Le rôle du polyacrylamide industriel dans l'extraction du pétrole

Les propriétés épaississantes, floculantes et rhéologiques du polyacrylamide industriel lui confèrent un rôle important dans la production pétrolière. Il est largement utilisé dans le forage, le colmatage des puits, l'acidification de l'eau, la fracturation hydraulique, le lavage et la complétion des puits, la réduction des frottements, la protection contre l'entartrage et le déplacement du pétrole.

De manière générale, l'utilisation du polyacrylamide vise à améliorer le taux de récupération du pétrole. En particulier, de nombreux gisements pétroliers sont entrés en production secondaire et tertiaire, la profondeur du réservoir dépassant généralement 1 000 m, et atteignant parfois 7 000 m. L'hétérogénéité des formations et des gisements offshore impose des conditions plus contraignantes aux opérations de récupération du pétrole.

Parmi elles, la production pétrolière en eaux profondes et la production pétrolière en mer ont également imposé de nouvelles exigences au PAM, exigeant qu'il résiste au cisaillement, aux hautes températures (supérieures à 100 °C jusqu'à 200 °C), aux ions calcium et magnésium, ainsi qu'à la dégradation par l'eau de mer. Depuis les années 1980, de grands progrès ont été réalisés à l'étranger dans la recherche fondamentale, la préparation, la recherche appliquée et le développement de diverses variétés de PAM adaptées à la récupération du pétrole.

Le polyacrylamide industriel est utilisé comme ajusteur de fluide de forage et additif pour fluide de fracturation :

Le polyacrylamide partiellement hydrolysé (HPAM), issu de l'hydrolyse du polyacrylamide, est fréquemment utilisé comme modificateur de fluide de forage. Son rôle est de réguler la rhéologie du fluide, de faciliter l'évacuation des déblais, de lubrifier le trépan et de réduire les pertes de fluide. Le fluide de forage modifié au polyacrylamide présente une faible densité, ce qui permet de réduire la pression et les risques d'obstruction dans le gisement de pétrole et de gaz, de faciliter la localisation de ce gisement et d'optimiser le forage. La vitesse de forage est ainsi supérieure de 19 % à celle obtenue avec un fluide de forage conventionnel et d'environ 45 % à celle obtenue par forage mécanique.

De plus, elle permet de réduire considérablement les incidents de forage bloqué, l'usure du matériel et de prévenir les pertes et les effondrements. La fracturation hydraulique est une technique de stimulation essentielle pour l'exploitation des gisements compacts dans les champs pétroliers. Le fluide de fracturation réticulé au polyacrylamide est largement utilisé en raison de sa viscosité élevée, de son faible coefficient de frottement, de sa bonne capacité de rétention des sables, de sa faible filtration, de sa bonne stabilité de viscosité, de ses faibles résidus, de sa disponibilité, de sa facilité de préparation et de son faible coût.

Lors des traitements de fracturation et d'acidification, le polyacrylamide est préparé en solution aqueuse à une concentration de 0,01 % à 4 % et injecté dans la formation souterraine pour la fracturer. La solution industrielle de polyacrylamide a pour fonction d'épaissir et de transporter le sable, réduisant ainsi les pertes de fluide de fracturation. De plus, le polyacrylamide diminue la résistance, ce qui permet de réduire les pertes de charge.