Un moyen moins cher d'extraire le pétrole du schiste

Un nouveau matériau composite céramique capable de résister à des températures élevées et à une exposition constante à l'humidité pourrait constituer un moyen économique de déverrouiller les vastes gisements de schiste bitumineux de l'Amérique.

Construit pour durer: L'isolation en composite céramique est conçue pour résister aux températures élevées et à l'humidité. Ici, un morceau d'isolant est plié avec une pression vers le bas pour montrer sa nature élastique.

Les ressources de schiste bitumineux des États-Unis contiennent trois fois plus de pétrole brut que l'ensemble de l'Arabie saoudite. Mais contrairement aux champs jaillissants du Moyen-Orient, extraire le pétrole du schiste, c'est comme essayer de presser le jus de citrons congelés. Traditionnellement, le schiste a été extrait à la surface comme du charbon et chauffé jusqu'à ce qu'une substance semblable à du pétrole appelée kérogène se transforme en liquide et suinte. Mais il s'agit d'une approche coûteuse, énergivore et à forte intensité de carbone qui, comme une grande partie de l'extraction qui se déroule dans les sables bitumineux controversés du Canada, est également dévastatrice pour l'environnement local.

Plus récemment, des entreprises telles que Royal Dutch Shell ont développé des moyens d'exploiter le pétrole in situ, en forant des trous de forage de plusieurs milliers de pieds de profondeur et en y introduisant des câbles d'un pouce d'épaisseur qui sont chauffés à l'aide d'une résistance électrique et qui cuisent littéralement la roche environnante. Le kérogène se liquéfie et s'accumule progressivement autour d'un puits d'extraction, où le fluide semblable à du pétrole peut facilement être pompé vers la surface.

Le processus n'implique aucune exploitation minière, utilise moins d'eau que d'autres approches et ne laisse pas derrière lui des montagnes artificielles de schiste sapé par le kérogène. Et selon un Étude de la Rand Corporation , cela peut également être fait à un tiers du coût de l'exploitation minière et du traitement de surface. Un problème technique, cependant, réside dans le câble chauffant utilisé. Les câbles les plus couramment utilisés aujourd'hui sont isolés avec une couche d'oxyde de magnésium, qui peut se déformer, se dégrader et finalement se raccourcir avec le temps sous une chaleur intense, une exposition constante à l'humidité et le déplacement occasionnel de la roche à de grandes profondeurs. Le remplacement et l'entretien peuvent être coûteux.

La gestion de tels extrêmes nécessite une combinaison de propriétés actuellement non disponibles sur le marché, explique Joe Culver, un responsable du ministère de l'Énergie (DOE), qui considère Le schiste bitumineux est vital pour la sécurité énergétique des États-Unis . Dans le Colorado, le Wyoming et l'Utah seulement, les gisements équivalent à plus de 800 milliards de barils de brut récupérable.

Développement de la technologie composite de Lafayette, CO, a entrepris de relever le défi de l'isolation des câbles à l'aide d'un ruban en fibre de céramique tissé qui s'enroule autour du câblage en cuivre. L'isolant céramique est un matériau composite constitué de fibres céramiques et d'une matrice céramique inorganique qui lie les fibres entre elles. C'est notre sauce secrète, explique le vice-président exécutif Mike Tupper, expliquant que les fibres peuvent également être tressées ou sous forme de tissu, selon l'application.

Le fil enroulé est chauffé à 150 °C jusqu'à ce qu'une résine dans le ruban durcisse l'isolant, mais l'isolant reste flexible pour l'expédition et l'installation. Il est ensuite chauffé sur place à 500 °C, le transformant en un revêtement céramique solide et durable.

Dans le cadre d'une récente projet de démonstration dans le cadre d'un programme du DOE, Composite Technology a testé avec succès ses câbles isolés pendant plus de 5 000 heures à des températures allant de 760 à 850 °C. À ces températures élevées, il a des propriétés électriques stables, explique Tupper. Il n'est pas affecté par l'environnement et ne se dégrade pas.

Tupper ajoute que les câbles peuvent également fonctionner dans une large gamme de tensions et de températures, et peuvent être fabriqués dans pratiquement n'importe quelle longueur. Il existe des types de matériaux similaires, mais nous avons développé un moyen de fabriquer quelque chose qui fonctionnerait de la même manière mais à une fraction du coût, dit Tupper. Cela permet à l'économie de travailler pour l'industrie pétrolière et gazière. Il ajoute que Shell a déjà évalué la technologie et montre un vif intérêt.

Mais même avec cette percée, certains remettent en question la sagesse d'utiliser l'électricité pour chauffer la roche juste pour extraire plus de pétrole de la planète. Shell affirme que son processus produit de trois à sept unités d'énergie pour chaque unité nécessaire au processus.

En supposant que ce câble fonctionne, qu'est-ce que cela vous donne ? demande Clément Archer , un ancien scientifique de renom à Imperial Oil, qui a aidé à diriger le développement des sables bitumineux du Canada. L'électricité est un produit électrique haut de gamme, et son utilisation pour récupérer des produits énergétiques bas de gamme comme le kérogène ou le bitume entraînera toujours une pénalité économique.

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