La chimie pour améliorer le taux de récupération du pétrole

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par energy_isere » 18 mars 2009, 20:19

Des bactéries utilisées pour optimiser l’extraction du pétrole

S’il est évident que le pétrole est tout sauf une solution d’avenir, cela ne justifie pas, pour autant, que l’on gaspille inutilement les modestes réserves dont nous disposons. L’exploitation optimale des gisements pétroliers s’impose en effet, aujourd’hui, comme une donnée, non conseillée, mais malheureusement nécessaire en l’attente de meilleures alternatives.

En matière d’extraction pétrolière, on distingue trois niveaux de récupération. Tout d’abord, la méthode dite « primaire » consiste à récupérer « passivement » une partie du pétrole grâce à la pression élevée existant dans le gisement. Mais, plus le gisement vieillit, plus la pression interne du réservoir diminue, jusqu’à devenir insuffisante pour assurer la récupération. On recourt alors à des méthodes de récupération dites « secondaires », procédés complémentaires visant à stimuler la production.
A l’heure actuelle, on recense plusieurs techniques d’extraction assistée de pétrole. Pour modifier la pression de fond, on peut ainsi injecter du gaz. C’est la méthode du « gaz lift », comptant parmi les plus répandues bien que peu bénéfique à l’environnement. Mais, on peut également injecter de l’eau ou recourir à des pompes immergées en fonds de puits. Pourtant, à en croire la société de conseil ALCIMED, ces méthodes d’extraction traditionnelles ne permettent de récupérer que 30 % en moyenne des réserves présentes dans les gisements.

Ce constat a amené les compagnies exploitantes à s’orienter vers des voies plus complexes de récupération dites « tertiaires », intervenant sur la viscosité des fluides ou la diffusion à l’intérieur du gisement via l’injection de CO2, de vapeur ou de composés tensioactifs. Jusqu’alors délaissés car non viables économiquement parlant, ces procédés ont trouvé un regain d’intérêt face aux cours élevés du pétrole des dernières années et au vieillissement des gisements exploités. D’après ALCIMED, 70 % de la production pétrolière mondiale provient de champs matures (1).
Peu connue bien qu’expérimentée depuis les années 1920, la récupération assistée du pétrole par procédé microbien est une de ces voies d’étude « tertiaires ». Elle consiste à injecter des micro-organismes, généralement des bactéries, dans les puits avec des nutriments afin de leur faire synthétiser des composés chimiques in situ. Ces micro-organismes peuvent, entre autres, provoquer l’émulsion eau/pétrole, réduire la viscosité des huiles lourdes et augmenter la pression dans le réservoir par production de CO2. Cette alternative s’avère, en outre, moins polluante que ses équivalents, certaines bactéries ayant la capacité d’oxyder certains composés dangereux pour l’environnement et corrosifs pour le matériel de forage.

Mais, bien qu’elle progresse sans cesse du fait des avancées de la biotechnologie moderne, la récupération assistée du pétrole par procédé microbien conserve une part d’incertitude. D’une part, elle doit assurer la survie des bactéries au sein des réservoirs, milieux hostiles par excellence (haute salinité, température et pression). D’autre part, le risque reste présent de voir se développer des micro-organismes défavorables à l’exploitation pétrolière. Néanmoins, alors qu’une augmentation de 5 % du taux de récupération actuel reviendrait à récupérer l’équivalent de notre consommation actuelle pendant vingt ans selon Vanessa Godefroy, responsable de l’activité Energie d’ALCIMED, le défi vaut le coup d’être relevé. Mais que cela n’aille pas nous faire retomber, pour ne pas dire persister, dans notre aveuglement car, c’est un fait, le pétrole est une denrée non renouvelable. D’où une échéance inéluctable qu’aucune technologie, aussi poussée soit-elle, ne pourra éviter.

