Flash info Projet. Pour toute information complémentaire, vous pouvez contacter Jérémy Berros : jeremy.berros@ingenica.fr. Water

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1 INGENICA dépose un brevet concernant un procédé innovant de génération de vapeur d eau pour des applications de récupération de pétrole lourd insitu par drainage gravitaire assisté par injection de vapeur d eau (SAGD). Ce nouveau procédé permet de diminuer significativement les coûts d exploitation et d investissement des installations SAGD, ainsi que de diminuer leur impact écologique (émissions CO2 et consommation d eau. Water

2 Un sable bitumineux (ou bitumeux) est un mélange de bitume brut, qui est une forme semi-solide de pétrole brut, de sable, d'argile minérale et d'eau. En d autres mots, c est un sable enrobé d une couche d eau sur laquelle se dépose la pellicule de bitume. Plus la pellicule de bitume est épaisse, meilleurs sont les sables bitumineux en termes de quantité de pétrole extractible. Après extraction et transformation des sables bitumineux, on obtient le bitume, qui est un mélange d hydrocarbures sous forme solide, ou liquide dense, épais et visqueux. Les gisements de sable bitumineux représentent une importante source de pétrole brut de synthèse, ou pétrole non conventionnel. Les principales réserves se situent en Alberta (Canada) et dans le bassin du fleuve de l'orénoque, au Venezuela. De plus petits gisements de sables bitumineux existent dans d'autres endroits du monde. Principaux pays producteurs : Les sables bitumineux de l'alberta contiennent autant de pétrole que l'ensemble des gisements de l'arabie saoudite. Les États- Unis, le Venezuela, l'australie et la Chine comptent aussi des gisements de schistes bitumineux, sur leur territoire. Mais seuls ceux du Canada et du Venezuela sont exploitables à grande échelle.

3 Avantages : On prévoit que le gouvernement canadien investira plus de 25 milliards de dollars dans l'exploitation des sables bitumineux d'ici 2020, que cette exploitation générera 100 milliards de dollars de profit et contribuera à la création de emplois. Réserves mondiales : En Alberta, il y a 4 gisements importants (régions de la rivière Athabaska, de Wabasha, du lac Cold et de la rivière Peace), qui contiennent entre 230 et 340 milliards de tonnes équivalent pétrole (tep). On estime, avec les technologies actuelles, pouvoir extraire 41 milliards de tep, ce qui dépasse les réserves pétrolières de l'arabie saoudite, estimées à 37 milliards de tep. L'Agence internationale de l'énergie estime à 7000 milliards de barils l'ensemble des ressources de pétrole dites non classiques. Entre autres, de grands gisements de pétrole non classiques se trouveraient dans les zones polaires, le golfe du Mexique, le golfe de Guinée ainsi qu'au large du Brésil et de l'iran, mais à plus de 6000 m de profondeur. L'extraction de ces ressources est toutefois extrêmement difficile et coûteuse, tant sur le plan économique qu'environnemental. 3

4 Principes du brevet depose par INGENICA en partenariat avec la société Canadienne Brais Malouin et Associés : La présente invention a pour objet un procédé de génération de vapeur d eau. En particulier, dans le domaine technologique de la récupération assistée d hydrocarbures, l invention a pour objet un procédé de génération de vapeur d eau pour des applications de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur d eau, dit procédé SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage). L exploitation in-situ des gisements de pétrole des sables bitumineux par la technique SAGD utilise actuellement soit des chaudières à vapeur à circulation naturelle avec ballon de séparation soit des générateurs de vapeur à circulation forcée de type OTSG (Once Through Steam Generators). Ces deux types de générateurs de vapeur nécessitent une alimentation en eau de qualité. Cependant, l eau récupérée dans le procédé SAGD est loin de rencontrer les critères de qualité et doit faire l objet d un traitement onéreux. Ce traitement consiste en de nombreux appareils de filtration, d adoucissement, et d échanges d ions pour faire en sorte que l eau d alimentation comporte le moins de particules et minéraux possible.

