Rapport sur le développement durable 2019

Technologies in situ

Nous développons un portefeuille de technologies in situ ayant le potentiel de réduire l'intensité carbonique de la production de bitume.

La prochaine génération de l'extraction in situ

La technologie et les idées novatrices ont permis la mise en valeur rentable et durable des sables pétrolifères au cours des cinq dernières décennies. Notre industrie s'attaque maintenant à des défis différents – réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES), la consommation d'eau et les impacts sur les sols. Dans ce contexte, nous croyons que le développement et le déploiement de nouvelles technologies ont des rôles clés à jouer dans la poursuite de la mise en valeur et de la croissance de notre production tirée des sables pétrolifères.

La technologie actuelle de Suncor pour la production in situ par drainage par gravité au moyen de vapeur (DGMV) utilise des paires parallèles de puits horizontaux pour récupérer le bitume. Le puits supérieur distribue de la vapeur pour réchauffer le gisement et ramollir le bitume, lui permettant de s'écouler vers le puits inférieur d'où il peut être pompé vers la surface.

Une des difficultés du DGMV est le besoin en énergie. À l'aide de vapeur, le gisement est généralement chauffé jusqu'à 200 °C ou plus pour que le bitume puisse s'écouler. La production de la vapeur requise nécessite la manutention et le traitement de grandes quantités d'eau tout en entraînant une consommation considérable de gaz naturel qui génère des émissions de gaz à effet de serre.

En 2016, nous avons annoncé un objectif en matière de gaz à effet de serre visant à tirer parti de la technologie afin de réduire l'intensité des émissions totales provenant de notre production pétrolière et gazière de 30 % d'ici 2030. Pour contribuer à l'atteinte de cet objectif, nous devons développer et déployer des technologies qui vont au-delà du procédé DGMV actuel.

Nous développons un portefeuille de technologies in situ pour réduire l'intensité carbonique de la production de bitume et améliorer la compétitivité des coûts.
Gary Bunio
Directeur général, Technologie stratégique, Sables pétrolifères – Amont

Nous utilisons ce que nous avons appris en mettant en œuvre le procédé de DGMV au cours des 20 dernières années pour développer une gamme de technologies qui offrent la possibilité d'apporter des améliorations considérables dans les domaines suivants :

  • consommation d'énergie et émissions de gaz à effet de serre
  • utilisation et traitement de l’eau
  • taux de production et récupération des ressources
  • impacts sur les sols
  • dépenses en immobilisations et charges d'exploitation
  • qualité et valeur des produits

Notre projet pilote initial et les résultats de simulation de ces technologies indiquent qu'il existe un potentiel considérable de réduire les émissions de GES aux installations existantes (actifs matures) et que les réductions des émissions pourraient atteindre 50 % ou plus aux nouvelles installations (actifs à construire) qui assureront notre croissance. De plus, nous prévoyons que les émissions du secteur Aval associées au raffinage du produit iront en diminuant. Ces technologies pourraient produire un pétrole brut plus léger et plus sobre en carbone, ce qui nécessitera moins de diluant pour le transport et réduira davantage les émissions de GES sur le cycle de vie pour ces technologies.

« Nous croyons que ces technologies, si elles s'avèrent fructueuses, permettraient au pétrole dérivé des sables pétrolifères d'afficher des intensités de GES égales ou inférieures à celles du baril nord-américain moyen, mentionne Gary. À notre avis, une des possibilités serait une solution hybride combinant plusieurs des approches et technologies novatrices que nous évaluons en ce moment. »

La technologie et l'innovation aideront à façonner l'avenir de la production et de la consommation d'énergie. Notre approche se fonde sur un portefeuille – faire progresser de multiples technologies à tout moment donné, en comprenant qu'elles ne seront pas toutes fructueuses. Les technologies qui figurent dans ce Rapport sur le développement durable reflètent uniquement une portion des nombreuses initiatives que nos équipes travaillent actuellement à comprendre et à faire progresser.

Suncor travaille intensivement avec des organismes de recherche, des fournisseurs de technologies et des universités, ainsi qu'avec ses propres experts techniques à identifier, à évaluer et à faire progresser les technologies en stade précoce. Nos secteurs d'intérêt actuels incluent notamment :

  • les technologies de forage des puits, y compris les dispositifs de régulation de débit
  • les améliorations liées à la vapeur, y compris divers additifs
  • les procédés de récupération à base de solvants
  • les nouveaux processus de récupération subsurface au-delà de la vapeur et des solvants

Solvant+

Suncor met l'accent sur les solvants comme solution de rechange à la vapeur pour la récupération du bitume des gisements in situ. La priorité que nous accordons actuellement aux procédés de récupération au moyen de solvants s'appuie sur notre expérience et notre connaissance existante, acquises dans le cadre de notre participation à des expériences il y a plus de 20 ans.

