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Caractérisation hydrogéologique et modélisation du système d’écoulement au-dessus de champs gaziers, sous-bassin de Moncton, sud du Nouveau-Brunswick.

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Huchet, François (2018). Caractérisation hydrogéologique et modélisation du système d’écoulement au-dessus de champs gaziers, sous-bassin de Moncton, sud du Nouveau-Brunswick. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 556 p.

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Résumé

Les récentes avancées techniques développées par l’industrie gazière ont rendu accessible la production de gaz naturel à partir de réservoirs non conventionnels. Au sud du Nouveau- Brunswick, du gaz est extrait depuis 2003 dans le champ McCully à partir d’unités sédimentaires peu perméables du sous-bassin de Moncton. Face aux risques environnementaux générés par ces activités, les inquiétudes de la population ont entraîné l’application d’un moratoire interdisant la fracturation hydraulique dans la province depuis juin 2015. Les travaux documentés dans ce mémoire de maîtrise ont été réalisés dans le cadre d’un projet mené par la Commission géologique du Canada (CGC) visant à évaluer la vulnérabilité de l’aquifère superficiel face aux opérations gazières profondes dans le sous-bassin de Moncton. Afin de déterminer les conditions hydrogéologiques de ce territoire de 1 417 km², l’étude a nécessité l’acquisition de données de terrain entre 2016 et 2018. Les travaux de caractérisation spécifiquement réalisés dans le cadre du présent mémoire avaient pour but d’interpréter les conditions hydrogéologiques de la région d’étude en fonction des données existantes et des nouvelles données acquises dans le cadre du projet de la CGC. Pour ce faire, les données disponibles ont été interprétées, des cartes hydrogéologiques ont été produites et un modèle numérique d’écoulement de l’eau souterraine a été développé. La compréhension du système d’écoulement avait notamment pour but de contribuer à l’évaluation de la vulnérabilité de l’aquifère superficiel par rapport aux activités pétrolières profondes. Les travaux réalisés dans le cadre de cette maîtrise montrent que les deux bassins de la région d’étude sont caractérisés par 1) une piézométrie contrôlée par la topographie, 2) des dépôts superficiels généralement peu épais et perméables favorisant la recharge de la nappe, 3) un aquifère rocheux à nappe libre, très fracturé en sous-surface et relativement vulnérable à une contamination provenant de la surface, et 4) une recharge moyenne de 300 mm/an. Les données existantes et acquises, ainsi que le modèle numérique 2D, indiquent que la zone active d’écoulement de l’eau souterraine est peu profonde et essentiellement concentrée dans les 50 à 100 premiers mètres sous la surface. Aucune évidence de lien hydraulique entre les formations géologiques profondes où se fait la production d’hydrocarbures et l’aquifère de surface n’a été trouvée. Toutefois, la région modélisée n’inclut aucune zone de failles.

Abstract

Recent technological developments made by the oil and gas industry have allowed natural gas extraction from unconventional reservoirs. Natural gas has been extracted in southern New Brunswick in the McCully gas field since 2003 from low permeability sedimentary units of the Moncton sub-basin. In view of the environmental risks related to these activities, concerns voiced by the local population led to a moratorium banning hydraulic fracturing in the province in June 2015. The work documented in the present M.Sc. thesis was carried out as part of a larger project led by Geological Survey of Canada (GSC) aiming to assess the shallow aquifer vulnerability to deep gas extraction in the Moncton sub-basin. Fieldwork was conducted between 2016 and 2018 to collect data in order to define hydrogeological conditions of this 1 417 km² area. The characterization work carried out as part of this M.Sc. research aimed to interpret hydrogeological conditions in the study area based on existing data, as well as the new data acquired through the GSC project. To this end, available data were interpreted, hydrogeological maps were produced and a numerical groundwater flow model was developed. The understanding of the flow system aimed to contribute to the assessment of the aquifer vulnerability to deep hydrocarbon operations. The work carried out as part of this M.Sc. research shows that the two watersheds in the study area are characterized by 1) a topography-driven groundwater flow system, 2) thin, permeable surficial deposits favoring aquifer recharge, 3) an unconfined rock aquifer, which is highly fractured in its upper part, and is therefore relatively vulnerable to surface contamination that would potentially be released at the surface and 4) an average recharge of 300 mm/year. Existing and acquired data, as well as the 2D numerical model, indicate that the active groundwater flow zone is relatively shallow, being essentially concentrated in the upper 50 to 100 meters below the ground surface. No evidence of hydraulic link between deep geological formations where hydrocarbons are extracted and shallow groundwater was found. However, the selected modeled region does not include any fault zone.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lefebvre, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Rivard, Christine
Mots-clés libres: gaz de shale; conductivité hydraulique; aquifère; piézométrie; confinement; recharge; vulnérabilité; modélisation; temps de résidence; Nouveau-Brunswick; shale gas; hydraulic conductivity; aquifer; piezometric surface; confining conditions; vulnerability; numerical modeling; residence time; New Brunswick
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 19 oct. 2018 15:46
Dernière modification: 19 oct. 2018 15:46
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7689

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