Production d’énergie géothermique dans le bassin de Williston

Promoteur principal

DEEP Earth Energy Production Corp (DEEP)

Contexte du projet

L’objectif de l’étude initiale d’ingénierie et de conception intitulée « Production d’énergie géothermique dans le bassin de Williston » est de préparer et de planifier la construction d’une centrale de démonstration géothermique dans le sud-est de la Saskatchewan en effectuant des forages d’essai et de ciblage souterrains. Le projet a été financé à hauteur de 350 000 $ dans le cadre du Programme d’innovation énergétique (PIE) et s’appuie sur les résultats d’une étude de pré-faisabilité hors ligne financée antérieurement par le programme Initiative écoÉNERGIE sur l’innovation de Ressources naturelles Canada.

Un financement de suivi (jusqu’à 25,6 millions de dollars) a été fourni dans le cadre du Programme des énergies renouvelables émergentes de Ressources naturelles Canada pour la planification de la construction de la centrale géothermique. La centrale utilisera la technologie de la Machine à cycle organique de Rankine (ORC, Organic Rankine Cycle) pour produire de l’énergie à partir d’une saumure de 120 ⁰C provenant des formations de Deadwood et de Winnipeg, au moyen de puits de production forés à plus de 3 400 mètres de profondeur.

Résultats

Le projet a permis de forer et de creuser le puits le plus profond jamais creusé dans le bassin précambrien de Williston, au Canada. Cette réalisation constitue une avancée majeure pour la mise en valeur du potentiel géothermique du bassin de Williston. Auparavant, le bassin de Williston n’était exploré que par les sociétés pétrolières et gazières – cependant, il n’y avait pas suffisamment de pétrole brut dans ces gisements pour que l’extraction commerciale soit rentable. Ce n’est que lorsque DEEP a commencé à explorer cette région que la compagnie a découvert de grandes quantités d’eau chaude (le fondement des projets d’exploration géothermique classique).

À l’origine, les formations de Winnipeg et de Deadwood étaient les formations cibles. Une analyse géotechnique détaillée des carottes a été effectuée, y compris une analyse de perméabilité sur 75 échantillons. Les résultats de l’analyse ont démontré que la perméabilité était plus faible que prévu dans les formations de Deadwood et de Winnipeg et qu’elle ne pourrait pas contribuer à elle seule à la totalité du débit de l’IPR (Inflow Performance Reference [référence de la performance des eaux d’arrivée]).

Cependant, un forage au-delà de la cible initiale et un carottage dans le Précambrien ont été effectués et ont montré la présence de fractures dans le Précambrien. L’appareil de forage a pu pénétrer dans la roche du socle à un rythme qui permettra un forage exploratoire beaucoup plus profond dans le bassin. On s’attendait à ce que cela permette un accès possible à des roches encore plus chaudes si le réseau de fractures est suffisamment étendu et chargé d’eau. À l’origine, on ne s’attendait pas à ce que la contribution du Précambrien soit importante, mais l’examen intégré de l’analyse des carottes et des résultats des essais en cours de forage montre que la contribution du Précambrien au débit est importante.

Un essai de débit et d’accumulation a été prévu pour l’été 2019 afin de mieux comprendre la capacité de débit des formations à cet endroit. Après les résultats de l’essai de débit, DEEP a pu mieux comprendre et modéliser la conception des puits et des installations nécessaires à une installation géothermique à grande échelle.

À la suite des essais de débit et d’accumulation, l’ingénieur chargé du réservoir a ajusté le modèle pour se concentrer sur la formation de Deadwood comme réservoir cible. Les essais et le forage du réservoir ont montré que les sables de Deadwood sont beaucoup plus étendus et ont une capacité beaucoup plus grande, ce qui permet d’accroître la taille et la portée du projet.

Le projet a également permis de réaliser une autre « première » – le premier puits horizontal au monde à être foré et stimulé hydrauliquement à des fins de production d’énergie géothermique. Le puits horizontal a été foré latéralement sur 2 000 m à la suite du forage d’un puits vertical de 3 500 m de profondeur, à travers le réservoir de sable cible, puis stimulé hydrauliquement afin d’améliorer davantage les capacités de production.

À la suite de ce forage et de cette stimulation, des installations de surface ont été construites pour effectuer l’essai en boucle à plus long terme de 1 800 m³/jour qui était nécessaire afin de raffiner et d’améliorer les processus de production d’énergie géothermique dans cette région.

DEEP a conclu une convention d’achat d’électricité avec Saskpower. Cette entente est extrêmement importante, car Saskpower est le seul grand acheteur et fournisseur d’électricité de la province de la Saskatchewan. Cette entente confère donc au projet une viabilité économique, dans la mesure où il existe un acheteur pour l’électricité produite.

Avantages pour le Canada

Ce projet contribuera à accroître la viabilité économique de la production d’énergie propre à partir de réservoirs semblables, en attirant des capitaux importants en Saskatchewan et dans d’autres provinces. Cela permettra de poursuivre la recherche et le développement de ces technologies afin d’exploiter cette ressource renouvelable de façon efficace et durable.

Prochaines étapes

Après l’achèvement de ce projet, DEEP continuera de se concentrer sur la compréhension complète des paramètres du réservoir et sur la finalisation de la conception de la centrale pour l’une des premières installations géothermiques du Canada.

Mise sur pied d’une équipe de professionnels de haut niveau de l’industrie pour faire passer le projet à la production d’énergie géothermique à grande échelle. Cela est important dans la mesure où, avec un nouveau projet de cette complexité, DEEP dispose désormais d’un noyau de professionnels du forage et de l’énergie qui ont l’expérience et l’expertise nécessaires pour surmonter les obstacles opérationnels et les obstacles liés aux réservoirs afin de donner au projet toutes les chances de réussite et de le mener à terme.