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Programme d'atténuation des effets des métaux dans le secteur pétrolier et gazier

Area of trabajo : Contaminants Climáticos de Vida Corta

Tema : Contaminants Climatiques de la Vie Corta

En comparaison avec d'autres solutions pour le changement climatique, l'atténuation des émissions de métaux provenant du secteur pétrolier et du gaz naturel est relativement économique. Certaines mesures permettent d'économiser de l'argent en tenant compte des dépenses supplémentaires liées à la vente du gaz naturel qui, au contraire, pourrait être libéré dans l'atmosphère. L'Agence internationale de l'énergie estime que, au niveau mondial, il est possible de réduire de 75 % les émissions de métaux du secteur pétrolier et du gaz naturel avec la technologie actuelle, et qu'il est possible de réduire de 50 % ces émissions sans aucun coût. La réduction de 50 % de ces émissions aurait le même impact sur le climat à long terme que la fermeture de toutes les usines de carbone en Chine. Muchos gobiernos nacionales y locales han implementado regulaciones para mitigar las emisiones de metano de este sector de algunas o todas sus fuentes. Algunas de las regulaciones actuales más estrictas se pueden encontrar en Canadá, estado de Colorado, estado California y México.

Las mayores oportunidades de mitigación provienen, por supuesto, de los mayores emisores. Ces pages décrivent quelques-unes de ces grandes opportunités d'atténuation. Quelle est la source des émissions ? Quel rôle joue l'équipement ou le processus qui libère le gaz naturel dans ce secteur et pourquoi émet-il ? Comment peut-on les réduire ou les éliminer ? ¿Qué otras jurisdicciones han implementado programas y reglas para reducir o eliminar las emisiones ?


De manera conjunta, las fuentes anteriores representan 75% de las emisiones de metano del sector petróleo y gas natural en Estados Unidos. Il existe une grande variété de technologies et de pratiques permettant de réduire de manière significative les émissions de ces sources.

Fugas

Une grande partie des émissions du secteur pétrolier et du gaz naturel provient des fuites, une catégorie très large qui inclut le gaz qui se libère à cause d'un filtre qui ne fonctionne pas correctement, a través de una grieta o superficie corroída en un recipiente, además de otras operaciones incorrectas y "errores" como válvulas y escotillas que se dejan abiertas, quemadores que se apagan y otros problemas en sitio que generan emisiones.

Alors que l'inventaire des émissions des États-Unis élaboré par l'EPA estime que l'industrie du pétrole et du gaz naturel produit 3 millions de tonnes de métaux par an (37 % des émissions de l'industrie). UU que elaboró la EPA estima que la industria del petróleo y el gas natural pierde 3 millones de toneladas de metano por año (37% de las emisiones de la industria), una serie de investigaciones independientes han demostrado que esta cifra es muy baja. En 2018, un estudio en Science escrito por veinticuatro científicos de dieciséis universidades e instituciones analizó mediciones de emisiones de metano de más de 400 sitios con pozos y demás instalaciones de gas natural, y artículos utilizando mediciones con aeronaves en varias cuencas petroleras. Ces installations produisent plus de 30 % de la production de gaz naturel aux États-Unis. L'étude a montré que les émissions de métaux au niveau national de l'industrie pétrolière et du gaz naturel sont en réalité 60 % plus élevées que les estimations de l'EPA, et que les "émissions irrégulières" sont dues en grande partie aux fuites et aux ventes. Esto significa que una enorme cantidad de metano (7,1 millones de toneladas) proviene de estas fuentes. En el corto plazo, el metano de estas fugas calienta nuestro clima lo mismo que como 160 centrales termoeléctricas de carbón.