Dans les procédés à base de solvant envisagés par Suncor, un solvant hydrocarburé léger tel que le propane ou le butane est utilisé comme moyen principal pour fluidifier le bitume.

À l'heure actuelle, Suncor mène des essais pilotes pour une série de technologies de récupération à base de solvant appelée Solvant+, où le « + » fait référence à une gamme de technologies de réchauffage qui peuvent être combinées à l'injection de solvant. Elles comprennent :

  • réchauffage de puits
  • injection de solvant surchauffé
  • réchauffage électromagnétique

Si elle est fructueuse, Solvant+ offrira plusieurs possibilités d'améliorer la performance environnementale par rapport au DGMV, notamment :

  • réduction de l’intensité des émissions de GES de 50 à 70 %
  • élimination de l'eau de traitement
  • réduction de l'empreinte de surface
  • réduction des besoins en diluant pour le transport
  • réduction de la teneur en carbone du pétrole produit
  • potentiel de libérer des ressources additionnelles

Solvant+ réchauffage de puits

Il s’agit d’une variante de Solvant+ où le principal mode d'ajout de chaleur au procédé se trouve dans la section horizontale du puits d'injection de solvant. La principale technologie de réchauffage de puits envisagée utilise un chauffage à résistance électrique qui repose sur la génération de chaleur au moyen de métaux hautement résistants lorsque le courant les traverse, de façon semblable à un fil de grille-pain.

Suncor prévoit actuellement mener un projet pilote du chauffage à résistance électrique en 2020.

Solvant+ surchauffage

Il s’agit d’une variante de Solvant+ où le principal mode d'ajout de chaleur au procédé se trouve à la surface, par le chauffage du solvant à une température grandement supérieure à celle de sa vaporisation. Une fois surchauffé, le solvant est ajouté au gisement par le puits d'injection de solvant.

Solvant+ électromagnétique (EASE)

Aussi connue sous le nom d'extraction par solvant au moyen de chaleur électromagnétique (EASE), il s'agit d'une variante de Solvant+ où le principal mode d'ajout de chaleur au procédé se trouve dans le gisement par l'utilisation d'énergie électromagnétique (EM).

À la manière d'un four à micro-ondes, ce procédé chauffe directement l'eau dans le gisement, qui à son tour chauffe et renvoie le solvant dans le gisement.

ESEIEHMC

Pour faire progresser la technologie EASE (Solvant+ EM), nous avons réalisé d'importants travaux au cours des six dernières années dans le cadre du projet pilote Enhanced Solvent Extraction Incorporating Electromagnetic Heating (ESEIEHMC) à notre installation de Dover.

Ce projet pilote a été soutenu par un consortium formé de partenaires. De plus, Alberta Innovates a accepté de soutenir le projet pilote grâce à une contribution de 1,5 million de dollars.

Le procédé ESEIEHMC, à l'instar du procédé DGMV, utilise des puits configurés en paires de puits horizontaux. Avec ce procédé, la vapeur est remplacée par de la chaleur électromagnétique et un solvant.

Nous prévoyons que l'essai pilote ESEIEHMC nous fournira en 2020 des résultats qui nous permettront d'évaluer plus à fond le potentiel de la technologie Solvant+ EM.

Installation de démonstration in situ

L'installation de démonstration in situ (ISDF) sera un endroit où nous pourrons optimiser et tester nos technologies Solvant+. Cette installation sera flexible dans sa conception, ce qui permettra à Suncor d'explorer et de tester de multiples options de réchauffage.

Suncor prévoit mettre à l'essai le chauffage à résistance électrique et le surchauffage dans la première phase de l'ISDF. Nous prévoyons une deuxième phase pour tester la technologie EASE une fois que le projet pilote ESEIEH actuel sera terminé.

Selon le calendrier actuel du projet, la préparation de l'installation près de MacKay River devrait débuter en 2019 et nous prévoyons que la production commencera au début de 2022.

Améliorations liées à la vapeur

Bien que Suncor envisage des technologies de récupération à base de solvant pour la croissance future, la vapeur est le principal mécanisme de récupération pour nos activités existantes et occasions de croissance à court terme.

Le portefeuille de technologies d'amélioration liées à la vapeur englobe toutes les améliorations au processus de récupération par DGMV comprenant l'ajout de solvant, de gaz non condensables et d'additifs chimiques ainsi que les améliorations aux procédés de démarrage. Ces technologies offrent la possibilité de réaliser d'importantes réductions des taux d'intensité de GES et de consommation d'eau.

