Journal de socialomique

Abstrait

Des solutions intelligentes pour relever les défis de l'industrie pétrolière et gazière

Majid S. Al-Ruqeishi

Le pétrole brut est la source d'énergie la plus attractive. Il se forme à des températures et des pressions élevées dans les profondeurs de la terre. L'extraction de cette ressource énergétique implique des processus de forage et d'extraction coûteux. La composition et les caractéristiques physiques du pétrole dépendent de la source de la matière organique, de la température et de la chaleur. Plus la viscosité du pétrole est élevée, plus il est difficile à extraire. Le pétrole lourd est le nom donné au pétrole dont la densité API est comprise entre 10 et 20 et dont la viscosité élevée est inférieure à 10 000 cP. Son extraction est technologiquement difficile et coûteuse. De nombreuses solutions ont été explorées en raison des rendements financiers élevés de cette activité. Dans cette étude, nous proposons de nouvelles solutions intelligentes, utilisant les propriétés uniques des nanoparticules de différentes formes et tailles pour réduire la viscosité du pétrole lourd afin de le rendre plus facile à extraire. Les nanoparticules ont une taille de 1 à 100 nm, ont un rapport surface/volume élevé, une capacité thermique élevée, une excellente conductivité thermique, une faible dilatation thermique et des températures de fusion élevées. Une combinaison de certaines de ces propriétés a été utilisée pour explorer des solutions aux problèmes de forage et de viscosité du pétrole lourd. Lors du forage, des problèmes tels que le blocage des tuyaux, la perte de circulation du fluide, les dommages à la formation, l'érosion du trou de forage, l'instabilité thermique des fluides de forage et leurs propriétés de gel insuffisantes résident dans le contrôle et l'optimisation de la rhéologie du fluide de forage. Par conséquent, pour améliorer les performances des fluides de forage à base d'eau dans des conditions de réservoir aussi difficiles, un traitement simple basé sur la nanotechnologie a été utilisé en synthétisant des nano-additifs en interne. 1 à 3 % en poids de nano-additifs augmentent la densité du fluide d'environ 5 % et la viscosité dynamique de -20 % et réduisent la perte de fluide de 50 %. En plus de cela, il forme un gâteau de boue mince et lisse avec l'environnement de la formation. À température ambiante, le pétrole brut et le bitume résistent à l'écoulement à travers la roche du réservoir en raison de leur viscosité élevée. Par conséquent, l'énergie dépensée pour produire et valoriser un baril de pétrole peut atteindre 40 % de l'énergie totale disponible à partir de la ressource en pétrole brut. Les techniques de récupération du pétrole améliorées thermiquement telles que la récupération assistée par vapeur et également les combustions in situ sont utilisées pour améliorer et préserver les propriétés physico-chimiques du pétrole. Toutes ces techniques de récupération sont coûteuses, compliquées et nécessitent une maintenance périodique ; par conséquent, les solutions directes et bon marché sont les principales cibles pour une valorisation in situ élevée. Notre étude fournit une méthode alternative qui peut aider à la production et à la valorisation de ce pétrole lourd en le craquant. Pour le processus de craquage du pétrole lourd, des nano-tiges d'oxyde de fer (IONR) ont été synthétisées par une méthode respectueuse de l'environnement. Ces tiges ont été incorporées et bien mélangées avec 1 L de pétrole lourd (12 API) et soumises à un rayonnement micro-ondes direct. Le rayonnement provoque une réduction de la viscosité dynamique du pétrole brut en raison de la présence de molécules d'eau dipolaires.Cette réduction a augmenté jusqu'à 50 % lorsqu'une quantité contrôlée d'additifs IONR a été ajoutée à la même température.