface.

Le niveau d’alerte du volcan reste à Orange, et la NEMO rappelle au public qu’aucun ordre d’évacuation n’a été émis. Environ 20 000 personnes pourraient être évacuées rapidement en cas d’éruption. Elles se trouvent dans la partie septentrionale de l’île. Des centres d’hébergement et des hôtels sont prévus dans le centre et le sud du pays pour recevoir des personnes si une évacuation est nécessaire. En cas d’évacuation, tous les protocoles COVID-19 seront respectés.

Les volcanologues locaux gardent à l’esprit l’éruption de 1979 qui a débuté par un violent séisme le 12 avril. L’activité éruptive a commencé par une série d’explosions de courte durée, qui ont généré de volumineux panaches de cendres le Vendredi Saint, le 13 avril 1979. On a ensuite observé deux semaines d’activité soutenue qui ont culminé avec un panache de 18 km de haut le 17 avril. L’éruption a pris fin le 29 avril.

Source: Médias d’information locaux.

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  The analysis of footage collected from a drone flight over the volcano on January 9th, 2021 confirm that the lava dome is still growing slowly within the summit crater of La Soufriere. Researchers with NASA’s Earth Applied Sciences Disasters Program (EASDP) said they have recently detected increased seismic activity on both La Soufrière volcano on Saint Vincent and the Grenadines, and Mt. Pelée on Martinique, which may indicate an imminent volcanic eruption

In the case of St Vincent magma reaching the surface is forming a growing dome, while the volcano is also releasing gas and steam. The dome has an ellipsoid shape with growth expanding in a westerly direction.

NASA said that the activation of EASDP would aid risk reduction efforts for a potential volcanic eruption, as they closely monitor the region.

In St Vincent, a team from the University of the West Indies (UWI) did a visual observation of the mountain which included observing gas emissions and taking still photos and videos. These will help determine the location to place instruments to monitor the flow of gas.

Seismic data from the Wallibou station on St Vincent is now streaming into the Seismic Research Centre (SRC).

A webcam providing live feed was installed on January 3rd, 2021, at the Belmont Observatory. A second camera was successfully installed at Georgetown. Camera and weather station installations are on the way at the summit.

The NASA program responded to an initial request for assistance from the U.S. Agency for International Development (USAID) coordinated by the Applied Sciences SERVIR program and is now working directly with the USGS Volcano Disaster Assistance Program (VDAP).

In December 2020, Short wave infrared data from the European Space Agency (ESA) Copernicus Sentinel-2 satellite identified a thermal anomaly in the La Soufrière volcano, indicating magma close to the surface.

The La Soufriere volcano’s alert level remains at Orange, and NEMO is reminding the public that no evacuation order or notice has been issued. Roughly 20,000 citizens will be in the path for immediate evacuation if an eruption occurs. These citizens are located in the extreme north of the island. Shelters in the country’s central and southern belts and hotels will be used to house persons once evacuation becomes necessary. In the event of evacuations, all the necessary COVID-19 protocols will be adhered to.

Local volcanologists keep in mind the 1979 eruption which began with only a concise period of unrest, starting with a strong local earthquake on April 12th. Eruptive activity began with a series of short-lived explosions, which generated ash plumes, high into the sky on Good Friday, April 13th, 1979. This heralded two weeks of vigorous activity that peaked with an 18 km high plume on April 17th, and ended on April 29th.

Source : Local news media.

Source : UWI

Le dernier coup d’éclat de Trump // Trump’s latest glorious feat

Les gens qui, comme moi, aiment l’Alaska et l’Arctique ont inévitablement entendu parler de l’Arctic National Wildlife Refuge (ANWR), 78000 kilomètres carrés d’une beauté sauvage à couper le souffle dans la région de North Slope, au nord-est de l’Alaska. C’est le plus grand refuge faunique des États-Unis. On y rencontre une grande variété de plantes, d’animaux et d’oiseaux migrateurs.

La menace planait  depuis plusieurs années. Le président Barack Obama avait fait la sourde oreille, mais Donald Trump ne pouvait pas quitter la présidence sans prendre une de ces décisions stupides dont il a le secret : ouvrir l’ANWR au forage pétrolier et gazier. Les protagonistes du  projet parlent de forage «écologiquement sûr» mais oublient de mentionner les innombrables fuites d’hydrocarbures à Prudhoe Bay et le long de l’oléoduc Trans-Alaska, sans oublier les dizaines de milliers de mètres cubes qui ont pollué le sol pendant des jours.