Las fugas se pueden encontrar en muchos sitios y son causadas por muchas razones. Las tensions térmicas o mecánicas pueden degradar los sellos ; los errores humanos también pueden ocasionar una instalación deficiente, operación incorrecta o mantenimiento insuficiente. De même, l'utilisation quotidienne et l'exposition aux conditions climatiques peuvent entraîner une dégradation de l'équipement avec le temps. Eventuellement, des fugues apparaissent dans toutes les installations de pétrole et de gaz naturel ; ne pas les résoudre à temps est une pratique dangereuse pour le milieu ambiant, qui détruit un produit de valeur et provoque des émissions qui sont évitables. Une grande partie de ces émissions trouve son origine dans les "super-émissions", qui sont des événements très importants, mais peu courants, et qui se produisent à la suite d'une opération incorrecte (par exemple, une vanne atraumatique, une ouverture d'écoutille ou un quemator hors service). Las investigaciones han demostrado que los super-emisores no se pueden predecir y pueden ocurrir en cualquier sitio.

Heureusement, la plupart des fugues sont faciles à réparer (les coûts de réparation des fugues sont compensés par la valeur du gaz naturel récupéré lors de la réparation). En outre, l'identification des fugues est devenue plus efficace grâce à la technologie moderne. La pratique courante aujourd'hui est l'utilisation de cámaras spéciales qui peuvent détecter la lumière infrarouge (piense en binoculares de visión nocturna) qui ont été développées pour rendre visible le métal, qui est invisible à nos yeux. Ces caméras permettent aux inspecteurs de visualiser des images de fuites de gaz naturel en temps réel, d'inspecter des équipements et des composants complets (pas seulement les raccordements et d'autres zones où les fuites sont plus probables) et de localiser précisément la source, ce qui permet une réparation plus simple. En outre, les progrès technologiques permettront de rendre ce processus encore plus efficace et économique dans les années à venir.

Ces technologies peuvent être utilisées pour réduire les fuites grâce à l'utilisation d'inspections périodiques dans le cadre de programmes rigoureux de détection et de réparation des fuites (LDAR, en anglais). Ces programmes exigent que les exploitants inspectent périodiquement toutes leurs installations à la recherche de fuites et d'émissions, et réparent toutes les fuites identifiées dans un délai raisonnable. Por ejemplo, California requiere a los operadores inspeccionar todos los sitios cuatro veces por año. En revanche, le Colorado a une approche différente et exige que les exploitants inspectent mensuellement les sites les plus importants, tandis que les sites les plus petits, avec un risque de fuites plus faible, doivent être inspectés moins fréquemment.

Vente d'équipements pneumatiques

Un equipo neumático accionado por gas natural utiliza la energía de la presión del gas natural en las tuberías para controlar y operar válvulas y bombas. Esto permite a los operadores automatizar equipos en sitios aislados que carecen de acceso fácil a la electricidad, lo cual puede ser común en muchos países productores de petróleo y gas. El equipo neumático es frecuentemente en las instalaciones de producción y compresión de petróleo y gas natural, y está diseñado para liberar gas natural a la atmósfera.

Les régulateurs de débit des vannes fonctionnent automatiquement en fonction de facteurs tels que le niveau de liquide dans le séparateur, la pression et la température. Elles peuvent être classées en fonction de leurs caractéristiques. Certains vendent du gaz naturel et le font à différentes vitesses ; ils peuvent aussi le faire de façon continue ou intermittente. Los controladores se pueden clasificar como de alta o baja purga, y se ha demostrado que la conversión de alta a baja purga es factible y rentable en casi todos los casos. Sin embargo, también se ha mostrado que los controladores de "baja purga" a menudo presentan problemas de operación, lo que provoca que las emisiones sean mayores que el umbral de baja purga.

Pour cette raison, une stratégie d'atténuation plus efficace comprend l'utilisation de contrôleurs de "pureté zéro", qui ne libèrent pas de gaz naturel. Ils utilisent de l'air comprimé ou de l'énergie électrique pour fonctionner à la place du gaz naturel purifié. Algunos dispositivos de purga cero pueden ser accionados por electricidad generada por energía solar, mientras que otros requieren electricidad de la red o de un generador de gas natural en sitio, o bien aire comprimido con un motor de gas natural. Se pueden lograr reducciones significativas de las emisiones de metano reemplazando los controladores neumáticos impulsados por gas natural con dispositivos de purga cero, incluso en pozos que no tienen acceso a la red eléctrica.