5 La principale raison qui impose un niveau élevé de traitement d eau provient du fait que le chauffage de l eau produit une ébullition qui concentre les solides et les sels dissous dans la phase liquide. Lorsque la concentration excède un seuil critique, des solides se déposent sur les surfaces d échange ce qui inhibe le refroidissement des dites surfaces et cause une surchauffe locale du métal. Cette surchauffe entraîne éventuellement une rupture du métal, ce qui peut conduire à des périodes importantes d arrêts et de non-production. Les très grandes quantités d eau requises pour le procédé SAGD couplées aux contraintes environnementales et gouvernementales imposent que la majeure partie de l eau utilisée soit recyclée. Il s ensuit une concentration graduelle de l eau en solides dissous qui vient amplifier le problème de dépôt décrit ci-avant. Bien que les générateurs de vapeur de type OTSG supportent mieux la présence de solides dissous que les chaudières à ballon, ils finissent par succomber éventuellement à l effet d encrassement. On estime qu actuellement, le traitement de l eau peut accaparer jusqu à 70% des dépenses en capital et 20% des coûts d opération d une usine de génération de vapeur dans le procédé SAGD.

6 Dans les procédés de génération de vapeur connus, en sortie de chaudière sont générés de la vapeur d eau et des gouttelettes d eau. La part de vapeur représente ce que l on appelle la qualité de vapeur. Elle est faible dans les procédés connus, étant de l ordre de 75%. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, le procédé de génération de vapeur qui en fait l objet permettant de générer de la vapeur avec un rendement proche de 100%, sans apport de réactifs ni produits chimiques pour purifier l eau d alimentation. Le nouveau procédé de détente instantanée («flash») qui est proposé selon l invention permet de générer la vapeur nécessaire au procédé SAGD en utilisant comme alimentation de l eau de qualité bien inférieure comparativement à celle requise pour les unités OTSG ou pour les chaudières à ballon.

7 Objectifs d INGENICA : Ingenica et son partenaire Canadien BMA ont mis au point et breveté une technologie innovante de production de vapeur pour l'exploitation des sables bitumineux in Situ par la méthode SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage). Cette technologie, appelée FSG (Flash Steam Generation) permet une production de vapeur à 100 bars directement à partir de l'eau issue des séparateurs eau/bitume qui traitent l'émulsion en provenance des puits de production d'une installation de type SAGD. L'eau saumâtre d'entrée est pressurisée à 180 bars pour être ensuite chauffée dans des échangeurs à très faibles flux (Staged Heat Transfer) où la température de paroi est sévèrement contrôlée pour éviter toute ébullition locale génératrice de dépôts sur les tubes. L'eau chaude sous pression est ensuite partiellement détendue dans un réservoir de détente (Flash Tank) pour produire 25% de vapeur à 100 bars envoyée vers les puits d'injection. La fraction liquide contenue dans le flash tank concentre les impuretés présentes dans l'eau de départ qui sont décantées dans le fond du réservoir puis évacuées sous forme de déchets solide. L'eau restante est ensuite repressurisée à 180 bars et renvoyée dans les échangeurs.

8 Le procédé FSG permet de s'affranchir totalement du traitement d'eau complexe et couteux actuellement utilisé en amont des chaudières OTSG (Once Through Steam Generator) actuellement utilisés pour produire de la vapeur. L'économie en coût d'investissement s'élève à plus de 20%. La consommation de gaz naturel, principal composant du coût d'exploitation est diminuée d'environ 10% ce qui permet également de diminuer d'autant les rejets de CO2. Le taux de recyclage de l'eau, facteur important d'autorisation des projets, passe de 90% environ dans les méthodes existantes à plus de 99%. Ingenica et BMA se préparent maintenant à démarrer l'industrialisation du procédé et les phases de pilotage sur site en collaboration avec un ou plusieurs industriels pétroliers en Alberta. Les sables bitumineux d'alberta représentent la deuxième réserve mondiale de pétrole après l'arabie Saoudite. On dénombre aujourd'hui plus de 80 projets de type SAGD ayant fait l'objet d'un permis ou d'une demande de permis. La part de ces projets correspondant aux installations de production de vapeur s'élève à plus de 3Mds de $.

9 Présentation de notre partenaire Brais Malouin et Associés : Société créée depuis 15 ans, Ingénieurs et chercheurs spécialisés en simulation de la combustion et des écoulements, Etudes de spécialités, ingénierie de procédés complets (gaz, fuel, bio gaz), clé en main.