Le 6 janvier 2021, le Bureau of Land Management, qui dépend de l’administration Trump, doit organiser une vente virtuelle de baux pétroliers et gaziers pour forer dans l’ANWR. Plus précisément, les forages auront lieu dans la vaste plaine côtière, au coeur même du Refuge. Cette zone est un lieu de naissance de la faune arctique, en particulier pour les ours polaires de la Mer de Beaufort, une espèce menacée qui ne compte que 900 individus.

Avec ce projet de forage, ce sont 10 000 années de beauté naturelle qui seront bientôt proposées au plus offrant, à partir de 25 dollars l’acre (0,40 ha). L’acquéreur pourra donc librement effectuer des tests sismiques, ce qui revient à faire vibrer la terre avec un énorme équipement. Si les tests montrent une belle promesse de pétrole (qui reste à prouver), on verra probablement apparaître un complexe industriel avec des routes, des pistes d’atterrissage et des oléoducs connectés à Prudhoe Bay, à environ 130 kilomètres à l’ouest. De toute façon, même si les tests sismiques ne sont pas concluants, ils laisseront de nombreuses cicatrices qui seront visibles pendant des décennies.

Avec Donald Trump, l’initiatrice du projet est Lisa Murkowski, la sénatrice de l’Alaska. Elle et ses collègues républicains ont déclaré que le projet injecterait des revenus importants dans les finances de l’Etat, malgré la mise en garde de l’organisation Taxpayers for Common Sense selon laquelle le projet serait «de toute évidence irresponsable et imprudent sur le plan financier».

Il y a plusieurs mois, cinq grandes banques américaines ont déclaré qu’elles ne financeraient pas l’extraction de combustibles fossiles dans le Refuge Arctique. Selon elles, les forages dans cette réserve naturelle de l’Arctique n’ont aucun sens actuellement avec la forte volatilité du marché pétrolier. L’administration Trump a décidé d’ignorer cette recommandation et a hâte de vendre l’un des endroits les plus sauvages et les plus beaux de la planète avant que Joe Biden ne prenne ses fonctions en janvier. Trump se moque des mises en garde des experts selon lesquels la politique économique américaine reposant sur les combustibles fossiles est, à long terme, suicidaire. Le problème, c’est que l’Alaska est politiquement républicain et le pétrole finance 85% du budget de fonctionnement de l’État. Chaque habitant reçoit un chèque annuel de dividende pétrolier !

La décision de l’administration Trump va à l’encontre du dernier rapport du GIEC dont la conclusion était que «nous devons réduire de moitié nos émissions de CO2 d’ici 2030 et laisser dans le sol 80% de toutes les réserves pétrolières connues, sans les faire brûler. Sinon, notre planète connaîtra une hausse de température estimée à quatre degrés Celsius d’ici 2100.» Pour la population de la région, les Gwich’in, l’Arctic National Wildlife Refuge est «le lieu sacré où la vie commence». Pour essayer de sauver le Refuge, ils ont intenté des poursuites avec d’autres groupes autochtones ; ils ont essayé de convaincre de grandes banques, vêtus de leur tenue traditionnelle. En vain. C’était le pot de terre contre le pot de fer…

Source: Yahoo News, The Guardian.

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People who, like me, love Alaska and the Arctic have inevitably heard of the Arctic National Wildlife Refuge (ANWR), a 78,000-square-kilometre place of stunning wild beauty in north-east Alaska, in the North Slope region. It is the largest national wildlife refuge in the United States. The refuge includes a large variety of species of plants and animals and migratory birds.

The threat had been there for several years. President Barack Obama had turned a deaf ear, but Donald Trump could not leave the presidency without making another stupid decision: open ANWR to oil and gas drilling. The people who encourage the project talk about drilling in an “environmentally safe” manner without mentioning the hundreds of oil spills in Prudhoe Bay and along the Trans-Alaska Oil pipeline, including a 267,000-gallon spill that went undetected for days.

On January 6th, 2021, the Bureau of Land Management, directed by the Trump administration, is scheduled to hold a virtual oil and gas lease sale for drilling in ANWR. More specifically, the drilling would take place in the vast coastal plain, the Refuge’s biological heart: the birthing grounds of the Arctic fauna, especially the Beaufort Sea population of polar bears, a threatened species, numbering only 900.

