Rapport sur le développement durable 2018

Technologies in situ

Extraction in situ de nouvelle génération

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 qu'il faut généralement chauffer le gisement à 200°C ou plus pour que le bitume puisse s'écouler, ce qui entraîne une consommation considérable de gaz naturel qui produit des émissions de gaz à effet de serre et nécessite la manutention et le traitement de grandes quantités d'eau pour produire la vapeur.

En 2016, nous avons annoncé un objectif concernant la réduction de 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 afin de réduire l'intensité carbonique de la production de bitume et améliorer la compétitivité des coûts », dit Gary Bunio, directeur général, Sables pétrolifères, Technologie stratégique - Amont.

Nous utilisons ce que nous avons appris en mettant en œuvre le procédé de drainage par gravité au moyen de vapeur (DGMV) au cours des 15 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 plus sobre en carbone, ce qui réduira les besoins en 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'avoir des intensités de GES égales ou inférieures à celles du baril nord-américain moyen, ajoute 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 les propres experts techniques de Suncor à identifier, à évaluer et à faire progresser les technologies en stade précoce. Certains exemples de ces technologies incluent :

  • les technologies de forage des puits, y compris les dispositifs de régulation de débit
  • les nouvelles technologies de réchauffage de la subsurface y compris la circulation de fluides et de vapeur au moyen de dispositifs électriques
  • une solution de rechange au DGMV faisant appel à l’injection combinée de gaz
  • l'application d'analyses évoluées des données afin d'optimiser nos processus et nos activités

Procédés à base de chaleur et de solvants

Suncor mène des essais pilotes d’un certain nombre de technologies qui offrent la possibilité de réduire les impacts environnementaux de façon importante tout en améliorant du même coup la rentabilité économique de la production de bitume in situ. Nous nous concentrons surtout sur l'utilisation de solvants pour réduire les températures d'extraction et la consommation d'énergie, accroître la productivité et améliorer la qualité du produit.

Les solvants peuvent être utilisés conjointement avec de la vapeur et des technologies de réchauffage des puits tels que l’Extraction par solvant au moyen de chaleur électromagnétique EASE; la détermination de la configuration et de l'application optimales est un axe principal du développement de la technologie à Suncor.

EASE

Plutôt que d’utiliser de la vapeur pour réchauffer le bitume, l’extraction par solvant au moyen de chaleur électromagnétique (EASE) utilise de l'énergie électromagnétique conjointement avec un solvant léger (comme le butane ou le propane) pour réchauffer doucement et mobiliser le bitume en vue de sa production. Le chauffage électromagnétique fonctionne selon le même principe que votre four à micro-ondes; l'utilisation d'un solvant léger permet d'abaisser considérablement les températures de fonctionnement nécessaires, ce qui peut éliminer les besoins en eau de traitement et réduire la consommation d'énergie et les émissions de GES.

ESEIEHMC

Même si EASE est une plateforme technologique générale, nous avons mené des travaux précis depuis plus de cinq ans pour faire progresser cette technologie dans le cadre du projet pilote Enhanced Solvent Extraction Incorporating Electromagnetic Heating (ESEIEHMC) à notre site de Dover.

Le projet pilote ESEIEHMC est soutenu par un consortium composé de Suncor, Devon Canada, Nexen Energy ULC, Harris Corporation et Emissions Reduction Alberta et les essais sont en cours. Le procédé ESEIEHMC, à l'instar du procédé DGMV, utilise des puits configurés en paires de puits horizontaux. Avec le procédé ESEIEHMC, la vapeur est remplacée par de la chaleur électromagnétique et un solvant.

En cas de succès commercial, cette technologie offre les améliorations potentielles suivantes :

  • réduction de 50 à 75 % des émissions de GES
  • élimination des besoins en eau de traitement
  • réduction de la taille de l'installation en surface
  • capacité de transporter le produit avec moins de diluant
  • réduction du la teneur en carbone du bitume

Nous prévoyons que l'essai pilote du procédé ESEIEHMC nous fournira en 2018 et en 2019 des résultats qui nous permettront d'évaluer plus à fond le potentiel de la technologie.

Parallèlement à l'essai pilote, Suncor fait progresser le concept commercial de la technologie EASE avec Harris Corporation et ce travail sera achevé en 2018. Une fois l'essai pilote du procédé ESEIEHMC terminé, Suncor a l'intention de mettre en œuvre la technologie à l'échelle d'une plateforme dans une installation de démonstration in situ.

