Extraction du pétrole

Il existe deux méthodes principales d’extraction du pétrole. La méthode utilisée dépend de la profondeur des réserves de pétrole se trouvant dans les sables bitumineux.

L’extraction minière permet aux exploitants de récupérer plus de pétrole en consommant moins d’énergie. Le forage consomme plus d’énergie, mais son empreinte écologique est moins importante, et il ne nécessite pas de bassins de décantation des résidus. En raison de la profondeur des réserves, on ne peut pas procéder au forage dans les mines et vice-versa.

Le taux d’extraction du bitume varie d’une méthode à l’autre.

Exploitation à ciel ouvert

On utilise cette méthode lorsque les dépôts se trouvent à un maximum de 70 mètres (200 pieds) sous terre – ce qui représente environ 20 % des réserves de sables bitumineux. Comme pour la plupart des activités des mines de surface, des pelles géantes déposent les sables bitumineux dans des camions, qui les transportent vers les concasseurs, où de gros morceaux d’argile sont fractionnés. Les sables bitumineux sont alors mélangés à de l’eau très chaude, afin qu’ils puissent être acheminés par pipeline jusqu’à une usine où le bitume sera séparé des autres composants.

Les bassins de résidus sont des installations communes à tous les types de mines de surface. Dans la région des sables bitumineux, ces bassins contiennent de l’eau, du sable, de l’argile et du pétrole résiduel – la décantation s’y produit, et l’eau se trouvant près de la surface est réutilisée pour de futures opérations minières.

Forage in situ

On recourt au forage pour les réserves se trouvant à plus de 70 mètres (200 pieds) de profondeur, qui doivent être récupérées sur place, ou in situ. Cela s’applique à 80 % des réserves de sables bitumineux.

On utilise une technologie de pointe pour injecter de la vapeur, procéder à la combustion ou créer d’autres sources de chaleur dans le réservoir. La chaleur réchauffe le bitume afin qu’il puisse être pompé vers la surface dans les puits de récupération. Les progrès technologiques comme le forage directionnel permettent de mener des opérations in situ afin de forer plusieurs puits (parfois plus de 20) à partir d’un même endroit, ce qui perturbe encore moins la surface.

La majorité des opérations in situ utilisent le drainage par gravité au moyen de vapeur (DGMV). Cette méthode consiste à injecter de la vapeur en sous-sol par un puits horizontal afin de liquéfier le bitume, qui est alors pompé vers la surface par un deuxième puits de récupération.

Une deuxième méthode – la stimulation cyclique par la vapeur d’eau – consiste à injecter de la vapeur dans un puits vertical afin d’inonder ou de liquéfier le bitume, qui est alors pompé vers la surface par le même puits. On répète cette technique jusqu’à ce que le pétrole soit extrait.

En Alberta, 97 % de la superficie de la région des sables bitumineux pourrait être exploitée in situ, ce qui aurait moins d’impact sur les terres. En janvier 2014, une cinquantaine de projets commerciaux d’exploitation des sables bitumineux étaient en cours en Alberta – dont seulement cinq étaient des mines (une sixième est en construction).

Transformation du pétrole lourd et du bitume

Étant donné que la plupart des raffineries du Canada ont été conçues pour transformer du pétrole brut léger conventionnel, on valorise une partie du pétrole lourd et près de la moitié du bitume produit afin de créer du pétrole brut synthétique. Celui-ci a généralement une faible teneur en soufre et ne contient ni résidus ni composants très lourds. La valorisation peut se faire sur le site de production ou dans la raffinerie, ou à proximité.

Pour procéder à la valorisation, on utilise la température, la pression et des catalyseurs afin de fractionner les grosses molécules en plus petites molécules. En ajoutant de l’hydrogène ou en éliminant le carbone du pétrole, on crée des molécules d’hydrocarbures identiques à celles du pétrole léger. On utilise le pétrole valorisé à la place du pétrole conventionnel pour fabriquer de l’essence, du diesel, du kérosène et du mazout.

La valorisation se fait généralement en deux étapes:
  • Cokéfaction ou hydrocraquage – À cette étape, on fractionne les molécules. La cokéfaction élimine le carbone, tandis que l’hydrocraquage ajoute de l’hydrogène.
  • Hydrotraitement – À cette étape, on stabilise le pétrole et on élimine les impuretés comme le soufre.
Seulement un peu plus de 30 % de la production de pétrole canadien est raffinée au Canada. Environ 55 % du pétrole issu des sables bitumineux canadiens est valorisé localement. Le bitume et certains pétroles lourds sont trop visqueux pour couler dans les pipelines, selon les exigences des exploitants de ces pipelines. Les utilisateurs de pipelines doivent donc diluer le produit avec un condensat ou un autre liquide de gaz naturel pour pouvoir l’acheminer. Une fois mélangé à un diluant, le dilbit ne se sépare pas, mais devient un nouveau mélange.

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Connexe

Quelle est l’empreinte écologique de l’extraction des sables bitumineux?

L’empreinte écologique totale des projets miniers représente une faible proportion de la forêt boréale canadienne, et couvre une superficie équivalant à 12 % de la région du Grand Toronto, ou à 151 700 terrains de football. Près de 10 % de ces terres ont déjà été remises en état ou sont en cours de remise en état. La loi exige que toutes les terres perturbées par l’extraction minière soient remises en état ou rétablies sous forme de paysages autosuffisants au terme d’un projet.