Thus, 10,000 years of natural beauty will soon be granted to the highest bidder, beginning at $25 an acre. The winner could initiate seismic testing, which means shaking the earth with massive vibration trucks. If the testing shows a strong promise of oil (which is currently unknown), they may build an industrial complex of roads, desalinization plants, airstrips and pipelines, all tied into Prudhoe Bay, about 130 kilometres to the west. Even if the seismic testing does not prove successful, it will produce many scars visible for decades.

Together with Donald Trump, the initiator of the project is Alaska’s Republican senator Lisa Murkowski.. She and her Republican colleagues said it would pump significant revenue into the treasury, despite the Taxpayers for Common Sense’s warning that it would be “blatantly irresponsible and fiscally reckless”.

Months ago, five major U.S. banks announced they would not finance fossil fuel extraction in the Arctic Refuge. They said that Arctic refuge drilling makes zero sense in today’s reality of high oil market volatility. The Trump Administration is ignoring the warning and rushing to sell off one of the wildest places before President-elect Biden takes office in January. Trump does it despite the experts’ warning that the US fossil fuel economy is, in the long run, suicidal. However, in politically conservative Alaska, where oil finances 85% of the state’s operating budget and every resident gets an annual oil dividend check.

The Trump Administration’s decision goes against the recent report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) whose conclusion was that “we must cut our CO2 emissions in half by 2030, and leave 80% of all known oil reserves in the ground, unburned. If not, our planet will experience an estimated four-degree Celsius rise by 2100.”

The local Gwich’in people call the Arctic national wildlife refuge “the sacred place where life begins.” To save the refuge, they have filed lawsuits with other Native groups, and visited major banks, dressed in their traditional attire. But it was definitely the earthen pot against the iron pot…

Source: Yahoo News, The Guardian.

Source : Wikipedia

Méthane (1) : des fuites au Canada // Methane (1) : leaks in Canada

Quand on parle de changement climatique et de réchauffement climatique, le dioxyde de carbone (CO2) est souvent accusé d’être le principal coupable. Cependant, on ne doit pas oublier le méthane (CH4) qui est au moins aussi dangereux. Le méthane est le principal composant du gaz naturel. Si le méthane s’échappe dans l’air avant d’être utilisé – à partir d’une fuite de tuyau, par exemple – il absorbe la chaleur du soleil et réchauffe l’atmosphère. Pour cette raison, il est considéré comme un gaz à effet de serre, au même titre que le dioxyde de carbone. Bien que le méthane ne reste pas aussi longtemps dans l’atmosphère que le dioxyde de carbone, il a un rôle beaucoup plus dévastateur pour le climat en raison de son potentiel d’absorption de la chaleur. Au cours des deux premières décennies qui suivent sa libération, le méthane est 84 fois plus puissant que le dioxyde de carbone.
Le nord-est de la Colombie-Britannique est un important centre de production de pétrole et de gaz naturel depuis les années 1960. Plus récemment, le secteur du gaz de schiste a également ciblé la région. L’un des problèmes auxquels l’industrie pétrolière et gazière doit faire face aujourd’hui est la fuite de gaz, essentiellement de méthane, au niveau des puits de forage. De telles fuites de méthane sont devenues un problème car, comme je l’ai écrit précédemment, ce gaz à effet de serre est beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone.
Une étude a révélé que près de 11% de l’ensemble des puits de pétrole et de gaz du nord-est de la Colombie-Britannique présentent des fuites et laissent échapper, de ce fait, 14 000 mètres cubes de méthane par jour. C’est plus du double des 4,6% observés en Alberta. L’étude concernant le nord-est de la Colombie-Britannique fait également état de réglementations peu strictes qui ont forcément un impact sur l’environnement.
Le gaz de schiste, principalement le méthane, est exploité grâce à la double technique du forage horizontal et de la fracturation hydraulique. La fracturation hydraulique du gaz de schiste s’est répandue au fur et à mesure que les réserves de gaz ont diminué après des décennies d’exploitation. On estime que les réserves de gaz de schiste du nord-est de la Colombie-Britannique contiennent 10 000 milliards de mètres cubes de méthane, ce qui serait suffisant pour approvisionner la consommation mondiale pendant près de trois ans.
L’extraction moderne du pétrole et du gaz s’effectue selon le principe du puits de forage qui traverse généralement plusieurs couches géologiques contenant des saumures et des hydrocarbures. La fracturation implique l’injection profonde à haute pression de grands volumes d’eau, de sable et de produits chimiques dans le puits de forage. Le but est de fracturer la roche et libérer le gaz naturel, le pétrole et les saumures. Les tuyaux et les produits d’étanchéité (généralement du ciment) placés dans le puits de forage le protègent contre l’effondrement et empêchent les fluides de se déplacer entre les couches géologiques.
Le problème, c’est que ces structures ne sont pas d’une sécurité à toute épreuve. Des lacunes dans la conception ou la construction du puits de forage, ou l’usure du tuyau ou du scellant au fil du temps, peuvent mettre en contact des couches qui resteraient naturellement géologiquement isolées.
Des fuites de puits de forage peuvent se produire lorsque les puits sont encore actifs et productifs, mais aussi quand ils ont été définitivement abandonnés après épuisement de leur production. La possibilité de fuite de ces puits soulève des problèmes environnementaux, d’autant plus qu’ils sont rarement ou jamais répértoriés. Outre la libération de gaz à effet de serre qui contribuent au réchauffement climatique et au changement climatique, ces puits non étanches sont susceptibles de contaminer les eaux souterraines et les eaux de surface avec des hydrocarbures, des produits chimiques contenus dans les fluides de fracturation hydraulique et les saumures.
Les fuites de puits de forage ont plusieurs conséquences majeures sur la santé publique et l’environnement:
– Au total, ces fuites en Colombie Britannique libèrent des gaz à effet de serre équivalant à 75 000 tonnes de dioxyde de carbone par an. Cela équivaut à peu près aux émissions de 17 000 véhicules de tourisme.
– Les gaz qui s’échappent des puits de forage peuvent contenir aussi du sulfure d’hydrogène (H2S) qui est toxique et mortel à des concentrations élevées.
– Aucun programme de surveillance n’est en place pour l’inspection des puits déjà abandonnés. Ils peuvent fuir pendant longtemps avant que la fuite ne soit détectée et réparée.
L’exploitation du gaz de schiste peut avoir des impacts environnementaux bien après l’abandon d’un puits. L’étude conclut en demandant aux provinces canadiennes concernées de mettre absolument en œuvre des directives exigeant la surveillance des puits après leur abandon, la communication des résultats et l’application de mesures correctives pour arrêter les fuites des puits abandonnés.
Source: The National Interest, The Conversation…

