Application des fluides supercritiques à la production d'hydrocarbures. Exploitation des gisements par récupération assistée et applications diverses : pétrole, sables, schistes, charbons Application of Supercritical Fluids to Hydrocarbon Production. Enhanced Oi Recovery and Miscellaneous Applications: Oil, Tar Sands, Shales, Coals

Abstract

Le taux moyen de récupération par drainage naturel des gisements pétroliers atteint à peine 30 %. La récupération assistée désigne l'ensemble des procédés d'exploitation qui permettent d'accroître très sensiblement ce taux. Parmi ces procédés, l'injection de fluides supercritiques joue un rôle prometteur. Les principaux fluides actuellement utilisés sont : le méthane (ou plus généralement les gaz hydrocarbures dits pauvres ), l'azote et enfin le gaz carbonique. Les domaines d'application et les mécanismes thermodynamiques mis en jeu sont brièvement exposés, les sources de fluides supercritiques disponibles au voisinage des gisements pétroliers sont rapidement répertoriées et certains problèmes d'exploitation évoqués. Outre leur application en récupération assistée, les fluides supercritiques sont également impliqués dans des procédés de raffinage et d'extraction divers. C'est le procédé de désasphaltage de fractions pétrolières lourdes qui, en 1956, a fait l'objet de la première application industrielle exploitant les fortes variations du pouvoir solvant d'un fluide au voisinage de son point critique. Ce procédé connaît, depuis une dizaine d'années, un regain d'intérêt du fait de l'économie d'énergie qu'il permet de réaliser. D'autre part, les schistes bitumineux, les sables asphaltiques et les charbons, sources d'hydrocarbures considérables pour l'avenir, constituent des domaines d'applications potentielles originales des fluides supercritiques. Les procédés spécifiques, pour la plupart en cours de développement au stade pilote, sont passés en revue. The average recovery by natural drainage from oil fields is barely 30%. Enhanced recovery includes all production processes which appreciably increase this rate. Among such processes, supercritical fluid flooding is quite promising. The main fluids now used are methane (or, more generally, so-called leangaseous hydrocarbons), nitrogen and carbon dioxide. This article briefly describes the ranges of application and the thermodynamic mechanisms involved. Sources of available supercritical fluids in the vicinity of oil fields are quickly reviewed together with various operational problems. In addition to being used for enhanced recovery, supercritical fluids are also involved in various refining and extraction processes. The first industrial application was the process for deasphalting heavy petroleum fractions in 1956, making use of the great variations in the solvent power of a fluid in the vicinity of its critical point. This process has received revived interest in recent years because of the energy saving it entails. Likewise, oil shales, tar sands and coals, which are appreciable hydrocarbon sources for the future, are fields of potential applications for supercritical fluids. Specific processes are reviewed, most of which are undergoing pilot-plant development.