Les bombes neumatiques utilisent la pression du gaz naturel pour fournir l'énergie nécessaire à la circulation et à la conservation des liquides. Par exemple, elles sont utilisées pour introduire des produits chimiques comme inhibiteurs de corrosion dans les conduites de gaz. Les bombes électriques, qui fonctionnent en général avec de l'énergie solaire, éliminent complètement les émissions de métaux et sont techniquement viables dans de nombreux endroits.

Varias jurisdicciones han implementado normas estrictas para reducir las emisiones de los controladores neumáticos y de bombas neumáticas. Por ejemplo, California requiere que todos los equipos neumáticos nuevos emitan cero emisiones y que todas las bombas existentes emitan por debajo del umbral de baja purga. Los operadores deben medir las emisiones de cada dispositivo anualmente para verificar que cumplen con los umbrales. La Colombie Britannique, la province canadienne, exige que tous les appareils neufs soient exempts d'émissions, et exige en outre des contrôleurs de pureté zéro dans toutes les installations de grande puissance (> 3 MW).

Vente en magasin

Los sellos de los compresores de gas natural son una fuente importante de emisiones de metano que son evitables.

Les compresseurs alternatifs utilisent des pistons pour comprimer le gaz. Ces compresseurs ont des circuits dans les tuyaux qui transmettent le mouvement du moteur aux pistons dans les cylindres du compresseur à haute pression. Estos sellos a menudo se denominan empaques del vástago y son una gran fuente de emisiones. Incluso cuando son nuevos, los sellos dejan escapar un poco de gas. Con el paso del tiempo se desgastan, liberando una mayor cantidad de gas natural. Si elles ne sont pas remplacées fréquemment, les émissions peuvent atteindre des proportions considérables : plus les véhicules sont vieux, plus ils émettent de gaz. Heureusement, ces émissions de métaux peuvent être réduites facilement. Tout d'abord, il est important de suivre les meilleures pratiques d'entretien qui prévoient le remplacement des empaques du vase pour minimiser les émissions. Un enfoque adicional o alternativo es capturar el gas que se escapa del empaque del vástago y utilizarlo, por ejemplo, agregándolo a la mezcla de combustible / aire para el motor del compresor. Este puede ser un enfoque más eficaz ya que aún con un empaque de vástago recién instalado se libera un poco de gas natural.

Les compresseurs centralisés utilisent une turbine rotative pour purifier le gaz. L'élément rotatif du compresseur est généralement vendu avec l'une des deux technologies. Los sellos húmedos hacen circular aceite para sellar el espacio entre el eje y la envoltura cilíndrica. Este aceite absorbe cantidades significativas de gas natural a alta presión que debe eliminarse del aceite antes de su recirculación. Normalmente, el gas natural extraído del aceite del sello húmedo se ventea, lo que genera emisiones sustanciales. Los sellos secos, por el contrario, utilizan un diseño más moderno para evitar el uso de aceite en los sellos, con emisiones mucho más bajas. Las emisiones de metano pueden ser reducidas sustancialmente y de forma económica si se requiere que los compresores centrífugos utilicen sellos secos o bien que si se conduzca el gas natural que se liberaría de un compresor de sello húmedo de regreso al sistema de recolección.

Vente en Tanques

Les réservoirs d'entreposage sont utilisés pour conserver le pétrole brut, les condensats et l'eau produite par les puits de pétrole brut et de gaz naturel. Ces réservoirs fonctionnent généralement à haute pression, mais le pétrole, l'eau et d'autres liquides sont généralement stockés dans des réservoirs à pression atmosphérique. Lorsque les liquides sont transportés d'un trou à haute pression vers un réservoir à pression atmosphérique, le métal et les autres hydrocarbures volatils dissous dans les liquides sont libérés. Muchos tanques no tienen ningún tipo de controles, por lo que el metano se libera a la atmósfera continuamente, junto con los demás hidrocarburos volátiles. Estos otros hidrocarburos son potentes precursores del smog de ozono troposférico y también contienen contaminantes atmosféricos tóxicos.

