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Du bon usage des puits de pétrole pour l’énergie géothermique

Une équipe de recherche financée par l’UE a publié les premiers résultats de son premier essai de terrain de production d’électricité géothermique dans un puits de pétrole en France.

Technologies industrielles
Énergie

L’énergie géothermique est une source d’énergie renouvelable énorme mais sous-utilisée en Europe. Les scientifiques estiment que l’utilisation de l’énergie géothermique pourrait permettre de réaliser des économies de 1 000 millions de tonnes de CO2 chaque année. Afin de stimuler la production de cette forme d’énergie, le projet MEET, financé par l’UE, s’efforce de montrer que les systèmes géothermiques améliorés (EGS) constituent un moyen viable et durable de production d’énergie électrique et thermique dans différents types d’environnements géologiques. À cette fin, l’équipe du projet MEET a récemment publié les premiers résultats d’un essai de terrain portant sur la production d’électricité à partir de puits de pétrole.

Le rôle des puits dans la production d’énergie géothermique

Les puits sont généralement nécessaires dans les installations géothermiques mais leur forage peut se révéler onéreux. L’utilisation de puits de pétrole existants pour de telles installations peut réduire les coûts et promouvoir l’utilisation de l’énergie géothermique. Les puits de pétrole peuvent être convertis uniquement pour la production géothermique ou ils peuvent être utilisés pour co-produire du pétrole et de la chaleur. Dans les champs de pétrole matures, le pétrole produit s’accompagne d’une grande quantité de saumure chaude. Lorsque la gravité a pris soin de séparer le pétrole et la saumure à la surface, la saumure chaude est normalement réinjectée dans le réservoir. Toutefois, si la chaleur est extraite avant la réinjection de la saumure, elle peut être utilisée pour la production de chauffage ou d’électricité. Les résultats récemment publiés par l’équipe MEET concernent une unité d’essai de cycle de Rankine à fluide organique (ORC) de petite échelle qui produit de l’électricité à partir d’un puits de pétrole dans le champ de pétrole de Chaunoy dans le bassin parisien, en France. Exploité par Vermilion, partenaire du projet, le champ de Chaunoy est un champ de pétrole mature qui produit plus de 95 % d’eau à partir de 32 puits. Le puits choisi pour la production d’électricité géothermique pilote était le CNY40. Selon un bulletin d’information publié sur le site web du projet, le puits produit 500 m³ de fluide par jour à une température de 92 °C, dont 490 m³ de saumure et 10 m³ de pétrole. «La turbine d’électricité du partenaire du projet ENOGIA … s’installe assez facilement sur la ligne d’écoulement qui transporte le pétrole, le gaz et l’eau de la tête de puits au collecteur», précise le bulletin d’information. «Deux tuyaux flexibles contournent la ligne d’écoulement de la production et permettent l’afflux et la sortie de liquide vers la turbine.» Le principe d’un cycle de moteur thermodynamique est suivi: «La température du fluide produit est utilisée pour réchauffer et faire bouillir un différent fluide à haute pression, appelé le fluide de travail. Cette vapeur est dépressurisée pour produire des travaux mécaniques qui sont finalement transformés en électricité grâce à un alternateur. Le fluide produit est renvoyé dans la ligne de production à une température légèrement inférieure.»

Résultats des premiers tests de terrain

Une étude de la puissance brute produite par la turbine ORC sur le puits CNY40 en juin 2020 a montré que la production d’énergie est cyclique. Cela est dû au fait qu’elle dépend de la température de l’air ambiant qui est plus froid la nuit que pendant la journée. De plus, les performances des turbines se sont améliorées lorsqu’une partie du fluide de travail a été retirée à la fin du mois de juin. Début septembre, la turbine a enregistré une puissance brute moyenne de 15 kW et une puissance nette moyenne de 7 kW. Le projet MEET (Multidisciplinary and multi-context demonstration of EGS exploration and Exploitation Techniques and potentials) cherche à exploiter les fluides basse température (60-90 °C) des usines EGS et des puits de pétrole pour démontrer que la production d’électricité et de chaleur bon marché et à petite échelle peut être réalisée à plus grande échelle. Le projet touchera à sa fin en octobre 2021. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet MEET

Mots‑clés

MEET, pétrole, géothermique, électricité, puits, système géothermique amélioré

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