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  • Building bridges between the oil industry and academic circles by delivering technical or business-related presentations by professors or experts.

  • LE GAZ NATUREL

    D.Saincry Octobre 2017

  • AGENDA

    Introduction & fondamentaux Dfinitions & units

    Comparaison avec les autre nergies & aspects environnementaux

    Chaine gazire vs chaine ptrolire

    Demande nergtique mondiale - Rserves, production et commerce international du gaz

    Les dbouchs du gaz naturel Ptrochimie & industrie

    Gnration lectrique, cycle combin et cognration

    Autres usages : GTL, CNG

    La chaine du gaz naturel Production & Traitement

    Stockage &Transport

    Le gaz naturel liqufi (GNL) Interts et spcificits du GNL

    Procds & usines de liqufaction

    Mthaniers

    Terminaux de re-gazification

    Le Futur Les gaz acides

    Les gaz Non Conventionnels

  • Un peu dhistoire

    Revue des hydrocarbures

  • SEG - 5

    Revue des hydrocarbures

    Le Gaz est souvent plus difficile produire que le ptrole, les risques

    sont plus nombreux: pression, gaz acide et les cots de production

    sont plus levs.

    La production de Gaz ne fut dabord conomique que lorsque le

    champ tait prs des consommateurs. (USA)

    En Europe pour quelques dcennies, le seul gaz disponible tait un

    gaz synthtique pauvre (faible HHV) destin lclairage de ville et

    des habitations.

    Aprs la 2me guerre mondiale, une succession de dcouvertes

    gazires (en Europe et en Algrie) tait une incitation pour crer des

    rseaux de distribution: cuisine, chauffage.

    Plus recemmen appriion as de schise e NL

    Produire de lhuile, cest mieux que produire du gaz !!

  • SEG - 6

    Revue des hydrocarbures

    Les champs dhuile sont trs souvent des champs mixtes

    dhuile et de gaz . On dit simplement que le rservoir dhuile

    est avec du gaz associ .

    Pendant de nombreuses annes, le gas associ (et mme le

    gaz tout court) ntait pas un avantage, mais plutt un

    inconvnient: il fallait le brler la torche.

    Mais aujourdhui torcher le gaz est une pratique trs

    rglemente. Par ailleurs le recours au procd de

    liqufaction permet la commercialisation sur le march

    mondial.

    Mais huile et gaz sont

    souvent mlangs

    En Amrique du Sud, 55% des rservoirs de gaz

    sont des gaz associs, 36% au Moyen-Orient,

    20% en Afrique

  • SEG - 7

    Revue des hydrocarbures

    Le transport du gaz a t depuis longtemps un challenge

    conomique et technique.

    Le problme thermodynamique reste la contrainte : mme

    une pression de 100 bars, un certain volume de gaz

    reprsente seulement 1/6 de lnergie du mme volume de

    ptrole.

    En liqufiant le gaz une temprature de -160C (+/-), les

    ingnieurs ont introduit sur le march il y a une quarantaine

    dannes un excellent produitmais ce nest pas gratuit.

  • Introduction & Fondamentaux:

    -Dfinitions & units,

    - Comparaison avec les autres nergies,

    - Aspects environnementaux

  • Systme Hydrocarbures

    UNCONVENTIONAL HYDROCARBONS CONVENTIONAL OIL AND GAS

    Coal

    Oil Shales Oil Sands

    Coal bed methane

    Heavy Oil

    Shale gas Tight gas / Oil

  • SEG -

    G123*3 - Fvrier 2002

    Liquides

    Champ Gazier

    Gaz Non-Associ

    Gaz

    Eau

    Gaz Associ

    Ptrole

    Ptrol

    e Eau

    Champ Ptrolier non

    satur

    Champ Ptrolier satur Ptrole

    Liquides Ptrole

    Gaz Associ Dome Gas

    Eau

    Gaz

    Champs de gaz naturel

  • Quest ce que le gaz naturel ?

    MELANGE INCOLORE, SANS ODEUR, SANS GOUT

    COMPOSITION : 85 95 % mthane (CH4) + thane, propane, butane, azote, CO2,...

    COMBUSTION : avec 5 15% dair CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

    LIQUEFACTION : Obtention de Gaz Naturel Liqufi (GNL)

    Temprature : -259F (-162C)

    Taux de compression : 1/600

    POUVOIR CALORIFIQUE : Pouvoir Calorifique Suprieur PCS (y compris chaleur latente)

    Pouvoir Calorifique Infrieur PCI

    G111

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Methane-3D-balls.png

  • SEG -

    G131*5 - Novembre 2002

    METHANE

    ETHANE

    PROPANE

    BUTANE

    PENTANES & FRACTIONS

    LOURDES:

    Pentanes plus

    Essence naturelle

    Condensats

    C3

    C4

    C2

    C1

    C5+

    GPL

    Gaz de Ptrole

    Liqufis

    Eau Azote Helium

    CO2 H2S Mercure ...