Il est possible de contrôler les émissions de gaz à effet de serre et de conserver une grande quantité d'hydrocarbures pour les réutiliser grâce à l'utilisation d'unités de récupération des vapeurs. Ces équipements sont composés principalement d'un compresseur conçu pour capter les vapeurs d'hydrocarbures, augmenter leur pression et envoyer les vapeurs récupérées au système de récupération du gaz naturel.

Vente en terminaisons de pozos

Les émissions de métaux des gisements de pétrole et de gaz naturel qui ont été estimées grâce à la fracturation hidraulique peuvent être importantes. Heureusement, il existe des mesures d'atténuation efficaces et économiques pour minimiser cette source. Para las terminaciones de pozos de gas, los operadores pueden capturar el gas natural con equipos especializados que lo dirigen a los ductos, en lugar de permitir que escape a la atmósfera. Ce type d'équipement peut également être utilisé pour récupérer le gaz associé pendant les terminaisons des tuyaux de pétrole. Ces équipements réduisent de plus de 95 % les émissions de métaux.

Venteo y quema en los pozos de petróleo

Los operadores suelen ventear y quemar el gas natural asociado que se produce en los pozos de petróleo crudo. Esto ocurre porque las empresas productoras, motivados por comercializar únicamente el petróleo crudo debido a su alto valor económico, deciden no desarrollar infraestructura (como ductos) para transportar el gas natural a centros de procesamiento de gas natural. En algunos casos los gasoductos jamás se construyen y todo el gas natural asociado que se produce se desperdicia de esta manera. Esto se puede constatar en los registros de comercialización de cada pozo que los reguladores estatales conservan. En plus du fait que le gaz s'évapore, il dégage de l'énergie et produit de grandes quantités de dioxyde de carbone et d'autres contaminants. En algunas instancias ni siquiera se coloca un quemador y el gas natural simplemente se ventea a la atmósfera. Existen una variedad de tecnologías que los operadores pueden utilizar para reducir la quema de gas asociado en los pozos de petróleo además de enviar este producto a un gasoducto.

El saleo del gas es más dañino que su quema, ya que el metano tiene un potencial de calentamiento global 28 veces mayor al de dióxido de carbono y los compuestos orgánicos volátiles y contaminantes tóxicos se liberan ininterrumpidamente. El saleo de este gas debe prohibirse bajo cualquier circunstancia ya que es una fuente innecesaria de contaminación atmosférica. Existen numerosas formas económicas (y generalmente rentables) de utilizar el gas natural asociado. La question doit être un dernier recours : il faut permettre aux producteurs de pétrole de vendre du gaz uniquement dans les cas les plus extrêmes, et cela doit être une mesure temporaire. Las reglas que prohíben el saleo de gas natural pueden reducir fácilmente 95 por ciento de las emisiones.

Ventilación en deshidratadores

Les déshidratadores sont des dispositifs utilisés pour éliminer l'eau de la conduite de gaz naturel. Lorsque l'on ne contrôle pas les émissions des déshydrateurs de gaz, le plus couramment utilisé, une grande quantité de métaux, de composés organiques volatils (COV) et de contaminants toxiques sont libérés dans l'atmosphère. En réduisant les émissions de métaux des déshidratadores, on réduit aussi les émissions de contaminants atmosphériques, ce qui a des effets bénéfiques importants sur la qualité de l'air. Il existe plusieurs façons de réduire les émissions d'un déshidrateur, notamment en ajustant la vitesse de circulation du liquide de refroidissement, en dirigeant le gaz vendu vers un refroidisseur de liquide de refroidissement, en utilisant un condensateur pour capturer les COV les plus lourds et les plus toxiques et en dirigeant les émissions vers un broyeur, une fourche ou un incinérateur.