Suncor continue de faire progresser ce programme dans le cadre de simulations, d'essais pilotes et de démonstrations. Les secteurs d'intérêt actuels du programme incluent notamment :

  • DGMV-SE
  • Co-injection de GNC

DGMV-SE

Le procédé DGMV à solvant en expansion (DGMV-SE) est une amélioration de la technologie DGMV qui consiste à injecter une petite quantité de solvant hydrocarburé avec la vapeur. Nous nous attendons à ce que l'ajout du solvant hydrocarburé accélère la production de bitume et réduise les besoins en vapeur du procédé de récupération, entraînant une réduction des exigences en eau de traitement et une réduction des émissions de gaz à effet de serre de 15 % ou plus.

Un élément clé de notre évaluation de cette technologie est l'amélioration de notre compréhension de la rétention et de la récupération du solvant. En plus d'études en laboratoire approfondies et de simulations de gisements, Suncor procède à une démonstration à l’échelle commerciale.

Cette démonstration à l'échelle d'une plateforme, qui a commencé en février 2019 à Firebag, jouera un rôle essentiel dans la détermination de la viabilité de cette technologie.

Co-injection de gaz non condensables

À long terme, les gisements DGMV matures voient leur production diminuer et leur ratio vapeur-pétrole augmenter. Suncor a réalisé un essai pilote de la co-injection de gaz non condensable (GNC) pour détourner la vapeur des puits vieillissants vers de nouveaux puits affichant un ratio vapeur-pétrole plus bas. La co-injection de méthane avec la vapeur permet de réduire le ratio vapeur-pétrole tout en maintenant la production et la pression.

Cette technique réduit l'impact environnemental en optimisant la demande en vapeur à nos installations tout en réduisant l'intensité énergétique et les émissions de CO2.

Les projets pilotes à Firebag et à MacKay River ont montré des résultats encourageants, suscitant des démonstrations technologiques à plus grande échelle aux deux installations. Les démonstrations de plus grande portée à MacKay River et à Firebag sont en cours.Suncor se penche également sur l'utilisation de la co-injection de GNC tôt dans le cycle du DGMV afin d'améliorer la récupération dans certains types de gisements.

Améliorations des puits

L'amélioration de la fiabilité des actifs de DGMV créé des occasions de récupérer le pétrole plus efficacement tout en réduisant la consommation d'énergie et d'eau.

Suncor développe un portefeuille de technologies d'amélioration des puits visant à réduire les coûts, améliorer la sécurité et réduire l'empreinte des GES de nos activités de DGMV grâce à l'amélioration de la fiabilité et de l'efficacité des puits.

Ces technologies sont généralement testées sur le terrain aux activités de DGMV existantes, mais sont facilement adaptables à nos projets de croissance, peu importe si un procédé de récupération à la vapeur ou au solvant est employé.

Suncor prévoit que la plupart des technologies d'amélioration des puits actuelles seront prêtes à être déployées à l'échelle commerciale dans un délai de un à quatre ans. Les secteurs d'intérêt actuels incluent notamment :

  • fiabilité des pompes submersibles électriques
  • dispositifs de régulation de débit
  • réchauffage des puits
  • intégrité des puits

Fiabilité des pompes submersibles électriques

Les pompes submersibles électriques sont fréquemment utilisées dans le cadre des activités de DGMV à Suncor. L'amélioration de la durée de vie des pompes améliore grandement les coûts consacrés à la maintenance et à la fiabilité, évite la perte de production et réduit les émissions de GES. Nous mettons l'accent sur l'amélioration de la fiabilité des pompes submersibles électriques dans le cadre d'une collaboration conjointe de l'industrie et nous devrions pouvoir mener un essai pilote portant sur deux puits vers la fin de 2019.

Dispositifs de régulation de débit

En contrôlant où la valeur est distribuée dans le gisement, nous pouvons améliorer la distribution de la vapeur le long du puits. Cela augmente l'efficacité de la vapeur et la fiabilité du puits en empêchant les percées de vapeur catastrophiques.

Les dispositifs de régulation de débit sont conçus pour permettre la régulation de la quantité de vapeur fournie et favorisent une meilleure conformité. Suncor met l'accent sur les conceptions améliorées qui rehaussent la fiabilité et la fonctionnalité des dispositifs de régulation de débit. Nous avons développé avec succès le M-Tool afin d'améliorer encore davantage l'efficacité et la fiabilité des dispositifs, en plus de réduire les coûts grâce à une simplification du concept.

Le M-Tool fait actuellement l'objet d'un essai pilote à Firebag, avec des résultats préliminaires encourageants. Nous travaillons également avec des partenaires de l'industrie pour permettre la mise à l'essai et le déploiement de ce concept amélioré à l'échelle des installations in situ.

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