Récupération du pétrole par procédé microbien
Qu'est-ce que la récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne?
La récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne consiste B utiliser des micro-organismes pour extraire une quantité supplémentaire de pétrole de puits existants, ce qui permet d'accroître la production d'un gisement. Pour ce procédé, on sélectionne certains micro-organismes présents B l'état naturel et on les introduit dans le puits afin qu'ils produisent des sous-produits non nocifs, comme des substances ou des gaz naturels fluidifiants, qui peuvent tous aider B propulser le pétrole hors du puits. En facilitant la mobilisation du pétrole et son écoulement, cette méthode permet d'augmenter la quantité de pétrole extraite du puits.
Quand utilise-t-on la récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne?
On récupère le pétrole par assistance microbienne B la troisième étape de la récupération du pétrole d'un puits, étape appelée récupération tertiaire du pétrole. En général, la récupération du pétrole se fait en deux ou trois étapes, dont voici une brève description :
Première étape: récupération primaire – on récupère de 12 B 15 % du pétrole sans ajouter aucune substance dans le puits. Deuxième étape: récupération secondaire – on inonde le puits d'eau ou d'autres substances pour en extraire une quantité additionnelle de pétrole variant entre 15 B 20 %. Troisième étape: récupération tertiaire – on réalise cette étape de différentes façons, notamment avec l'assistance de micro-organismes, pour récupérer encore plus de pétrole du puits, soit jusqu'B 11 %.
Première étape: récupération primaire – on récupère de 12 B 15 % du pétrole sans ajouter aucune substance dans le puits.
Deuxième étape: récupération secondaire – on inonde le puits d'eau ou d'autres substances pour en extraire une quantité additionnelle de pétrole variant entre 15 B 20 %. Troisième étape: récupération tertiaire – on réalise cette étape de différentes façons, notamment avec l'assistance de micro-organismes, pour récupérer encore plus de pétrole du puits, soit jusqu'B 11 %.
Deuxième étape: récupération secondaire – on inonde le puits d'eau ou d'autres substances pour en extraire une quantité additionnelle de pétrole variant entre 15 B 20 %.
Troisième étape: récupération tertiaire – on réalise cette étape de différentes façons, notamment avec l'assistance de micro-organismes, pour récupérer encore plus de pétrole du puits, soit jusqu'B 11 %.
Les micro-organismes servant à la récupération du pétrole peuvent être utilisés pour un seul puits de pétrole ou un gisement complet. Leur survie requérant des conditions particulières, on les introduit souvent dans le puits en leur ajoutant des nutriments et de l'oxygène. La récupération du pétrole assistée par l'activité bactérienne nécessite également la présence d'eau. Les micro-organismes se développent entre la couche de pétrole et la surface rocheuse du puits pour améliorer la récupération du pétrole par les processus suivants :
Réduction de la viscosité du pétrole – le pétrole est un liquide épais relativement visqueux, ce qui signifie qu'il s'écoule difficilement. Les micro-organismes aident à fractionner la molécule de pétrole brut, la rendant ainsi plus fluide et plus facile à extraire du puits. Production de gaz carbonique – les micro-organismes produisent du gaz carbonique, un sous-produit de leur métabolisme. Ce gaz s'accumule petit à petit et fait remonter le pétrole à la surface. Production d'une biomasse – en métabolisant les nutriments nécessaires à leur survie, les micro-organismes produisent une biomasse organique comme sous-produit. Cette biomasse, qui s'accumule entre la couche de pétrole et la surface rocheuse du puits, déplace physiquement le pétrole, facilitant ainsi son extraction du puits. Colmatage sélectif – certains micro-organismes sécrètent des substances visqueuses appelées exopolysaccharides pour se protéger contre la déshydratation ou d'autres organismes. Ces substances aident les bactéries à boucher les pores du roc pour que le pétrole puisse glisser plus facilement sur la surface rocheuse. Ce blocage des pores en vue de faciliter le mouvement du pétrole est appelé colmatage sélectif. Production de biosurfactants – en fractionnant les molécules de pétrole, les micro-organismes produisent des substances fluidifiantes nommées surfactants. Comme ces dernières sont produites naturellement, on les appelle biosurfactants. Ils agissent comme des détergents glissants, en aidant le pétrole à se détacher du roc et des crevasses pour faciliter sa sortie du puits.
Réduction de la viscosité du pétrole – le pétrole est un liquide épais relativement visqueux, ce qui signifie qu'il s'écoule difficilement. Les micro-organismes aident à fractionner la molécule de pétrole brut, la rendant ainsi plus fluide et plus facile à extraire du puits.
Production de gaz carbonique – les micro-organismes produisent du gaz carbonique, un sous-produit de leur métabolisme. Ce gaz s'accumule petit à petit et fait remonter le pétrole à la surface. Production d'une biomasse – en métabolisant les nutriments nécessaires à leur survie, les micro-organismes produisent une biomasse organique comme sous-produit. Cette biomasse, qui s'accumule entre la couche de pétrole et la surface rocheuse du puits, déplace physiquement le pétrole, facilitant ainsi son extraction du puits. Colmatage sélectif – certains micro-organismes sécrètent des substances visqueuses appelées exopolysaccharides pour se protéger contre la déshydratation ou d'autres organismes. Ces substances aident les bactéries à boucher les pores du roc pour que le pétrole puisse glisser plus facilement sur la surface rocheuse. Ce blocage des pores en vue de faciliter le mouvement du pétrole est appelé colmatage sélectif. Production de biosurfactants – en fractionnant les molécules de pétrole, les micro-organismes produisent des substances fluidifiantes nommées surfactants. Comme ces dernières sont produites naturellement, on les appelle biosurfactants. Ils agissent comme des détergents glissants, en aidant le pétrole à se détacher du roc et des crevasses pour faciliter sa sortie du puits.