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When speaking about climate change and global warming, carbon dioxide (CO2) is often mentioned as the main culprit. However, one should not forget methane (CH4) which is at least as dangerous. Methane is the primary component of natural gas. If methane leaks into the air before being used – from a leaky pipe, for instance – it absorbs the sun’s heat, warming the atmosphere. For this reason, it’s considered a greenhouse gas, like carbon dioxide. While methane doesn’t linger as long in the atmosphere as carbon dioxide, it is initially far more devastating to the climate because of how effectively it absorbs heat. In the first two decades after its release, methane is 84 times more potent than carbon dioxide.

Northeastern British Columbia has been a major centre of conventional oil and gas production since the 1960s. More recently, the shale gas sector has also targeted the region. One of the issues the oil and gas industry has to face today is the leakage of gases from wellbores. Methane leakage from wellbores has become an important issue because, as I put it before, this greenhouse gas is far more potent than carbon dioxide.

A study has found that almost 11 per cent of all oil and gas wells in northeastern British Columbia (B.C.) had a reported leak, together releasing 14,000 cubic metres of methane per day. This is more than double the leakage rate of 4.6 per cent in Alberta. The research in northeastern B.C. also found weak regulations that will represent risks for the environment.

Shale gas, principally methane, is exploited through the combined techniques of horizontal drilling and hydraulic fracking. Shale gas fracking has increased as conventional gas reserves have declined after decades of exploitation. Northeastern B.C.’s shale gas reserves are estimated to hold 10,000 billion cubic metres of methane, enough to supply worldwide consumption for almost three years.

All modern oil and gas wells are constructed in a wellbore, which typically traverses many geologic layers containing brines and hydrocarbons. Fracking involves the deep underground high-pressure injection of large volumes of water, sand and chemicals into the wellbore, to fracture the rock and release the natural gas, petroleum and brines. Pipes and sealants (usually cement) placed in the wellbore protect it against collapse and squeezing, and prevent fluids from moving between geologic layers.

