Étiquette : gas

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…

————————————————-

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.

———————————————

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)

 

Une éruption du Taal pourrait affecter la production d’énergie // A Taal eruption might affect energy production

Les autorités philippines craignent qu’une violente éruption du Taal perturbe le fonctionnement des centrales électriques ainsi que des installations pétrolières et gazières dans la province de Batangas. Outre la vulnérabilité des turbines des centrales électriques aux importantes retombées de cendre, la sensibilité des installations énergétiques à la sismicité intense suscite également des inquiétudes.
Si nécessaire, le Ministère de l’Énergie devra immédiatement proposer des plans d’urgence. La province de Batangas abrite sept centrales électriques d’une capacité installée de 4 305 mégawatts, soit un tiers de la capacité de production d’énergie de l’île de Luzon.
Pour le moment, le complexe énergétique fonctionne normalement et sans interruption, mais les retombées de cendre et l’accumulation de cette dernière peuvent endommager les turbines à gaz des centrales, ce qui pourrait affecter leur capacité à fournir de l’énergie.
Pilipinas Shell Petroleum Corp., qui exploite une raffinerie de pétrole de 110 000 barils par jour dans la ville de Batangas, indique que ses installations fonctionnent «normalement», mais que la compagnie reste »vigilante ».
Phoenix Petroleum Philippines Inc. exploite également un terminal pétrochimique à Calaca. Le PHIVOLCS a indiqué qu’une série de séismes volcaniques a frappé Calaca qui se trouve juste à l’extérieur de la zone de danger de 14 kilomètres autour du Taal.

Source : Manila Bulletin.

Vous verrez ci-dessous trois cartes montrant (point bleu) l’emplacement du volcan Taal aux Philippines. Vous pouvez zoomer pour observer les régions susceptibles d’être affectées par une éruption La carte originale est à cette adresse:
https://en.wikipedia.org/wiki/Taal_Volcano#/map/0

++++++++++

Dernières nouvelles: Au cours des dernières heures, l’activité du volcan Taal s’est manifestée par l’émission de panaches de vapeur au niveau du cratère principal (Main Crater). Cependant, plusieurs paramètres montrent que le magma est toujours en mouvement sous le volcan. Tout d’abord, la sismicité reste très intense. Le PHIVOLCS indique que depuis le 12 janvier 2020 à 13 heures, 701 séismes d’origine volcanique ont été enregistrés. Au cours des dernières 24 heures, le réseau sismique autour du Taal a enregistré 673 séismes volcaniques, dont 12 événements basse fréquence.

Une autre preuve que le magma s’agite sous le volcan en provoquant une inflation de l’édifice réside dans les fissures mentionnées précédemment qui se sont élargies de quelques centimètres. De nouvelles fissures sont également apparues.
La prévision volcanique ne peut pas aller plus loin. Personne ne sait si et quand une éruption majeure aura lieu et, si elle a lieu, personne ne peut dire quelle sera son envergure.
En attendant, le niveau d’alerte 4 reste en vigueur sur le Taal.
Source: PHIVOLCS.

———————————————

Philippine authorities fear that a powerful eruption of Taal Volcano might disrupt the operations of vital power plants as well as oil and gas installations in Batangas. Apart from the vulnerability of power plant turbines to severe ashfall, there are also concerns about the sensitivity of fuel facilities in the province to the intense seismicity.

If needed, the Department of Energy should immediately come up with contingency plans. Batangas houses seven power plants with an aggregate installed capacity of 4,305 megawatts, or one-third of Luzon’s power generating capacity.

For the time being, the operations of the energy complex remain uninterrupted,  but the accumulating ashfall has the potential to cause damage to the plants’ gas turbines, which in turn could affect their ability to deliver power.

Pilipinas Shell Petroleum Corp., which operates a 110,000-barrel per day oil refinery in Batangas City, had described as “normal” its business operations, while it “remains alert.”

Phoenix Petroleum Philippines Inc. also runs a petrochemicals terminal in Calaca. PHIVOLCS said a series of volcanic quakes struck Calaca, which lies just outside the designated 14-kilometer danger zone around Taal.

Source: Manila Bulletin.

You will see below three maps showing (blue dot) the location of Taal Volcano in the Philippines. You can zoom in to observe the regions that may be affected by an eruption The original map is at this address:

https://en.wikipedia.org/wiki/Taal_Volcano#/map/0

++++++++++

Latest news: During the past hours, activity at Taal volcano was still characterized by weak emission of steam-laden plumes from the Main Crater. However, several parameters show that magma is still moving beneath the volcano. First of all, seismicity is still very intense. PHIVOLCS indicates that since January 12th, 2020, 701 volcanic earthquakes have been recorded. In the last 24 hours, the Taal Volcano Network has recorded 673 volcanic earthquakes, including 12 low-frequency earthquakes.

Another evidence that magma is moving beneath the volcano and inflating it lies with the fissures mentioned in previous posts which have been observed to widen by a few centimetres. New cracks have also appeared.

Volcanic prediction cannot go any further. Nobody knows if or when a major eruption will take place and, if it takes place, no one can say how important it will be.

Meantime, alert level 4 remains in effect over Taal Volcano.

Source: PHIVOLCS.

Source: Google Maps

White Island (Nouvelle Zélande): Pas de nouvelle éruption // No new eruption

Depuis l’éruption du 9 décembre 2019, aucune autre activité éruptive n’a été observée à White Island. Le niveau du tremor reste bas. Cependant, des gaz et de la vapeur à haute température (plus de 650°C) s’échappent des bouches actives à l’arrière du cratère. Des niveaux élevés (~ 15 kg /s) de dioxyde de soufre (SO2) continuent d’être rejetés par le volcan. Les valeurs sont toutefois légèrement inférieures à celles (~ 20 kg /s) mesurées le 12 décembre.
Les scientifiques néo-zélandais expliquent que de nouveaux épisodes éruptifs sont peu probables dans les prochains jours. Cependant, une explosion reste possible dans le secteur de la bouche principale. Elle pourrait se produire sans prévenir, surtout s’il y a un effondrement de matériau instable autour de l’une des bouches actives, ou si les émissions de gaz diminuent considérablement, ce qui permettrait à l’eau de pénétrer dans une bouche.
Le niveau d’alerte volcanique reste à 2 et la couleur de l’alerte aérienne est maintenue à Orange.
Source: GeoNet.

——————————————–

Since the eruption of December 9th, 2019, no other eruptive activity has occurred at White Island. The level of volcanic tremor remains low. However, very hot gas and steam (more than 650 °C) is being discharged from active vents at the back of the crater. High levels (~15 kg/s) of sulphur dioxide (SO2) continue to be discharged. The values are slightly lower than those (~20 kg/s) measured on December 12th.

NZ scientists explain that more eruptions are unlikely in the next few days. However, an explosive eruption from the main vent area remains possible and could still occur with no precursory activity, especially if there is a collapse of unstable material around one of the vents, or if the gas emission decreases markedly, allowing water to enter the vent.

The volcanic alert level remains at 2 and the aviation colour code is kept at Orange.

Source : GeoNet.

  Image thermique du cratère de White Island (Source : GeoNet)