Technologie optique visant à quantifier et à réduire les émissions de méthane provenant de l’évaporation de gaz de tubage et de réservoirs de stockage de fluides

Promoteur principal

Université Carleton

Contexte du projet

L’objectif de ce projet était de développer et de mettre à l’essai sur le terrain une nouvelle technologie optique permettant de mesurer les principales sources de méthane rejeté dans le secteur pétrolier et gazier. Le dégazage du gaz de tubage lors de la production de pétrole lourd et le dégazage éclair du méthane dans les réservoirs de stockage de liquides constituent des sources importantes d’émissions de méthane dans le secteur pétrolier et gazier canadien. Ces sources d’émissions transitoires sont difficiles à mesurer, et il n’existe actuellement aucune technologie comparable pouvant être déployée sur le terrain et permettant de mesurer avec précision le flux de méthane dans ce type de flux gazeux à composition et à débit variables.

Résultats

Ce projet a accéléré le développement d’un nouveau capteur optique (VentX) capable de mesurer en continu et avec précision les taux d’émissions de méthane provenant de sources potentielles sur les sites de production de pétrole et de gaz, notamment les évents de gaz de tubage et les évents des réservoirs de stockage. VentX mesure simultanément la fraction de méthane dans un flux de gaz évacué et la vitesse de ce flux à une résolution d’une seconde. Ces deux paramètres sont combinés pour calculer le taux réel et variable dans le temps des émissions de méthane de la source.

Un premier prototype a été développé et testé avec succès à l’aide d’instruments et de composants optiques de qualité laboratoire, logés dans une grande enceinte (1 mètre cube). Ce prototype a été utilisé avec succès pour mesurer les émissions de méthane provenant des évents de gaz de tubage sur des sites de production de pétrole lourd en Saskatchewan. Les résultats ont révélé que les émissions mesurées étaient presque quatre fois supérieures aux émissions déclarées, tout en étant cohérentes avec des mesures aériennes indépendantes.

Un prototype perfectionné a permis de regrouper ces composants sur une seule carte, tout en apportant plusieurs améliorations importantes à la conception optique, ce qui a permis d’accroître davantage la précision et la stabilité des mesures. La technologie VentX de deuxième génération a ensuite été déployée avec succès dans le cadre d’essais sur le terrain visant à mesurer les émissions de méthane provenant de réservoirs de stockage de pétrole sur des sites de production en amont en Alberta. Ces travaux ont permis de mieux comprendre directement dans quelle mesure les volumes évacués calculés à partir des rapports gaz-pétrole sont susceptibles d’être sous-estimés, tout en fournissant de nouvelles orientations pour effectuer des mesures directes et interpréter les données provenant de mesures à distance.

Les résultats du projet ont été publiés dans des articles évalués par les pairs et en libre accès afin de favoriser une adoption maximale par l’industrie et les organismes de réglementation.

À la suite de ces essais sur le terrain, d’autres améliorations ont été apportées au capteur VentX. Une nouvelle enceinte antidéflagrante a été conçue, permettant d’utiliser les composants dans des environnements dangereux. Le système est maintenant également plus compact et peut être soulevé par un seul technicien. Il comporte aussi moins de points de défaillance susceptibles de permettre une infiltration de gaz, un problème observé lors des premiers essais sur le terrain. Cette nouvelle version du capteur VentX a été déployée à l’international, où elle a été utilisée pour mesurer les émissions de méthane provenant de réservoirs de stockage de pétrole dans le cadre d’études scientifiques soutenues par le PNUE en Colombie.