But these structures are not always fail-safe. Deficiencies in the design or construction of the wellbore, or weakening of the pipe or sealant over time, can connect layers that would naturally remain geologically isolated.

Wellbore leakage can occur along actively producing wells or wells that have been permanently abandoned after their productive life is over. The possibility of leakage from these wells has raised environmental concerns, especially since leaky wells are likely under-reported. In addition to the release of greenhouse gases, which contribute to global warming and climate change, these leaking wells could contaminate groundwater and surface water with hydrocarbons, chemicals contained in fracking fluids and brines.

There are several main consequences to public health and the environment from wellbore leakage:

– Altogether, the B.C. leaking wellbores are releasing greenhouse gases equivalent to 75,000 tonnes of carbon dioxide annually. This is roughly equivalent to the emissions from 17,000 passenger vehicles.

– There is also the possibility that the venting gases will contain hydrogen sulphide (H2S) which is poisonous and deadly at high concentrations.

– There is no monitoring program in place for the inspection of wells that have already been abandoned. These abandoned wells could leak for a long time before the leakage is detected and repaired.

Shale gas exploitation can have environmental impacts long after a well has been abandoned. Provinces should implement regulations that require monitoring wells after abandonment, reporting the results and applying corrective measures to stop leaks from abandoned wells.

Source : The National Interest, The Conversation.

Puits de gaz et de pétrole en Colombie Britannique (Source: The Conversation)

Mesure et analyse des gaz sur le Kilauea (Hawaii) // Measurement and analysis of gases on Kilauea Volcano (Hawaii)

Après les géodésistes, l’Observatoire des Volcans d’Hawaii(HVO) explique le rôle joué par les géochimistes dans l’analyse du comportement du Kilauea.
Les gaz donnent des indications précieuses sur les processus volcaniques, même quand le volcan n’est pas en éruption. Les ratios de gaz émis, comme le dioxyde de carbone (CO2) et le dioxyde de soufre (SO2), peuvent renseigner les scientifiques sur la profondeur à laquelle se trouve le magma. La quantité de SO2 émise par le volcan reflète également la quantité de magma ou de lave en cours de dégazage.
Les géochimistes du HVO utilisent diverses méthodes pour contrôler les émissions de gaz du Mauna Loa et du Kilauea, avec des mesures directes et des techniques à distance. L’une des mesures les plus fréquentes concerne les émissions de SO2, afin de savoir combien de tonnes sont émises par jour. Pour cela, les géochimistes se rendent sous le panache de gaz avec un spectromètre ultraviolet. Le SO2 absorbe la lumière ultraviolette, donc lorsqu’il y a une plus grande quantité de SO2 dans le panache éruptif, une plus faible quantité de lumière ultraviolette atteint le spectromètre. Ces mesures sont actuellement effectuées toutes les 2 à 4 semaines. Par contre, pendant l’éruption de 2018, elles étaient effectuées au minimum tous les deux jours. Lorsque le lac de lave s’agitait au sommet de Kilauea, le HVO avait un réseau de spectromètres qui calculait les émissions de SO2 toutes les quelques secondes.
Les géochimistes s’appuient également sur le rapport entre le CO2 et le SO2. Les rapports de quantités de ces gaz donnent des informations sur la profondeur à laquelle se trouve le magma. Le CO2 n’absorbe pas la lumière ultraviolette comme le SO2 ; les scientifiques mesurent donc directement le CO2. Pour ce faire, ils utilisent des capteurs placés directement dans le panache de gaz volcanique. Par exemple, le capteur «MultiGas» pompe le gaz et détermine les concentrations de CO2, SO2, H2S et de vapeur d’eau. Le travail consiste ensuite à calculer leurs ratios et à contrôler les fluctuations qui pourraient indiquer une augmentation du magma dans le volcan.
Il existe trois types de capteurs MultiGas au HVO: 1) des stations permanentes sur le Kilauea et le Mauna Loa qui envoient des données au HVO en temps réel: 2) un MultiGas portable, de la taille d’une grande mallette qui permet de contrôler la chimie des gaz dans de nombreux endroits; 3) un MultiGas miniaturisé monté sur un drone pour mesurer le gaz dans des sites dangereux ou inaccessibles.
Il y a d’autres gaz présents en faibles quantités dans les panaches volcaniques. Eux aussi peuvent fournir des informations préciueses sur le comportement d’un volcan. Pour mesurer ces gaz mineurs tels que le chlore, le fluor et l’hélium, les géochimistes utilisent des méthodes à distance et sur le terrain.
De nombreux gaz volcaniques absorbent le rayonnement infrarouge ; en conséquence, pendant les éruptions, le HVO peut utiliser la télédétection de l’énergie infrarouge émise par la lave. Un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) détecte différentes longueurs d’onde infrarouge et mesure leur absorption par de nombreux gaz simultanément. Cela fournit de nombreux ratios de gaz qui aident à comprendre les processus de dégazage lors des éruptions.
Une autre façon de mesurer plusieurs gaz volcaniques à la fois est de les collecter dans une bouteille de l’envoyer au laboratoire pour analyse. Pour cela, les scientifiques utilisent une bouteille spéciale [NDLR : avec le vide à l’intérieur] équipée s »un tube que l’on introduit dans une fumerolle. Ce type d’échantillonnage est actuellement effectué une fois tous les trois mois au niveau des Sulphur Banks dans le Parc National des Volcans d’Hawaï pour contrôler sur le long terme l’évolution de la chimie du gaz.
Ce travail suppose l’utilisation d’un grand nombre d’instruments. C’est pour ce la que l’équipe de géochimistes travaille en étroite collaboration avec les techniciens du HVO et les informaticiens pour s’assurer que tout  cetéquipement fonctionne correctement.
Source: USGS / HVO.