Cécile Cassier
1- On considère qu’un champ devient mature lorsque sa production commence à décliner. Le terme de champ désigne un ensemble de gisements exploités avec des procédés similaires.
http://www.univers-nature.com/inf/inf_a ... gi?id=3655

et la aussi : http://www.enerzine.com/603/7198+des-ba ... role+.html
......
Parmi les pétroliers, le groupe BP semble particulièrement actif dans le sujet. Il est ainsi l’un des partenaires fondateurs du Energy Biosciences Institute (aux côtés de l'Université de Californie, Berkeley), qui outre les biocarburants, étudie également la récupération assistée du pétrole par injection microbienne. BP a également signé un partenariat avec Synthetic Genomics (société fondée par le célèbre scientifique Craig Venter), pour commencer à cultiver et caractériser les différentes bactéries présentes dans les gisements pétroliers.
.......

par metamec » 21 déc. 2007, 17:52

La vidéo c'est 1H07, et Lahérrère parle du taux de récupération justement.

par Environnement2100 » 21 déc. 2007, 17:45

metamec a écrit :Et arrêter de me prendre pour un imbécile.
C'est loin d'être le cas. Cela dit, si tu voulais bien poser des questions plus précises, j'imagine que ça nous faciliterait les choses : je subodore qu'il ya toujours une grosse incompréhension entre nous.

Tu me pardonneras de ne pas aller regarder une vidéo d'une longueur inconnue, et qui, je le suppose, fait du bruit.

par metamec » 21 déc. 2007, 17:26

C'est faux, il y a des millions de pages de littérature pour en attester. Change de profs. De plus, je doute que Lahérrère ait dit ça.
Peux tu arrêter de tout mélanger.
Je reprend ce que dit Lahérrère, je n'affirme rien.
en effet : plus tu as retiré de pétrole, et plus ça va s'effondrer en fin de parcours.
Et arrêter de me prendre pour un imbécile.
Lahérrère

par Environnement2100 » 21 déc. 2007, 17:16

metamec a écrit :Lahérrère pense que la technique permet juste d'extraire plus vite, mais n'augmente pas le taux de récupération
C'est faux, il y a des millions de pages de littérature pour en attester. Change de profs. De plus, je doute que Lahérrère ait dit ça.
et accentue le taux déclin
en effet : plus tu as retiré de pétrole, et plus ça va s'effondrer en fin de parcours.

par metamec » 21 déc. 2007, 16:12

E2001
Merci pour la leçon mais j'ai eu des cours sur le pétrole par un prof dont le labo bosse pour Total et je sais ce qu'est un écoulement en milieu poreux (Darcy)

Ma question portait sur le coté binaire. 5% ou 90% et rien entre les deux.
Lahérrère pense que la technique permet juste d'extraire plus vite, mais n'augmente pas le taux de récupération et accentue le taux déclin

par SuperCarotte » 21 déc. 2007, 16:02

metamec a écrit : Lahérrère justement indiquait dans une vidéo que ce 35% ne voulait pas dire grand chose, car d'après lui pour un champ c'est soit 5% soit 90% mais jamais 35 qui n'est qu'une moyenne.

Vous pouvez confirmer?
Une ptite allusion dans l'interview qu'il avait donné à TOD europe
Technology is very good to produce quicker and cheaper conventional fields, but cannot change the geology of the reservoir which determines mainly the recovery of oil and gas - for oil, 3% in a fractured tight reservoir to over 80% in very porous sand (East Texas field) or reef (Leduc, Rainbow in Canada or Intisar in Libya). Horizontal drilling manages to produce quicker (as using several straws to drink a glass of orange juice) but no more (examples that I have shown in my papers for giant fields as Yibal in Yemen, Rabi-Kounga in Gabon).
In fact technology allows to produce fields with a decline which gives false hope of ultimate recovery and in fact leads to negative reserve growth

par Environnement2100 » 21 déc. 2007, 15:58

metamec a écrit :Lahérrère justement indiquait dans une vidéo que ce 35% ne voulait pas dire grand chose, car d'après lui pour un champ c'est soit 5% soit 90% mais jamais 35 qui n'est qu'une moyenne.

