Évaluation de la récupérabilité des réserves de gaz de schiste et du potentiel de développement tridimensionnel : une étude de cas du bloc Weiyuan, bassin du Sichuan

Pourquoi ce gaz enfoui compte pour la vie quotidienne

Alors que le monde cherche des alternatives plus propres au charbon et au pétrole, le gaz naturel enfermé profondément dans la roche de schiste est devenu un combustible-pont important. La Chine, qui importe une grande partie de son gaz, est particulièrement intéressée par l’exploitation de son propre sous-sol. Cette étude examine un grand gisement de gaz de schiste dans le sud-ouest de la Chine — le bloc Weiyuan dans le bassin du Sichuan — afin d’évaluer combien de ce gaz est réellement récupérable aujourd’hui, quelle part reste inexploitée et comment un forage tridimensionnel plus intelligent pourrait libérer bien davantage de cette ressource cachée.

Un champ qui n’exploite qu’une fine tranche de roche

Dans le bloc Weiyuan, des centaines de puits horizontaux ont déjà été forés dans un empilement de couches de schiste porteuses de gaz connues collectivement sous le nom d’intervalle Wufeng–Longmaxi. Pourtant, malgré une épaisseur totale de schiste d’environ 44–54 mètres, les puits existants exploitent principalement une zone étroite au milieu. Les auteurs montrent que les fractures créées lors de la fracturation hydraulique atteignent généralement seulement 10–15 mètres de hauteur, balayant donc une fraction de la colonne rocheuse verticale. En corrélant soigneusement la production à long terme de chaque puits avec les propriétés de la roche et la hauteur des fractures, ils ont constaté qu’en moyenne seulement environ 13,8 mètres d’épaisseur contribuent véritablement au flux de gaz — soit à peu près 30 % du réservoir disponible.

Mesurer ce qui a été exploité et ce qui reste

Pour comprendre l’efficience du drainage du gisement, les chercheurs ont estimé la « récupération ultime » du gaz pour des centaines de puits et l’ont comparée à la quantité de gaz initialement présente dans le volume de roche que chaque puits peut influencer. Ils ont combiné plusieurs méthodes d’ingénierie, puis ajusté de manière itérative l’épaisseur verticale de roche supposée alimenter chaque puits jusqu’à ce que la récupération calculée corresponde à la production réelle. Dans l’ensemble du bloc Weiyuan, un puits typique récupère finalement environ les trois quarts du gaz contenu dans le volume de roche effectivement balayé. Cependant, parce que les puits n’atteignent qu’une hauteur limitée de l’empilement de schiste, une grande part du gaz total reste hors de portée des fractures existantes.

Gaz caché dans des couches non touchées au-dessus et en dessous

En soustrayant le gaz déjà sous le contrôle du réseau de puits actuel de l’endowment géologique total, l’équipe a calculé qu’environ 1 690 × 10⁸ mètres cubes de gaz sont encore présents dans le sol dans la principale zone de production — bien plus que ce qui a été remonté à la surface. Une grande partie de ce gaz restant se trouve dans des zones verticales « résiduelles » au-dessus et en dessous de la bande actuellement exploitée, plutôt que dans des écarts horizontaux inexplorés entre les puits. En moyenne, plus de 26 mètres d’épaisseur de schiste par emplacement restent inutilisés, les intervalles inexplorés les plus épais et les réserves restantes les plus riches étant concentrés dans la partie orientale du champ. Ces résultats mettent en évidence des points chauds géographiques où des couches supplémentaires pourraient être ciblées par de nouveaux puits.

Toutes les couches rocheuses ne se valent pas

L’étude divise également le schiste en roche de qualité supérieure « Type I » et en roche de qualité plus modeste « Type II », selon la teneur en matière organique, l’espace poreux et la fragilité. En utilisant les données de plus de 180 000 emplacements dans un modèle géologique, les auteurs ont quantifié la quantité de gaz que chaque type de roche peut fournir par mètre d’épaisseur. Ils ont constaté que, pour la même épaisseur et la même surface, la roche de premier ordre Type I produit environ 3,7 fois plus de gaz que la Type II. Autrement dit, il faudrait près de quatre fois plus d’épaisseur de Type II pour égaler la production d’un mètre de Type I. Cette distinction est cruciale lors de la planification d’un développement tridimensionnel : ajouter simplement des couches ne suffit pas — les opérateurs doivent se concentrer là où la roche restante est épaisse et de bonne qualité.

Trouver les zones favorables pour les forages futurs

En combinant des cartes d’épaisseur inutilisée, de qualité de roche et de richesse en gaz restant, les auteurs ont identifié les zones les plus adaptées à un développement multicouche, ou « tridimensionnel ». Ils ont privilégié les secteurs où l’épaisseur inutilisée totale et la roche inutilisée de haute qualité étaient substantielles, et où le gaz restant par kilomètre carré était élevé. Ce processus a mis en évidence environ 116,7 kilomètres carrés de terrain particulièrement prometteurs dans la partie orientale du bloc Weiyuan, contenant environ 700,7 × 10⁸ mètres cubes de gaz qui pourraient être exploités par des couches supplémentaires de puits bien placées au-dessus ou en dessous des puits existants.

Ce que cela signifie pour l’approvisionnement futur en gaz

Pour les non-spécialistes, le message principal est que le gisement de gaz de schiste de Weiyuan — et probablement beaucoup d’autres — contient encore bien plus de gaz que ce que les puits actuels atteignent, même dans des zones qui semblent déjà densément développées sur une carte. Les puits actuels ratisse principalement une bande médiane de la roche, laissant des zones épaisses de schiste riches en gaz au-dessus et en dessous. En cartographiant mieux quelles couches sont les plus productives et où la roche inutilisée est la plus épaisse, les opérateurs peuvent concevoir des puits horizontaux empilés qui fonctionnent comme des étagères dans une haute unité de stockage, puisant le gaz de haut en bas plutôt que depuis un seul niveau. Si cette approche tridimensionnelle est appliquée avec soin, elle pourrait accroître significativement la production nationale de gaz et améliorer la sécurité énergétique, tout en tirant meilleur parti des infrastructures déjà en place.

Citation: He, S., Li, X., Lin, Y. et al. Evaluation of shale gas reserve recoverability and three-dimensional development potential: a case study of the Weiyuan Block, Sichuan basin. Sci Rep 16, 7625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39245-5

Mots-clés: gaz de schiste, bloc Weiyuan, développement tridimensionnel, utilisation du réservoir, bassin du Sichuan