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After the geodesists, the Hawaiian Volcano Observatory (HVO) esplians the part played by geochemists in analysing the behaviour of Kilauea Volcano.

Volcanic gases give clues about volcanic processes, even when no lava is erupting. Ratios of escaped gases like carbon dioxide (CO2) and sulphur dioxide (SO2) can tell scientists about magma depth. The total amount of SO2 released also reflects the amount of magma or lava that is degassing.

HVO geochemists use a variety of methods to track gas emissions from Mauna Loa and Kilauea, including direct measurements and remote techniques. One of the most frequent measurements is the SO2 emission rate, in order to know how many tonnes are emitted per day. For this, geochemists drive or walk under the gas plume with an ultraviolet spectrometer. SO2 absorbs ultraviolet light, so when more SO2 is present overhead, less ultraviolet light reaches the spectrometer. These measurements are currently made once every 2-4 weeks, whereas during the 2018 eruption, they were made at least every other day. When Kīlauea’s summit lava lake was present, HVO had a network of spectrometers that calculated the SO2 emission rate every few seconds.

Another measurement geochemists rely on is the ratio of CO2 to SO2. The relative amounts of those gases give information about the depth of magma. CO2 does not absorb ultraviolet light like SO2, so scientists measure CO2 directly. To do this, they use sensors placed right in the volcanic gas. For instance, an instrument called “MultiGas” pumps in gas and determines concentrations of CO2, SO2, H2S and water vapour. The job is then to calculate their ratios and track changes that might indicate magma rising within the volcano.

There are three types of MultiGas at HVO: 1) permanent stations on Kilauea and Mauna Loa that send data to HVO in real-time: 2) a portable MultiGas, which is the size of a large briefcase and allows to check gas chemistry in many places; 3) a miniaturized MultiGas mounted on a drone to measure gas in hazardous or inaccessible sites.

There are additional gases in volcanic plumes that are not present in large amounts but still provide information about volcanic behaviour. To measure those minor gases, including chlorine, fluorine, and helium, geochemists use remote and direct methods.

Many volcanic gases absorb infrared radiation, so during eruptions HVO can use remote sensing of infrared energy emitted by lava. A Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer detects different wavelengths of infrared and measures absorption by numerous gases simultaneously. This provides many gas ratios that help to understand degassing processes during eruptions.

Another way to measure multiple volcanic gases at once is to collect a bottle of gas and send it to the lab for chemical analysis. For this, scientists use a special glass bottle with tubing inserted into a fumarole. This kind of sampling is currently done once every three months at Sulphur Banks in Hawaii Volcanoes National Park to track long-term changes in gas chemistry.

That’s a lot of instrumentation, so the gas geochemistry team works closely with HVO technicians and IT specialists to make sure that all the equipment functions properly.

Source: USGS / HVO.

Panache de gaz au-dessus du lac de lave du Kilauea

Sulphur Banks, dans le Parc des Volcans d’Hawaii

(Photos: C. GRandpey)