Le rôle de Vallourec dans la conception de projets de stockage de CO2 fiables
Le 7 avril dernier, Vallourec et World Oil ont organisé un webcast en direct présentant la manière dont Vallourec tire parti de son expertise dans les solutions tubulaires pour relever le défi de la captation et du stockage du carbone (CSC). Diana Rodriguez Barrera, responsable marketing et développement CCUS, et Cécile Millet, responsable du département Développement et Application des matériaux OCTG au centre de recherche de Vallourec France (VRCF), expliquent comment le Groupe aide ses clients à choisir les matériaux et les connexions pour les projets de séquestration du carbone. Le webcast a été un grand succès, attirant 211 participants dans le monde entier. Dans cet article, nous passons en revue les messages clés et les enseignements tirés du webcast.
De la captation et du transport à l’injection et au stockage, l’expertise de Vallourec couvre toutes les étapes du cycle de vie du CO2, accompagnant les acteurs industriels dans le déploiement d’infrastructures de séquestration du carbone (CSC) sûres et fiables.
« La technologie de CSC, déployée à grande échelle, jouera un rôle clé dans la réalisation des objectifs de neutralité carbone – mais les opérateurs sont confrontés à plusieurs défis techniques », déclare Diana Rodriguez Barrera.
Appliquer l'expertise de la RAP (récupération assistée du pétrole) à la CSC
Les projets de CSC sont divers – et complexes. Les plateformes de CSC extraient le CO2 de plusieurs sources industrielles, avec des impuretés et des concentrations variables. Le secteur pétrolier et gazier possède une expérience de plus de 30 ans en matière de récupération assistée du pétrole (RAP ou EOR en anglais pour Enhanced Oil Recovery), qui peut être appliquée aux projets de CSC. Cependant, le CO2 industriel contient une grande variété d’impuretés, conduisant à des différences significatives.
« Dans les plus de 6 500 kilomètres de conduites qui desservent actuellement l’industrie de la RAP aux États-Unis, le CO2 transporté contient également du méthane, de l’azote, de l’hydrogène sulfuré et des quantités limitées d’eau et d’oxygène », explique Diana.
Bien qu’il n’existe pas de spécification communément acceptée pour le transport par pipeline, l’expérience a démontré que la combinaison d’une source de CO2 relativement propre et d’une teneur en eau contrôlée limite les problèmes opérationnels. L’élimination des impuretés présentes dans le CO2 augmentant le coût d’un projet, il est essentiel de choisir les bons matériaux et les bonnes connexions pour résister à ces nouveaux environnements difficiles.
Projecteur sur les essais de matériaux et de connexions de Vallourec
L’évaluation de la performance des matériaux et des connexions dans des conditions de CSC est essentielle pour garantir l’intégrité des infrastructures. « Nous devons comprendre et tenir compte des défis à relever tout au long de la chaîne de valeur du CO2 », ajoute Cécile Millet.
Les intervenants ont évoqué plusieurs tests clés menés par les experts de Vallourec qui ont contribué à façonner l’expertise et l’offre du Groupe sur ce marché :
- Vallourec a effectué des tests sur les matériaux X60Q pour déterminer la résistance à la fissuration induite par l’hydrogène (HIC) à très faible pH. Les résultats des tests, réalisés à température ambiante avec de l’acide chlorhydrique, ont montré l’absence de cloques ou de fissures HIC après 96 heures.
- Les équipes ont testé la résistance des matériaux à la corrosion localisée au fond des puits, là où l’eau de formation est susceptible de s’accumuler pendant le stockage. Différents matériaux ont été testés dans différents environnements avec des niveaux d’impuretés variables : acier au carbone faiblement allié, acier à 13 % de chrome, acier super duplex à 25 % de chrome et acier à 28 CR. Les résultats ont révélé que le chrome super 13 est une solution alternative, moins chère présentant de bonnes performance en présence d’une quantité limitée d’oxygène.
- Vallourec a testé la ténacité des matériaux en effectuant des essais d’impact sur des aciers au carbone, des matériaux duplex et super duplex. La capacité du matériau à absorber l’énergie est la clé pour garantir des performances durables à basse température. Tous les matériaux en acier au carbone ont présenté une bonne ténacité au-dessus de 50 joules à -60 °C, tandis que le duplex et le super duplex sont des matériaux limites, surtout pour des matériaux haute résistance. Selon les normes O&G en vigueur, tous les matériaux Vallourec présentent de bonnes propriétés de ténacité.
- Vallourec a évalué ses connexions VAM® pour s’assurer de leur adéquation aux projets de captation, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS). Pour éviter les fuites de CO2, il est essentiel de garantir l’étanchéité à basse température entre les connexions qui relient les colonnes de tubes. Le protocole de test de Vallourec s’appuie sur la norme API- 5C5 et comprend 3 étapes spécifiques à l’application CSC qui reflètent les conditions auxquelles les puits d’injection de CO2 seront soumis au cours de leur vie
1) le test d’étanchéité pendant des cycles de basses températures,
2) le choc thermique à -80 °C
3) le delta de température entre les éléments mâle et femelle.
Pour sélectionner la connexion appropriée et définir des enveloppes de travail adéquates, des études FEA ont été menées. Nous évaluons le traitement de surface à très basse température, afin de nous assurer qu’il n’y a aucun signe d’usure de contact pendant les opérations cycliques dans ces conditions. Et nous procédons à une évaluation de la corrosion du traitement de surface en utilisant le CO2. Les résultats ont montré que les connexions premium VAM® de Vallourec sont adaptées à une exploitation dans des projets CCUS.
Partenariat avec des industries du monde entier
Notre programme de recherche et développement travaille main dans la main avec l’industrie et les clients. Nous avons élaboré un protocole de qualification des connexions en collaboration avec un client de la mer du Nord et développé les équipements de test et de qualification, ce qui nous permet de répondre aux besoins émergents en matière de CSC. Nous nous attachons à tester nos matériaux et nos connexions en simulant les scénarios et les conditions réels exigés par ce marché en pleine croissant.
Vous souhaitez bénéficier d’une aide pour le choix des matériaux ou d’une consultation sur les connexions ? Contactez Diana Rodriguez Barrera ou Cécile Millet dès aujourd’hui.
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