Vous pouvez confirmer?
Bien sûr que c'est une moyenne.

Les gisements sont comme les Bordeaux : chaque champ est différent, chacun doit être soigné d'une façon adaptée. Il ya de bons champs et de mauvais champs, etc.

Avec des caractéristiques connues : quand tu as la chance de tomber sur un gisement de grès ou de sable avec une forte porosité et une forte perméabilité, et si en plus le pétrole fait dans les 32 API avec un bon GOR, le tout poussé par un bon water-drive vers deux failles que tu as bien repérées, tu sais que tu vas taper au-delà des 40 % sans problème.

A l'opposé, tu peux tomber sur du gisement bien faillé partout, avec un pétrole lourd et une mauvaise perméabilité : celui-là tu n'es même pas sûr de l'exploiter. Et entre deux tu as toutes les nuances de gris.

Donc oui c'est une moyenne, et OUI ca veut dire beaucoup (et pourtant je joue pas du piano debout), car ça traduit notre capacité à aller chercher du liquide dont nous connaissons parfaitement l'emplacement et les caractéristiques, mais tant qu'il est au fond, il est au fond.

C'est ce que les pétroliers veulent dire avec la célèbre phrase "la technologie crée des réserves" : bien que grammaticalement ce soit faux, il est vrai que plus nous progressons dans l'amélioration du taux de récupération, plus les réserves récupérables augmentent - et ce sont les seules qui comptent. Je pense que tout le monde ici comprend bien la différence entre
- la ressource, quantité totale de pétrole en place, que nous ne parviendrons jamais à récupérer en totalité, et
- les réserves récupérables, qui sont un pourcentage de la valeur ci-dessus, et qui dépend de notre efficacité à obtenir ce pétrole dans des conditions économiques.

Je confirme, une fois de plus, qu'on ne trouve rien dans les travaux des forcenés du spaghetti pour prendre en compte la variabilité des réserves récupérables, ni passées, ni futures.

par metamec » 21 déc. 2007, 15:29

On n'en voit évidemment pas trace dans les travaux des Peakistes, qui à part quelques spécialistes (toujours Lahérrère) sont loin de maîtriser ces sujets.
Lahérrère justement indiquait dans une vidéo que ce 35% ne voulait pas dire grand chose, car d'après lui pour un champ c'est soit 5% soit 90% mais jamais 35 qui n'est qu'une moyenne.

Vous pouvez confirmer?
Le pourcentage de récupération reste le chiffre essentiel : à une époque où l'on peine à rajouter des découvertes, passer de 35 à 36 % de taux de récupération est tout simplement essentiel.
Pour limiter RC çà ne me semble pas essentiel.
:-D

par Environnement2100 » 21 déc. 2007, 12:30

sceptique a écrit :Une petite erreur me semble-t-il
Je me suis basé sur le pétrole restant à extraire :
- il reste 1000 Gb à extraire à 35 %
- si nous passons de 35 à 36 nous gagnons 3 %
- appliqués à 1000 Gb ça nous fait bien 30 Gb.

Le fait que ça tombe pile sur le chiffre magique de 30 Gb n'est évidemment pas étranger à l'exercice :).