NSolvMC

Entre 2013 et 2017, Suncor a soutenu un essai pilote à sa concession de Dover pour faire un essai sur le terrain de la technologie d'extraction au solvant appelée NsolvMC. NsolvMC emploie du propane ou du butane vaporisé pour fournir la chaleur de la même façon que le fait la vapeur. Ce solvant a aussi pour effet de diluer et de mobiliser le bitume, ce qui abaisse considérablement les températures et la quantité de chaleur requise pour le procédé, d'où des émissions de GES beaucoup plus faibles.

En cas de succès commercial, NSolvMC offre les améliorations potentielles suivantes :

  • réduction de 50 à 75 % des émissions de GES
  • élimination des besoins en eau de traitement
  • réduction de la taille de l'installation en surface
  • capacité de transporter le produit avec moins de diluant
  • réduction du la teneur en carbone du bitume

L'essai sur le terrain avec NsolvMC s'est terminé en 2017 et Suncor et NSolvMC continuent d'évaluer les résultats.

Procédé hybride solvant-vapeur optimisé

Suncor s'appuie sur son expérience et sa connaissance existante de procédés surtout à base de solvants, acquises dans le cadre de sa participation à des expériences il y a plus de 20 ans en vue de la mise au point d’une technologie hybride solvant-vapeur optimisée à considérer pour une démonstration. Contrairement au procédé DGMV-SE, celui-ci utilise principalement du solvant et une part relativement modeste d’injection combinée de vapeur (<15 %) utilisée comme source de chaleur additionnelle dans le gisement.

Suncor mène actuellement des activités de simulation et d'optimisation et s'attend à être en mesure de prendre une décision quant à l'occasion ou non de faire passer cette technologie à une phase d'essai pilote et de démonstration en 2018.

Technologies vapeur-solvant

La combinaison de vapeur et d'un solvant offre la possibilité de réduire considérablement les émissions de GES et Suncor continue de faire progresser ces technologies dans le cadre de simulations, d'essais pilotes et de démonstrations. Il y une large gamme de solvants, de concentrations et d'autres variables à considérer et la technologie optimale dépendra d'une combinaison de ces facteurs.

L'une des technologies que nous développons en ce moment est le procédé DGMV-SE.

DGMV-SE

Le procédé DGMV à solvant en expansion co-injecte jusqu'à 15 % de solvant avec la vapeur afin de réduire les exigences en vapeur de la production par DGMV. Le procédé devrait diminuer les exigences en eau de traitement et réduire les 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 du confinement et de la récupération du solvant. Suncor démontrera la technologie à Firebag à compter de 2018 et évalue en ce moment le potentiel de mise en œuvre commerciale.

Nous comptons entreprendre la stratégie de commercialisation en 2018 et la mise en œuvre est prévue pour 2022.

Génération de vapeur par contact direct (DCSG)

Dans le procédé de génération de vapeur par contact direct (DCSG), de l'eau usée entre en contact direct avec les produits d'une combustion oxycombustible. Cela crée un mélange de vapeur et de dioxyde de carbone qui élimine la nécessité de recourir à de la vapeur produite au moyen de la technologie de chaudière classique, soit les générateurs de vapeur à circuit ouvert (OTSG). Suncor fait progresser cette technologie en travaillant avec CanmetENERGY à la conception de cet essai pilote.

En 2017, Suncor a entrepris un projet pilote à MacKay River pour co-injecter du CO2 avec de la vapeur et continue d'évaluer les résultats. Ce procédé a le potentiel de réduire les émissions de gaz à effet de serre et les exigences en eau et aussi de réduire les exigences en équipement et en terrains en éliminant le besoin d'une chaudière OTSG. Suncor continue d'évaluer cette technologie en collaboration avec CanmetENERGY et Alberta Innovates.

Suncor continue d'évaluer les résultats du projet pilote de co-injection de CO2, ainsi que de faire progresser la conception commerciale de la technologie DCSG. On s'attend à ce qu'une décision quant à un essai pilote sur le terrain soit prise en 2018.

Traitement de l'eau produite par osmose inverse à haute température

Suncor s'est associée à Devon Energy et à Suez (anciennement GE Water) pour démontrer des membranes d'osmose inverse à haute température (HTRO) pour le traitement de l'eau dans le cadre du procédé DGMV. Le projet validera la technologie pour l'application dans les conditions haute température du procédé DGMV. Si les essais sont fructueux, les membranes pourraient éliminer le besoin de réduire la température et la pression de l'eau produite avant le traitement de l'eau.

Une usine utilisant des membranes à haute température pourrait réduire l'énergie et l'infrastructure requises pour le procédé de traitement d'eau du DGMV. La technologie pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de 5 à 10 %, comparativement à une installation DGMV de référence typique. De plus, pour les nouvelles constructions, la technologie pourrait réduire les dépenses en immobilisations comparativement aux usines de traitement d'eau classiques des installations DGMV.

