Analyse de l’eau en ligne pour la récupération améliorée du pétrole lourd au moyen de procédés thermiques

Promoteur principal : Agar Canada Corporation
Lieu :  (Alberta)
Contribution de l’Initiative :  900 000 $
Total du projet :  1 809 000 $

Contexte du projet

La qualité de l’eau est un important facteur influant sur l’efficacité de l’extraction du pétrole dans les systèmes de récupération améliorée du pétrole lourd au moyen de procédés thermiques. L’Alberta Energy Regulator (AER), en particulier la Directive 81, régit la quantité d’eau fraîche, généralement saumâtre, que les producteurs sont autorisés à éliminer, ce qui oblige les producteurs à réutiliser plus de 85 % de l’eau injectée et renvoyée avec le pétrole produit.  Une eau de plus grande qualité garantit une vapeur de plus grande qualité, ce qui entraîne une augmentation de la production de pétrole. Lorsque la qualité de l’eau est mauvaise, des dépôts se forment sur les tubes, des points chauds se créent et les tubes fendent, ce qui endommage la chaudière et entraîne un arrêt de la production. Les producteurs doivent donc réaliser en continu des mesures de la qualité de l’eau. 

Même si de nombreux paramètres doivent être mesurés pour l’eau d’alimentation des chaudières, il n’existe de systèmes de mesure que pour certains de ces paramètres et ces systèmes sont fondés sur des techniques d’échantillonnage et de laboratoire lentes et fastidieuses. Les producteurs ont besoin d’outils en ligne d’analyse rapide de l’eau afin de déceler les perturbations le plus rapidement possible plutôt que d’attendre les résultats des échantillonnages et des laboratoires. Saisissant cette possibilité, la société Agar Canada Corporation a proposé, conjointement avec ses partenaires Luxmux Technology Corporation et Devon Canada Corporation, le projet « Analyse de l’eau en ligne pour la récupération améliorée du pétrole lourd au moyen de procédés thermiques » aux fins de financement par l’Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation. On a accordé 900 000 $ au projet pour faire la démonstration d’un analyseur en ligne et de l’identification, de la mesure et de l’analyse de l’eau en temps réel pour les systèmes de traitement d’eau à échange d’ions de type à adoucisseur à la chaux – cations faiblement acides (warm lime softener - weak acid cation – WLS-WAC) utilisés dans la production de pétrole lourd sur place. Pour être plus précis, on mesure le pétrole et la silice pour permettre aux producteurs de déceler les perturbations en temps réel et de prendre des mesures de prévention avant que les tolérances maximales permises soient dépassées.

Résultats

Agar et ses partenaires de projet ont combiné leurs efforts pour mettre au point un analyseur en ligne de la qualité de l’eau d’alimentation des chaudières. On a testé diverses configurations utilisant des capteurs à infrarouges, à micro-ondes et à ultrasons pour mesurer les parties par million (ppm) de pétrole dans l’eau. Agar disposait déjà d’un capteur à microondes capable de mesurer une teneur de 0 à 100 p. 100 de pétrole dans l’eau. On a mis à l’essai diverses configurations et on a conclu que la mesure de gouttelettes de pétrole s’écoulant dans l’eau présentait de nombreux défis.

Luxmux a mis au point une bobine qui se connecte au spectromètre BeST-SLED de Luxmux par fibre optique. La bobine présente deux sondes optiques avec fenêtres de saphir.  Deux collimateurs sont fixés aux sondes pour que le faisceau de lumière voyage en ligne droite à travers le câble à fibre optique jusque dans le wattmètre optique. Lorsque le capteur à micro-ondes d’Agar était combiné au système à infrarouges BeST-SLED® de Luxmux, il était possible de mesurer les effets de diffusion non spécifique des gouttelettes de pétrole à diverses longueurs d’onde, afin de déterminer la taille des gouttelettes et la quantité de pétrole.

Devon Canada, un partenaire du projet, a fourni à Agar des échantillons d’eau et de pétrole de leur première usine commerciale de drainage par gravité au moyen de la vapeur (DGMV) – Jackfish. Le rendement de l’analyseur à l’échelle pilote a été testé en utilisant les échantillons d’eau et de pétrole dans une boucle d’essai dans les installations d’Agar. 

Avantages pour le Canada

La réussite de la démonstration et de l’adoption des analyseurs en ligne sur les sites des producteurs de pétrole lourd de tout le Canada améliorera l’efficacité de l’extraction du pétrole et les avantages pour l’industrie dans son ensemble.

Prochaines étapes

Démonstration de l’analyseur de la qualité de l’eau sur l’un des sites exploités de sables bitumineux de Devon Canada afin de prouver la fiabilité et l’exactitude de l’analyseur de la qualité de l’eau dans des conditions d’exploitation réelles.