Abstract
The objective of this work is to assess the environmental impact of the drilling sludge system in Algeria in the sea
between Skikda and Annaba. Water-based sludge (WBM) and oil-based sludge (OBM) are used when drilling wells in
the projected sea between Skikda and Annaba and have significant pollution potential. A Life Cycle Assessment
(LCA) approach is used to assess the effects of many drilling sludge systems at all stages of their life cycle, such as
their use, treatment and disposal. The environmental impacts are compared to two treatment scenarios corresponding
to the management of drilling waste already applied to Hassi Messaoud: stabilization/ solidification and absorption.
Impact analysis using the CML method and LCIA model is performed in SIMAPRO7. This assessment identifies
human and marine toxicity as the primary impact category in this specific marine context and identifies contributions
to emissions. The impact on the local marine environment is the largest drilling mud life cycle is mainly related to
emissions from stocks, treated cuttings and stage 16 drilling for aquifers. The main contributing substances are
aromatic hydrocarbons and minerals, particularly barium, zinc, antimony, arsenic and aluminium. For comparison of
treatment scenarios, stabilization/solidification seems to be the best solution, as it has the lowest effect in the two
dominant categories due to waste reduction: avoided sludge storage in the reserve pit. The second best case scenario is
thermal adsorption, which has the lowest carcinogenic effect due to reduced hydrocarbons (<1%) and avoided effects
of recovered oil. Modelling of the fate of toxic substances will be improved taking into account their specific impact
on the site.
Keywords: offshore exploration drilling, mud, hydrocarbons, treatments scenarios, life cycle impact assessment.
Résumé
L’objectif de ce mémoire est d’évaluer l’impact environnemental du système de boues de forage en Algérie dans la
mer entre Skikda et Annaba. Les boues aqueuses (WBM) et les boues à base de pétrole (OBM) sont utilisées lors du
forage de puits dans la mer projetée entre Skikda et Annaba et présentent un potentiel de pollution important. Une
approche d’évaluation du cycle de vie (ACV) est utilisée pour évaluer les effets de nombreux systèmes de boues de
forage à toutes les étapes de leur cycle de vie, comme leur utilisation, leur traitement et leur élimination. Les impacts
environnementaux sont comparés à deux scénarios de traitement correspondant à la gestion des déchets de forage déjà
appliqués à Hassi Messaoud : stabilisation / solidification et absorption. L’analyse d’impact à l’aide de la méthode
CML et du modèle LCIA est effectuée dans SIMAPRO7. Cette évaluation identifie la toxicité humaine et marine
comme la principale catégorie d’impact dans ce contexte marin particulier et identifie les contributions aux émissions.
L’impact sur l’environnement marin local est le plus important cycle de vie des boues de forage est principalement lié
aux émissions provenant des stocks, des déblais traités et du forage de phase 16 pour les aquifères. Les hydrocarbures
aromatiques et les minéraux, en particulier le baryum, le zinc, l’antimoine, l’arsenic et l’aluminium, en sont les
principales substances. Pour la comparaison des scénarios de traitement, la stabilisation/solidification semble être la
meilleure solution, car elle a l’effet le plus faible dans les deux catégories dominantes en raison de la réduction des
déchets : stockage des boues évité dans la fosse de réserve. Le deuxième meilleur scénario est l’adsorption thermique,
qui a l’effet cancérogène le plus faible en raison de la réduction des hydrocarbures moins de 1 % et des effets évités
du pétrole récupéré. La modélisation du devenir des substances toxiques sera améliorée en tenant compte de leur
impact spécifique sur le site.
Les mots clés : analyse d’impact, forage d’exploration offshore, boues, hydrocarbures, scénarios
de traitement, cycle de vie.
The objective of this work is to assess the environmental impact of the drilling sludge system in Algeria in the sea
between Skikda and Annaba. Water-based sludge (WBM) and oil-based sludge (OBM) are used when drilling wells in
the projected sea between Skikda and Annaba and have significant pollution potential. A Life Cycle Assessment
(LCA) approach is used to assess the effects of many drilling sludge systems at all stages of their life cycle, such as
their use, treatment and disposal. The environmental impacts are compared to two treatment scenarios corresponding
to the management of drilling waste already applied to Hassi Messaoud: stabilization/ solidification and absorption.
Impact analysis using the CML method and LCIA model is performed in SIMAPRO7. This assessment identifies
human and marine toxicity as the primary impact category in this specific marine context and identifies contributions
to emissions. The impact on the local marine environment is the largest drilling mud life cycle is mainly related to
emissions from stocks, treated cuttings and stage 16 drilling for aquifers. The main contributing substances are
aromatic hydrocarbons and minerals, particularly barium, zinc, antimony, arsenic and aluminium. For comparison of
treatment scenarios, stabilization/solidification seems to be the best solution, as it has the lowest effect in the two
dominant categories due to waste reduction: avoided sludge storage in the reserve pit. The second best case scenario is
thermal adsorption, which has the lowest carcinogenic effect due to reduced hydrocarbons (<1%) and avoided effects
of recovered oil. Modelling of the fate of toxic substances will be improved taking into account their specific impact
on the site.
Keywords: offshore exploration drilling, mud, hydrocarbons, treatments scenarios, life cycle impact assessment.
Résumé
L’objectif de ce mémoire est d’évaluer l’impact environnemental du système de boues de forage en Algérie dans la
mer entre Skikda et Annaba. Les boues aqueuses (WBM) et les boues à base de pétrole (OBM) sont utilisées lors du
forage de puits dans la mer projetée entre Skikda et Annaba et présentent un potentiel de pollution important. Une
approche d’évaluation du cycle de vie (ACV) est utilisée pour évaluer les effets de nombreux systèmes de boues de
forage à toutes les étapes de leur cycle de vie, comme leur utilisation, leur traitement et leur élimination. Les impacts
environnementaux sont comparés à deux scénarios de traitement correspondant à la gestion des déchets de forage déjà
appliqués à Hassi Messaoud : stabilisation / solidification et absorption. L’analyse d’impact à l’aide de la méthode
CML et du modèle LCIA est effectuée dans SIMAPRO7. Cette évaluation identifie la toxicité humaine et marine
comme la principale catégorie d’impact dans ce contexte marin particulier et identifie les contributions aux émissions.
L’impact sur l’environnement marin local est le plus important cycle de vie des boues de forage est principalement lié
aux émissions provenant des stocks, des déblais traités et du forage de phase 16 pour les aquifères. Les hydrocarbures
aromatiques et les minéraux, en particulier le baryum, le zinc, l’antimoine, l’arsenic et l’aluminium, en sont les
principales substances. Pour la comparaison des scénarios de traitement, la stabilisation/solidification semble être la
meilleure solution, car elle a l’effet le plus faible dans les deux catégories dominantes en raison de la réduction des
déchets : stockage des boues évité dans la fosse de réserve. Le deuxième meilleur scénario est l’adsorption thermique,
qui a l’effet cancérogène le plus faible en raison de la réduction des hydrocarbures moins de 1 % et des effets évités
du pétrole récupéré. La modélisation du devenir des substances toxiques sera améliorée en tenant compte de leur
impact spécifique sur le site.
Les mots clés : analyse d’impact, forage d’exploration offshore, boues, hydrocarbures, scénarios
de traitement, cycle de vie.