Suncor et les partenaires dans le projet visent à achever l'essai du prototype en 2019, avec la possibilité de passer en 2020 à une démonstration pilote sur le terrain qui s'achèverait en 2021.

Installation de démonstration in situ

L'installation de démonstration in situ (ISDF) sera un endroit où nous pouvons optimiser, tester et commercialiser une série de technologies in situ évoluées. Cette installation sera flexible dans sa conception, ce qui permettra à Suncor d'explorer et de tester des technologies multiples qui utilisent une combinaison d'hydrocarbures légers injectés (butane ou propane), de réchauffage des puits et/ou de petites quantités de vapeur injectées dans le but d'améliorer les méthodes d'extractions in situ classiques et la performance environnementale et économique.

La première technologie de récupération que l'on prévoit déployer à l'ISDF est un procédé qui utilise un solvant (tel que le propane ou le butane) en combinaison avec le réchauffage du puits et/ou de la vapeur.

Selon le calendrier du projet, la préparation du site devrait débuter en 2019 et nous prévoyons que la construction sera achevée vers la fin de 2020.

DGMV LITE

Durant la phase de vie productive d'un gisement de sables pétrolifères, différentes techniques peuvent être utilisées pour optimiser la production et la récupération de pétrole. Un bon exemple d'innovation évolutive ayant le potentiel de faire une grosse différence est l’ajout de faibles volumes d'additifs apparentés au savon – les surfactants – à la vapeur pour la production par DGMV. Éventuellement, une réduction du ratio vapeur-pétrole permettrait de produire davantage de pétrole avec moins de vapeur et d’exigences en matière de manutention de fluides, ce qui abaisserait les coûts et l’intensité des GES. Contrairement à d'autres idées qui conviennent davantage à de nouvelles installations, le procédé DGMV LITE peut être déployé dans les installations existantes afin de réduire plus rapidement notre empreinte écologique courante.

Notre programme de surfactants à MacKay River a été prolongé pour permettre une démonstration technologique plus large en 2018. Sous réserve de résultats positifs à MacKay River, nous prévoyons étendre ce programme à un projet à plus grande échelle à Firebag en 2018.

Améliorations des puits

L'amélioration de la fiabilité des actifs DGMV crée des opportunités de récupérer le pétrole plus efficacement tout en consommant moins d'énergie et d'eau.

Suncor a un certain nombre de projets d'amélioration des puits à Firebag et à MacKay River qui visent à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à abaisser les coûts. Ces technologies sont facilement adaptables à nos actifs à construire Meadow Creek et Lewis, où nous les intégrons à nos plans de développement des gisements en vue d'accroître la valeur des projets.

Suncor a aussi un grand nombre de technologies d'amélioration des puits qui peuvent être commercialement viables dans un horizon de un à quatre ans. Les projets incluent :

  • Le forage d'un puits multilatéral à Firebag en 2018. Cette technologie réduit le nombre de têtes de puits requises et l'empreinte globale et ce faisant, réduit le capital de maintien consacré au forage et à la complétion. L'essai pilote testera la performance de deux puits producteurs par l'intermédiaire d'un puits multilatéral.
  • L'amélioration de la fiabilité des pompes submersibles électriques dans le cadre d'une collaboration conjointe de l'industrie. L'amélioration de la durée de vie des pompes améliorera grandement les coûts consacrés à la maintenance et à la fiabilité, évitera la perte de production et réduira les émissions de GES. Dans le cadre de notre partenariat, nous devrions pouvoir mener un essai pilote portant sur deux puits au début de 2019.
  • Le déploiement réussi de dispositifs de contrôle de débit (DCD) dans plus de 300 des puits de Suncor et de ses partenaires de l'industrie. En contrôlant où la valeur est distribuée dans le réservoir, nous pouvons améliorer la conformité de la vapeur le long du puits et grandement améliorer l'efficacité de la vapeur. Ce faisant, nous avons été en mesure d'éviter l'obstruction et la déflexion de la vapeur et la conicité de la vapeur entre les puits.
  • Des améliorations aux dispositifs de contrôle de débit connues sous le nom de M-Tool améliorent davantage l'efficacité et la fiabilité des dispositifs et réduisent 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.

Co-injection de gaz non condensable

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. La démonstration agrandie à MacKay River est en cours et celle à Firebag devrait débuter plus tard en 2018.

Suncor se penche également sur l'utilisation de la co-injection de GNC pour améliorer l'extraction à partir des gisements. En augmentant la pression du gisement, il est possible de réduire les pertes de chaleur ce qui peut diminuer le ratio vapeur-pétrole et les émissions de CO2.

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