Faciliter l'exploitation de gisements pétroliers grâce à SCCO

« SCCO a été lancé avec succès le 14 septembre 2007 à 7 h H.A.E à bord d’un satellite récupérable russe de type Foton, depuis le cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan. »

Lancement de Foton M3

Lancement de Foton M3
Basse résolution (format WMV, 1,1 Mo)
Haute résolution (format WMV, 6,8 Mo)

L'expérience sur le coefficient Soret dans le pétrole brut (SCCO), dont le lancement (disponible en anglais seulement) est prévu le 14 septembre 2007, permettra de déterminer plus facilement la quantité et la qualité du pétrole brut présent dans un gisement donné, et ce, sans avoir à sonder le sol. Cette expérience devrait permettre d'améliorer les techniques d'exploration pétrolière et l'efficacité du processus d'extraction du pétrole, ce qui serait profitable à l'industrie canadienne (sables bitumineux de l'Alberta et exploitation pétrolière en mer). L'adoption de méthodes plus efficaces pourrait aussi permettre d'atténuer l'incidence de l'exploration pétrolière sur l'environnement.

Le comportement du pétrole sous terre

Normalement, en raison de la gravité, les éléments lourds d'un fluide descendent et les éléments légers montent. Dans le cas des gisements, la thermodiffusion agit de façon étrange sur la distribution des constituants du pétrole : les éléments lourds ont tendance à monter, et les éléments plus légers, à se diriger vers le fond du réservoir.

Ainsi, la répartition des constituants dans un même puits n'est ni uniforme ni prévisible, et l'échantillonnage s'en trouve grandement compliqué. Lorsqu'on prélève des échantillons, comment avoir la certitude de n'avoir trouvé qu'un seul réservoir puisque les prélèvements ne sont pas identiques? Peut-être a-t-on alors plutôt affaire à deux réservoirs distincts.

L'effet Soret, sans la gravité

L'expérience SCCO, élaborée par l'Agence spatiale européenne (disponible en anglais seulement) en collaboration avec l'Agence spatiale canadienne, porte sur l'influence des gradients de température sur les nappes de pétrole. Le gradient est la différence de température entre deux points sous la surface de la Terre, divisé par la distance qui les sépare.

M. Ziad Saghir

Dr. Ziad Saghir

En compagnie d'une équipe d'étudiants, M. Ziad Saghir, chercheur et professeur à l'Université Ryerson de Toronto, travaille à l'élaboration de modèles mathématiques qui permettront de démystifier cet étrange phénomène. M. Saghir utilise la thermodiffusion (diffusion de la chaleur) pour mesurer la séparation qui se produit lorsqu'un mélange d'hydrocarbures est soumis à différents gradients de température. Ce phénomène est appelé effet Soret.

Pour arriver à quantifier l'effet Soret – et obtenir des simulateurs numériques efficaces – il est utile d'éliminer l'influence de la gravité. En microgravité, l'effet Soret sera donc le principal facteur de dispersion du pétrole, et il pourra être observé avec précision.

Mise à l'essai du satellite Foton M3 à Samara, en Russie (juin 2007). (Photo : C-CORE)

Mise à l'essai du satellite Foton M3 à Samara, en Russie (juin 2007).
(Photo : C-CORE)

Pour une extraction plus efficace du pétrole

Le secteur pétrolier pourra bientôt bénéficier de simulateurs numériques découlant des travaux de M. Saghir et de son équipe pour déterminer plus facilement la qualité du pétrole présent dans un réservoir et sa durée d'exploitation.

L'expérience SCCO permettra aussi de prévoir le comportement des éléments constituant les nappes de pétrole. Il sera notamment possible de comprendre l'effet des éléments les plus lourds, qui poussent vers le haut et déplacent la couche gazeuse qui se trouve toujours au-dessus d'un puits. Cette couche est un indice important de l'endroit où se trouve le pétrole, mais comme elle se déplace constamment, il est difficile d'établir exactement où se trouve le réservoir et quelle est son importance.

Voici la plateforme de lancement de la fusée Soyouz qui sera utilisée pour lancer le satellite Foton M3 en orbite.

Voici la plateforme de lancement de la fusée Soyouz.
(Photo : Verhaert Space)

L'expérience SCCO a déjà volé en orbite pendant 16 jours, en 2005, à bord d'un satellite russe récupérable de type Foton M3. Elle sera à nouveau lancée dans l'espace le 14 septembre 2007 à partir du cosmodrome russe de Baïkonour. Après un séjour en orbite d'une durée de 12 jours, elle effectuera une rentrée dans l'atmosphère et touchera le sol dans un désert près de la frontière entre la Russie et le Kazakhstan. Les expériences seront alors récupérées puis analysées. Les résultats scientifiques de cette expérience devraient être connus environ un an après la mission.

L'ASC participe à l'exploitation du satellite Foton M3 qui transporte également l'expérience canadienne eOSTEO (une expérience qui porte sur l'étude de la perte osseuse dans l'espace).

En vertu d'un marché conclu avec C-CORE (de St. John's, Terre-Neuve) (disponible en anglais seulement), l'ASC fournit à l'Agence spatiale européenne (ESA) le matériel nécessaire à l'expérience SCCO. De plus, l'ASC appuie les activités menées par M. Ziad Saghir, de l'Université Ryerson, lequel est le seul scientifique canadien à prendre part à l'expérience SCCO.

Faciliter l'exploitation du pétrole

Plateforme de forage Hibernia

La plateforme de forage Hibernia se trouve au large des côtes de Terre-Neuve.
(Photo : Hibernia)

Le secteur pétrolier pourra bientôt bénéficier de simulateurs numériques découlant des travaux de M. Saghir et de son équipe pour déterminer plus facilement la qualité du pétrole présent dans un réservoir et sa durée d'exploitation.

L'expérience SCCO permettra aussi de prévoir le comportement des éléments constituant les nappes de pétrole. Il sera notamment possible de comprendre l'effet des éléments les plus lourds, qui poussent vers le haut et déplacent la couche gazeuse qui se trouve toujours au-dessus d'un puits. Cette couche est un indice important de l'endroit où se trouve le pétrole. Mais comme elle se déplace, il est difficile d'établir exactement où se trouve le réservoir et quelle est son importance.