Production de gaz carbonique – les micro-organismes produisent du gaz carbonique, un sous-produit de leur métabolisme. Ce gaz s'accumule petit à petit et fait remonter le pétrole à la surface.
Production d'une biomasse – en métabolisant les nutriments nécessaires à leur survie, les micro-organismes produisent une biomasse organique comme sous-produit. Cette biomasse, qui s'accumule entre la couche de pétrole et la surface rocheuse du puits, déplace physiquement le pétrole, facilitant ainsi son extraction du puits.
Colmatage sélectif – certains micro-organismes sécrètent des substances visqueuses appelées exopolysaccharides pour se protéger contre la déshydratation ou d'autres organismes. Ces substances aident les bactéries à boucher les pores du roc pour que le pétrole puisse glisser plus facilement sur la surface rocheuse. Ce blocage des pores en vue de faciliter le mouvement du pétrole est appelé colmatage sélectif.
Production de biosurfactants – en fractionnant les molécules de pétrole, les micro-organismes produisent des substances fluidifiantes nommées surfactants. Comme ces dernières sont produites naturellement, on les appelle biosurfactants. Ils agissent comme des détergents glissants, en aidant le pétrole à se détacher du roc et des crevasses pour faciliter sa sortie du puits.
Étude de cas : Un exopolysaccharide nommé xanthane
La bactérie Xanthomans campestris produit une substance gélatineuse, le xanthane. Comme la molécule de celui-ci est composée de nombreux sucres différents et qu'il est excrété, on le qualifie d'exopolysaccharide. On utilise parfois le xanthane pour lubrifier les trous de forage pétrolier, pour aider à retirer le roc du site de forage et pour compenser la baisse de pression dans les puits épuisés, ce qui facilite la remontée et la sortie du pétrole.
La récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne est une application directe de la biotechnologie. Ce procédé fait appel B des matières vivantes, comme des bactéries, des micro-organismes et des produits de leur métabolisme, pour faciliter l'écoulement du pétrole hors du puits, ce qui permet d'accroître sa récupération. Les techniques de génie génétique et de recombinaison de l'ADN, qui servent B créer des souches de bactéries aux propriétés récupératrices de pétrole améliorées, comptent parmi les autres applications de la biotechnologie dans le domaine de la récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne.
Les scientifiques arriveraient peut-être, par l'insertion des gènes d'un type de bactérie dans un autre, à combiner dans un seul micro-organisme deux caractères génétiques recherchés. Par exemple, il arrive souvent que la température interne d'un puits de pétrole soit trop élevée pour que la plupart des micro-organismes y survivent. En insérant un gène qui code pour un caractère rendant une bactérie capable d'aider à la récupération du pétrole dans le génome d'une autre bactérie existante pouvant survivre à des températures élevées, les chercheurs seraient en mesure de créer des micro-organismes ayant la capacité à la fois de résister à la température d'un puits de pétrole et d'aider à récupérer ce dernier. Par elle-même, chacune des bactéries est dépourvue d'un caractère nécessaire à la récupération du pétrole. Toutefois, la nouvelle bactérie créée par recombinaison génétique devient une partie intégrante du procédé de récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne.
Champs de recherche actuels
Les bactéries ont beaucoup de difficultés à survivre dans un puits de pétrole à cause des conditions ambiantes. De plus, celles qui y réussissent ont souvent une capacité limitée à réaliser les processus chimiques nécessaires pour améliorer la récupération du pétrole. Des chercheurs tentent de créer des souches de bactéries mieux à même de survivre dans ces conditions rigoureuses tout en conservant leur capacité à exécuter ces processus chimiques. Ils font appel au génie génétique pour concevoir des micro-organismes capables non seulement de survivre aux températures élevées d'un puits de pétrole, mais également de subsister à partir de nutriments peu coûteux, de conserver leur activité chimique et de produire des quantités substantielles de biosurfactants. Certains chercheurs élaborent des bactéries qui peuvent croître sur des déchets agricoles bon marché, un matériau dont il existe des réserves abondantes et qui est écologique.
Développement durable et récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne
La récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne permettant de diminuer ou d'éliminer l'utilisation de produits chimiques puissants, elle représente une méthode de récupération tertiaire du pétrole compatible avec la protection de l'environnement. Ce procédé deviendra de plus en plus réalisable sur le plan économique à mesure qu'on réussira à créer par génie génétique des bactéries plus efficaces qui seront capables de survivre en se nourrissant de nutriments abondants et peu coûteux. Les techniques servant à créer et à faire croître des bactéries pour la récupération du pétrole assistée par l'activité microbienne s'améliorent, ce qui abaisse les coûts de production de cette méthode et en fait une solution plus attrayante pouvant remplacer les méthodes classiques de récupération tertiaire du pétrole qui utilisent des produits chimiques.
(En anglais seulement)
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