Si tu veux appliquer le même principe à la totalité des gisements, y compris ceux que nous avons déjà exploités et fermés, dont certains en dépit du bon sens, il va falloir démontrer que c'est possible, à quel prix, etc : j'ai reculé devant cet exercice-là, puisque l'objet de la phrase est surtout de fixer les idées en matière d'ordre de grandeur.
Toutes ces techniques (avec, par exemple, celle consistant à transformer le pétrole inaccessible en méthane par des bactéries) ne compenseront jamais à mon avis le déclin des puits géants sortant des Mb/j sans effort.
"sans effort" ne décrit pas tout-à-fait la réalité. Les gisements comme Ghawar ont fait l'objet de travaux considérables (à la fois sur le plan intellectuel et sur le plan de l'appareillage), et pour sortir 5 Mbbl/d il ne suffit absolument pas d'ouvrir un robinet le matin : des milliers de puits ont été forés les uns après les autres dans le bon ordre, et injecter 8 Mbbl/d d'eau de mer aux bons endroits demande des efforts, intellectuels, financiers, technologiques. Toujours pour fixer les idées 8 Mbbl/d d'eau de mer ça fait 1 300 000 m3/jour, ou 55 000 m3/heure, ou encore 55 pompes de 1000 m3/heure, qui sont déjà de très grosses pompes ; et comme l'eau vient de loin, il faut multiplier ces chiffres par 20 pour commencer à envisager la réalité.
Ils faut aussi bien distinguer les techniques permettant d'extraire plus vite la même quantité (plutot moins d'ailleurs ...) de celles permettant d'extraire plus mais lentement.
Le terme "technologie" est peu approprié : un puits est exploité avec la technologie et les investissements dont on dispose ; ça fait un siècle qu'on sait qu'ouvrir les robinets en grand est la connerie à ne pas faire.
Par exemple, un puits débite 100 kb/j grace à la pression ambiante élevée du gaz.
Non : les projets dont on parle qui sortent 100 kbbl/d sont généralement appareillés dès le départ, avec une réinjection de gaz ou d'eau prévue à l'origine. Tu le sais bien, le pétrole facile est fini depuis longtemps :).
Une fois cette pression tombée et les techniques classiques de pompage épuisées je doute fort que l'on puisse faire sortir le pétrole résiduel au même débit.
Et pourtant oui, voir ma remarque ci-dessus. Ghawar fournit aujourd'hui autant d'eau que de pétrole, ça ne l'empêche pas de nous alimenter de ses 5 Mbbl/d comme il le fait depuis 40 ans, alors qu'il n'est plus très loin de sa mort.

Le pourcentage de récupération reste le chiffre essentiel : à une époque où l'on peine à rajouter des découvertes, passer de 35 à 36 % de taux de récupération est tout simplement essentiel.

L'augmentation fulgurante du nombre de rigs en activité, que nous vivons en ce moment grâce au prix du baril élevé, se double d'une recherche tout aussi richement dotée pour augmenter ce taux de récupération. Bien évidemment, personne n'en parle parce que c'est compliqué. Pourtant, l'augmentation des réserves récupérables dans l'avenir viendra plus d'une majoration du taux de récupération que de la découverte de nouveaux gisements. On n'en voit évidemment pas trace dans les travaux des Peakistes, qui à part quelques spécialistes (toujours Lahérrère) sont loin de maîtriser ces sujets.

par sceptique » 21 déc. 2007, 10:39

Environnement2100 a écrit : Je confirme que le pourcentage de récupération du pétrole dans les gisements est d'une importance capitale : comme nous récupérons aujourd'hui effectivement 35 % environ du pétrole en place, gagner 1 % signifie gagner 30 Gb, soit une année de production.
Une petite erreur me semble-t-il (qui ne change pas l'ordre de grandeur cependant):
production cumulé 1 000 Gb
production future prévue 1 000 Gb
Avec, en gros, 1/3 du pétrole extrait il y avait donc 6 000 Gb initialement. Si on augmente de 1 point (passer de 35 à 36% donc) le taux d'extraction cela donne 60 Gb en plus.

