Récupération assistée d hydrocarbures, conventionnels ou non, par injection de CO 2.
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- Pauline Lebel
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1 Récupération assistée d hydrocarbures, conventionnels ou non, par injection de CO 2. Daniel Broseta Laboratoire des Fluides Complexes et leurs Réservoirs Université de Pau & CNRS & TOTAL CO2: déchet ou molécule valorisable, CNRS Paris, 9 juillet 2013
2 Conclusions-Perspectives Plan Le contexte du captage-stockage géologique du CO2 Récupération d hydrocarbures conventionnels - CO2 EOR enhanced oil recovery - CO2 EGR enhanced gas recovery Récupération d hydrocarbures non conventionnels - veines de charbon non exploitables - hydrates sédimentaires - roches mères maturité décroissante des technologies
3 + roches (ultra-)basiques + hydrates sédimentaires + roches-mères
4 Stockage géologique de CO2: on-shore vs. off-shore Le projet de Sleipner en mer du Nord: séparation du CO2 du gaz naturel 800 m gaz kfs CO2 le CO2 est injecté dans un aquifère gaz naturel contenant 8-9% de CO2
5 e pilote de Lacq-Rousse: tonnes de CO2 capturées, ransportées et injectées e 2010 à 2013 La plateforme de Lacq
6 ROUSSE LACQ
7 Stockage géologique sans et avec «utilisation» du CO2 sans: aquifères salins profonds, gisements déplétés d hydrocarbures, roches (ultra-)basiques. avec: gisements conventionnels d hydrocarbures avec récupération assistée (EOR, EGR), veines de charbon, hydrates sédimentaires, roches-mères
8 PROJETS CCS DE TAILLE COMMERCIALE ( SOURCE: GLOBALCCSINSTITUTE.COM) PROJECT NAME LOCATION CAPTURE TYPE CO 2 (Mtpa) STORAGE TYPE INJ 9 PROJECTS OPERATING: Shute Creek Gas Processing Facility United States Pre-combustion (gas processing) 7 EOR 1986 Sleipner CO 2 Injection Norway Pre-combustion (gas processing) 1 (+ 0.2 in construction) Deep saline formation Val Verde Natural Gas Plants United States Pre-combustion (gas processing) 1.3 EOR 1972 Great Plains SynfuelsPlant & WeyburnMidale US/ Canada Pre-combustion (synfuels) 3 EOR 2000 Enid Fertilizer Plant United States Pre-combustion (fertiliser) 0.7 EOR 1982 In Salah CO 2 Storage Algeria Pre-combustion (gas processing) 1 Deep saline 2004 formation Snøhvit CO 2 Injection Norway Pre-combustion (gas processing) 0.7 Deep saline 2008 formation Century Plant United States Pre-combustion (gas processing) 5 (+ 3.5 in EOR 2010 construction) Air Products Steam Methane Reformer EOR United States Post-combustion (hydrogen 1 EOR 2013 production) 8 PROJECTS UNDER CONSTRUCTION: Lost Cabin Gas Plant United States Pre-combustion (gas processing) 1 EOR 2013 Illinois Industrial Carbon Capture and Sequestration (ICCS) United States Industrial (ethanol production) 1 Deep saline formation Boundary Dam with CCS Demonstration Canada Post-combustion (power) 1 EOR 2014 NW Sturgeon Refinery with ACTL (Alberta Canada Pre-combustion (oil refining) 0.6 EOR 2014 Carbon Trunk Line) Agrium CO 2 stream with ACTL Canada Pre-combustion (fertiliser) 0.6 EOR Kemper County IGCC Project United States Pre-combustion (power) 3.5 EOR 2015 Gorgon Carbon Dioxide Injection Project Australia Pre-combustion (gas processing) Deep saline 2015 formation Quest Canada Pre-combustion incl. gas processing 1 Deep Saline 2015
9 Plus de 4 décennies de pratique aux USA et au Canada: environ 5000 puits d injection de CO 2, plusieurs milliers de kms de pipelines.. données 2005 Enid Fertilizer Valverde en GT CO2 en ,100 GT CO2
10 uelques chiffres (USA) : près de 5%, ou barils/jour, du pétrole produit ux USA par CO2-EOR 1 baril d huile supplémentaire produit pour kg de CO2 injectés en 2016, un tiers du CO2 injecté aux USA pour l EOR 30 MMt/100 MMt) d origine anthropique. e «modèle» est-il implantable en Europe, otamment aux champs de la Mer du Nord? on, pas à court-moyen terme. Nécessité d une roportion significative de CO2 naturel (modulable).
11 Plan Le contexte du captage-stockage géologique g du CO2 Récupération par injection de CO2 d hydrocarbures conventionnels - CO2 EOR enhanced oil recovery - CO2 EGR enhanced gas recovery Récupération par injection de CO2 d d hydrocarbures non conventionnels
12 Récupération d hydrocarbures par injection de CO2 Principe:
13
14 Injection de CO2 et injection d eau souvent combinées:
15 Mécanismes physiques : gonflement des gouttes résiduelles d huile baisse de la viscosité de l huile baisse de la tension interfaciale altération de la mouillabilité mobilisation de l huile résiduelle
16 xpériences en micromodèles Mesures microtomographie X Bodiguel et al., 2010
17 Problème: mauvaise efficacité de balayage
18 -> solution colloïdales de bulles de CO2 + polymère (aphrons) omment rendre CO2+eau injectés moins mobiles? par ajout de tensio-actif (avec ou sans polymère): -> mousses au CO2 (LOF & IFPEN) Hirasaki et al., Soft Matter 2012:
19 par ajout de tensio-actif (avec ou sans polymère): -> mousses au CO2 (LOF & IFPEN -> solution colloïdales de bulles de CO2 + polymère (aphrons) Très fort comportement rhéo-amincissant
20 CO2
21 Plan Le contexte du captage-stockage géologique g du CO2 Récupération d hydrocarbures conventionnels - CO2 EOR enhanced oil recovery - CO2 EGR enhanced gas recovery Récupération d hydrocarbures d non conventionnels - veines de charbon non exploitables - hydrates sédimentaires - roches mères
22 Récupération de méthane par injection de CO2 dans des veines de charbon non exploitables (ECBM) roblèmes: gonflement du charbon induit par le CO2 ->fermeture des fractures > perte d injectivité uelques pilotes dans le monde.
23 Récupération du gaz de roches mères par injection de CO2 froid et/ou de mousses au CO2 et/ou de solutions colloidales d aphrons: Fluide à base de CO2 Recherche de fluides de fracturation contenant moins d eau Intérêt du CO2: s adsorbe préférentiellement au méthane sur le kérogène
24 écupération de méthane par injection de CO2 dans des ydrates sédimentaires : DOEProjects/MH_42666AssessProdMethods.html Un pilote (Alaska)
25 Conclusions et perspectives En termes de volumes, la récupération améliorée des hydrocarbures est la 1 ère valorisation du CO2 existante Du captage-stockage du CO2 au captage-stockage avec utilisation du CO2 -> récupération des hydrocarbures, conventionnels ou non. Encore de nombreux travaux pour améliorer les procédés CO2 de récupération améliorée des hydrocarbures
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