Avantages techniques et économiques de l’injection de gaz dans la réduction progressive du drainage par gravité au moyen de la vapeur (DGMV)

Promoteur principal : Petroleum Technology Alliance Canada (PTAC)
Lieu : Alberta
Contribution de l’Initiative : 97,500 $
Total du projet : 238 000 $

Contexte du projet

Le DGMV est la technologie dominante pour la production in situ des sables bitumineux.  Au bout de 10 ans environ, la production d’une paire de puits (puits d’injection et de production) diminuera et finira par n’être plus rentable.  Les responsables du DGMV lanceront alors la phase de réduction progressive des activités au cours de laquelle l’injection de vapeur et la production cesseront dans la paire de puits. Cependant, plusieurs problèmes pourraient surgir qui exigeraient qu’on y porte attention.  Par exemple, la chambre à vapeur d’une paire de puits en procédure de fermeture pourrait agir comme une zone de perte de circulation et nuire à la production et au rapport vapeur/pétrole dans les paires de puits en production situées à proximité. En outre, les zones tampons entre les paires de puits et les projets dans un même champ de pétrole pourraient être aussi larges que 200 mètres, ce qui entraînerait une perte de réserves. La récupération pourrait être améliorée par la combustion in situ afin de récupérer le pétrole en place non récupérable par le DGMV, mais uniquement si le gaz de carneau issu de la combustion n’aurait pas d’incidence négative sur les paires de puits adjacentes qui produisent encore en mode DGMV.

Reconnaissant les difficultés que pose le processus de réduction progressive du DGMV (c.-à-d. la fin de vie d’une paire de puits de DGMV), Petroleum Technology Alliance Canada (PTAC) a proposé le projet  “Technical and Economic Benefits of Gas Injection in Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD) Wind Down” (Avantages techniques et économiques de l’injection de gaz dans la réduction progressive du drainage par gravité au moyen de la vapeur (DGMV)) afin d’obtenir un financement de l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation.  Cette dernière a attribué une somme de 97,5 k$ au projet pour l’étude du processus de réduction progressive du DGMV, pour la production de données sur l’étude des gisements et pour trouver des solutions qui minimiseront les incidences négatives sur l’environnement et sur les coûts des réservoirs épuisés du DGMV sur les paires de puits du DGMV en production situées à proximité.

Résultats

Le projet a été réalisé par Petroleum technology Alliance Canada (PTAC) en collaboration avec Devon Energy, Husky Energy, Nexen, Statoil Canada, Suncor Energy, Alberta Innovates Technology Futures (AITF) et Computer Modelling Group (CMG).  Afin de préparer le terrain pour le projet, un atelier a été organisé pour discuter des avantages des diverses technologies en modes réduction progressive du DGMV et maintenance. Les exploitants des sables bitumineux ont assisté à cet atelier qui leur a offert une occasion unique de discuter des diverses stratégies visant à maximiser le rendement des réservoirs anciens et matures du DGMV, notamment l’injection de NCG (air, O2, CO2, CH4), ou d’une source de chaleur électrique afin de maintenir la pression dans les zones épuisées. 

Durant la première phase du projet, CMG a procédé à l’examen des données disponibles (en particulier les données sur la réduction progressive des activités du DGMV) afin d’évaluer la convivialité des données pour la simulation numérique.  La simulation du réservoir constitue  une première phase cruciale parce qu’elle permet d’évaluer et d’examiner les solutions possibles à un coût nettement plus faible, et ce, plus rapidement que l’exécution d’essais sur le terrain.   L’examen des données avait pour but de répondre aux préoccupations exprimées par les intervenants (tels que les exploitants des sables bitumineux) sur la qualité et l’exhaustivité des ensembles de données disponibles utilisés pour exécuter la simulation.  CMG a constaté le manque de données expérimentales et de méthodologie dans certains domaines de l’étude, tels que le comportement de la phase liée à la dissolution et à l’ex-solution du méthane dans le bitume.

Les résultats obtenus de la première phase du projet ont contribué à définir la portée de la deuxième phase du projet, en déterminant les principaux domaines prioritaires pour la collecte de données. La deuxième phase comprenait des essais en laboratoire portant sur les taux de dissolution et d’ex-solution du méthane afin de déterminer comment la température influait sur ces taux. AITF a exécuté ces essais avec succès, lesquels ont fourni des ensembles de données qui ont comblé les lacunes relevées durant la première phase du projet et ont amélioré l’exactitude des futures études de la simulation.

Après l’exécution de la phase deux, il a été établi que les entreprises des sables bitumineux dans le Phoenix Network de PTAC pourraient réaliser des simulations numériques individuellement selon leurs propres modèles et les configurations particulières de leurs réservoirs, en utilisant les informations obtenues durant la première et la deuxième phases du projet. Les simulations fourniraient la base nécessaire pour déterminer la meilleure procédure visant la réduction progressive du DGMV, qui pourrait comprendre l’injection de gaz non condensables tels que le méthane, le  CO2 et le gaz de carneau de façon à réduire les coûts et les incidences environnementales.

Avantages pour le Canada

Compte tenu du nombre de puits actuels et futurs de DGMV au Canada, la baisse  des coûts durant la réduction progressive du DGMV profitera à tous les intervenants et à l’ensemble de l’industrie des sables bitumineux. L’atténuation des incidences environnementales et la réduction des émissions de gaz à effet de serre durant les activités liées à la réduction progressive du DGMV profiteront à l’ensemble du Canada.

Prochaines phases

Les entreprises participantes peuvent mettre à jour leurs modèles  numériques en utilisant les nouvelles informations issues du projet et effectuer les simulations numériques propres à leur contexte et à leurs réservoirs, ce qui leur permettra d’établir une petite liste des solutions à privilégier qui devront être mises à l’essai et faire leur preuve sur le terrain avant d’être déployées à grande échelle. 

 

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