Toutes ces techniques (avec, par exemple, celle consistant à transformer le pétrole inaccessible en méthane par des bactéries) ne compenseront jamais à mon avis le déclin des puits géants sortant des Mb/j sans effort.
Par contre, comme le dit Gilles, elles atténueront ce déclin. A un prix élevé.
Ils faut aussi bien distinguer les techniques permettant d'extraire plus vite la même quantité (plutot moins d'ailleurs ...) de celles permettant d'extraire plus mais lentement.
Par exemple, un puits débite 100 kb/j grace à la pression ambiante élevée du gaz. Une fois cette pression tombée et les techniques classiques de pompage épuisées je doute fort que l'on puisse faire sortir le pétrole résiduel au même débit. Car ce qui reste est, par définition, fragmenté, difficile d'accés ... Impossible de continuer à débiter 100 kb/j. Par contre, cette extraction résiduelle peut continuer très longtemps. Par exemple, l'extraction classique a permis de sortir 100 kb/j pendant 20 ans (700 Mb soit 1/3 des 2100 Mb initiaux). L'extraction résiduelle permettra de sortir 5 kb/j pendant 40 ans (70 Mb). Ce qui améne le taux d'extraction final de 33 à 36%. (Ceci n'est qu'un exemple pour expliquer le principe).
Cela me rappelle la blague : le médecin m'a annoncé qu'il me restait 2 mois à vivre. J'ai pris Juillet et Aout !
Les qq % grapillés par ces méthodes ne viendront pas d'un coup compensé la chute. Ils arriveront parcimonieusement, étalés sur des dizaines d'années.

C'est cela le point essentiel. Si ces techniques permettent de ramener le taux de déclin de, par exemple, 3-4% à 1-2% cela change complétement l'avenir de la civilisation industrielle. Voir le fil dédié.

En gros, on "bouffe" d'abord à grande vitesse le plus facile et ensuite on se rationne avec le résidu. Comportement typiquement humain. ;)

Re: La chimie pour améliorer le taux de récupération du pétr

par energy_isere » 20 déc. 2007, 19:04

Saratoga Elensar a écrit : Cependant, ils se gardent bien de donner la quantité de composés tensioactifs nécessaire pour arriver à ce taux de récupération.
Ouaip, combien de litre de tensio actif pour génerer la récupération d' un baril de brut suplémentaire grace à cette technique ? :roll:

par Environnement2100 » 20 déc. 2007, 17:12

L'emploi des tensio-actifs dans l'exploitation pétrolière est une méthode déjà ancienne. J'ai du mal à croire qu'un journaliste puisse présenter ça comme une nouveauté, ou de la recherche. Quand je dis ancienne, c'est deux ou trois décennies.

Pour info, si la récupération secondaire est devenue quelque chose de courant, vu qu'elle réclame une technologie digne du plombier, il n'en est pas de même de la récupération tertiaire (dont les tensio-actifs sont un exemple), qui ne concerne que 2 % des puits. Je rappelle au passage que l'injection de CO2 :smt055 dans la formation fait partie des technologies de type tertiaire : l'enfouissement du CO2 va nous rapporter 5 à 10 % de pétrole en plus, du moins dans les puits où nous allons le faire, c'est-à-dire un nombre limité.

Je confirme que le pourcentage de récupération du pétrole dans les gisements est d'une importance capitale : comme nous récupérons aujourd'hui effectivement 35 % environ du pétrole en place, gagner 1 % signifie gagner 30 Gb, soit une année de production.

par GillesH38 » 20 déc. 2007, 16:47

y a deja plein d'etudes sur l'"Enhanced Oil Recovery " avec des techniques plus ou moins sophistiquées. Depuis 30 ans, les Etats Unis n'ont jamais réussi a faire redecoller leur production à l'echelle nationale avec ça (pas plus que la Mer du Nord) : ça ne marche bien que sur un petit nombre de gisements ayant la bonne porosité, etc... La plupart du temps, on gagne un peu et ensuite ça redescend encore plus fort. Ca ne gagnera probablement au mieux que quelques %, donc quelques années, mais de toutes façons trop tard pour modifier le pic : ça ne fera qu'adoucir (un peu) la courbe, et le pétrole extrait par ces méthodes ne sera surement pas meilleur marché !!!

Re: La chimie pour améliorer le taux de récupération du pétr

par SuperCarotte » 20 déc. 2007, 15:55

Effectivement, si ça devient applicable à grande échelle, on a plus qu'à plier bagage et revenir dans un demi siecle.

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