L’intelligence artificielle contribue à réduire les émissions de CO2 dans les installations d’exploitation des sables bitumineux
De nouvelles techniques permettent d’améliorer l’efficacité de l’industrie.
Les innovateurs de l’industrie canadienne des sables bitumineux utilisent l’intelligence artificielle (IA) pour réaliser de réels progrès dans la réduction des émissions de CO2 issues des activités d’exploitation.
La complexité de réduire l’injection de vapeur tout en augmentant la production de pétrole dans une installation d’exploitation des sables bitumineux in situ est à la fois un art et une science qui bénéficient grandement de l’IA, de techniques de contrôle avancé des procédés (CAP) et de technologies intelligentes développées par l’industrie.
Les technologies de CAP associent des algorithmes à l’apprentissage automatique et à l’analyse des données pour améliorer les performances du contrôle des procédés. Elles peuvent surveiller et contrôler plusieurs procédés, ce qui permet d’en accroître les rendements par rapport aux systèmes de contrôle traditionnels.
Suncor s’est lancée dans un projet de démonstration afin d’appliquer les technologies de CAP dans ses installations in situ de Firebag et de Mackay River. Ces technologies seront mises en pratique dans trois domaines : le générateur qui contrôle la qualité de la vapeur, l’injection de vapeur dans les puits et la production d’émulsions, c’est-à-dire le mélange de fluides qui permet de faire remonter le pétrole à la surface.
Ces technologies devraient permettre de réduire les coûts de production de vapeur et d’augmenter la production jusqu’à 4 %, ce qui équivaut à une réduction de 4 % des émissions de gaz à effet de serre (GES).
« L’utilisation efficace de nos ressources, y compris de l’énergie, compte parmi nos stratégies pour réduire les émissions. Pour nous, l’excellence opérationnelle signifie une exploitation sûre, fiable, rentable et respectueuse de l’environnement », explique Yu Liang, ingénieure et spécialiste du contrôle avancé des procédés, qui travaille au sein de l’équipe d’automatisation de Suncor.
De grands volumes de vapeur sont nécessaires
L’exploitation des sables bitumineux in situ nécessite de grands volumes de vapeur à haute pression pour faire remonter le pétrole à la surface par des méthodes telles que le drainage par gravité au moyen de vapeur (DGMV).
Si la qualité de la vapeur varie trop, l’efficacité des générateurs de vapeur s’en ressent. Il est donc essentiel de contrôler la qualité de la vapeur en temps réel pour garantir un rendement optimal de l’installation et réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les technologies de CAP peuvent contribuer à améliorer ce processus en réduisant considérablement les variations de la qualité de la vapeur.
Selon Yu Liang, l’attention portée en temps réel au réglage précis du fonctionnement de l’installation a un impact considérable sur la durée de vie d’un puits de production de pétrole. De fins réglages assistés par les technologies de CAP viennent compléter le processus pour offrir à nos installations une plus grande efficacité énergétique, réduire les émissions, augmenter la production et diminuer les coûts d’exploitation.
Améliorer la fiabilité et l’efficacité
Les technologies de CAP existent depuis des décennies, mais la complexité croissante des procédés industriels et des équipements d’aujourd’hui oblige les entreprises à placer la barre toujours plus haut. À mesure que de nouvelles technologies telles que l’IA font leur apparition dans l’espace numérique, il y a de plus en plus de moyens d’améliorer la fiabilité et l’efficacité des technologies de CAP, explique Yu Liang.
Suncor utilise les technologies de CAP depuis 10 ans dans le cadre d’une initiative plus importante de numérisation de ses activités d’exploitation des sables bitumineux. La société détient également des brevets et a fait des demandes de brevets pour des technologies de CAP qui ont été mises en œuvre dans les installations in situ.
« Les principaux avantages de l’utilisation des technologies de CAP sont la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre. En outre, nous pouvons donner à l’opérateur de l’installation plus de temps pour se concentrer sur d’autres priorités », a déclaré Yu Liang.
Les technologies de CAP peuvent avoir un impact dans trois domaines principaux. Premièrement, l’amélioration de la qualité de la vapeur produite par un générateur ou une installation de cogénération. Deuxièmement, l’optimisation de la consistance de la vapeur injectée dans les chambres souterraines. Et troisièmement, l’accroissement de l’efficacité des pompes et des systèmes pour remonter le pétrole à la surface.
« Au fur et à mesure que les réservoirs vieillissent, ils se dégradent et nous devons y intégrer de nouveaux puits. Par conséquent, il y a toujours de nombreuses améliorations à apporter », explique Yu Liang.
« Pour mettre en œuvre ces technologies, il n’est généralement pas nécessaire de procéder à des changements physiques ou à l’installation d’équipements. En général, nous pouvons utiliser l’infrastructure existante et avons juste besoin de personnel et de temps pour configurer le logiciel », ajoute-t-elle.
L’objectif de Suncor est de faire fonctionner les installations in situ avec des CAP opérationnels 85 % du temps, en tenant compte des temps d’arrêt pour la maintenance et d’autres problèmes.
C’est en favorisant ce type d’innovation que Suncor et les autres entreprises membres de l’Alliance nouvelles voies – Canadian Natural, Cenovus Energy, ConocoPhillips Canada, l’Impériale et MEG Energy – améliorent la performance environnementale de l’industrie des sables bitumineux. Par l’intermédiaire de l’Alliance nouvelles voies, elles collaborent au développement de la prochaine génération d’avancées scientifiques et technologiques qui continueront à réduire l’impact de l’industrie sur l’air, l’eau et le sol.