    Sparer les liquides des gaz pour un transport plus efficace.

    Enlever des produits comme lacide sulfurique et leau.

    Atteindre une qualit donne spcifie par les acheteurs de gaz.

    Composition et traitement du gaz naturel

  • SEG -

    Acid Gas haute teneur en CO2 et/ou H2S

    Lean (Dry) Gas faible teneur en LGNs

    Rich (Wet) Gas haute teneur en LGNs

    Sweet Gas faible teneur en H2S

    Sour Gas haute teneur en H2S

    Low Cal Gas haute teneur en CO2 / N2

    La qualit du gaz a un impact conomique majeur.

    Prsence des composants lourds (GPL, Condensat) amliore la

    profitabilit dun projet gazier.

    Prsence de H2S, CO2 et Azote induit des cots de traitement plus

    levs et rduit donc la profitabilit dun projet gazier.

    G133*6 - Fvrier 2002

    Qualit du gaz naturel

  • Dfinitions

    Comburant

    Cest le corps qui provoque et entretient la combustion du combustible. Le plus

    souvent, lair (environ 21 % doxygne 79 % dazote).

    Limite dinflammabilit

    Si le mlange est trop pauvre en combustible, linflammation ne se produit pas.

    Le pourcentage est au-dessous de la limite infrieure dinflammabilit (LII).

    Si le mlange est trop pauvre en comburant, linflammation ne se produit pas.

    Ce second seuil est la limite suprieure dinflammabilit (LSI).

    Temprature dauto-inflammation (auto-ignition)

    En labsence de source dallumage, un mlange gazeux compris dans les limites

    dinflammabilit peut senflammer spontanment sil est port une certaine

    temprature. Il sagit de la temprature dauto-inflammation.

  • quivalences nergtiques

    1 000 m3 = 6,29 bep

    de gaz naturel

    38 GJ ou 36 MMbtu

    0,67 tep

    0,33 tep

    1 t de ptrole (brut)

    = 7,33 barils

    42 GJ ou 40 MMbtu

    1 t

    de houille

    28 GJ ou 27 MMbtu

    1 t

    de lignite

    14 GJ ou 13 MMbtu

    1 tep

    0,9 tep

    La tonne d'quivalent ptrole (tep) vaut, par dfinition, 42 GJ ou 10 Gcal ou 40

    MMbtu, ce qui correspond au pouvoir calorifique d'une tonne de ptrole.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Gigahttp://fr.wikipedia.org/wiki/Joulehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Calorie

  • Lvolution des proccupations environnementales

    Par Gjoule de chaleur produite, la combustion va mettre:

    Charbon: 100 kg de C02

    Ptrole: 75

    Gaz naturel: 55

    Donc jusqu rcemment, le gaz naturel tait considr comme la source

    dnergie la moins polluante, et la meilleure des nergies fossiles, par

    opposition au charbon et au ptrole eLe gaz a t souvent prsent comme

    lnergie du 21me sicle

    Le gaz naturel nest plus peru comme cette nergie verte (mme si elle

    reste la moins polluante des nergies fossiles) mais plus comme une

    alternative transitoire du fait de lmergence et la croissance des nergies

    renouvelables

  • GG001

    Source: Shell

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    1000

    1100

    1200

    1300

    1400

    20 30 40 50 60

    CO2 emissions

    kg/MWh

    Co-generation of heat and power

    can boost the thermal efficiency up

    to 90%

    Low Rank Coal

    (LHV < 10,000

    kJ/kg) Bituminous Coal

    Heavy Fuel Oil

    Gas Oil

    Natural Gas

    Net Efficiency

    (%)

    Plant Type

    Peaking

    Combustion Turbine

    Thermal Plant

    Integrated Gas

    Combined Cycle

    Combined

    Cycle

    Gas Turbine

    Pourquoi laccent sur le Gaz?

  • Chane Ptrolire

    Chane courte et flexible

    Interruptions faciles compenser

    (stockage)

    Mcanismes de march

    (offre/demande)

    Chane Gazire

    Chane longue et rigide (gazoduc)

    Investissements trs lourds (1 train

    GNL 4.8 MTPA = 3+ milliards US$)

    Lien contractuel rigide ; de la tte de

    puits jusquau bruleur

    (contrats Take Or Pay )

    Marchs rgionaux avec peu de

    mcanismes de march (indexation)

    Le processus de marketing du gaz naturel

    est donc fondamentalement diffrent de celui du ptrole.

    Chane ptrolire vs chane gazire

  • La consommation rsidentielle est trs saisonnire.

    Le gaz est substituable pour tous ses marchs contrairement au

    ptrole.

    Le gaz a une prime sur certains marchs (gnration

    dlectricit, usages domestiques, industries propres...) mais

    peut toujours tre substitue par les produits ptroliers.

    Le ptrole a 70% de son march difficilement substituable : 50%

    pour le transport, 10% ptrochimie, 10% autres. (la substitution

    est possible seulement tr