Un pôle R&D et de laboratoires d'excellence

Les 10 laboratoires du CSTJF, à l’origine créés pour répondre aux besoins de l’Exploration & Production, développent des compétences qui leur permettent, aujourd’hui, de répondre aussi aux nouveaux défis environnementaux de TotalEnergies. Cet article fournit une vue d’ensemble des capacités de nos équipements et de la force intégrée de nos équipes de techniciens et d’ingénieurs de laboratoire. Nos laboratoires s’adaptent en permanence aux questions soulevées par les filiales et les opérations : cette expérience permet de construire des solutions sur mesures appropriées aux besoins des filiales mais aussi répondant à l’ambition de la Compagnie.

Forage & Puits, accompagner la transition énergétique

Les 3 laboratoires du Forage & Puits accompagnent les opérations de forage en proposant des solutions qui permettent la stabilité et l’intégrité des puits forés mais aussi des solutions pour que ces puits soient de bons injecteurs ou de bons producteurs. Les activités originellement dédiées à la production d’hydrocarbures est aussi tout à fait adaptable à d’autres thématiques de la transition énergétique telles que le stockage de CO₂, le stockage d’hydrogène mais aussi la caractérisation de géomatériaux.

• Laboratoire Fluides et Ciment (lab FC)
  Le laboratoire FC est spécialisé dans le design et la qualification des fluides de forage (huiles de base, saumures et boues de forage) et des laitiers de ciment. Il réunit quelques 90 équipements certifiés ISO/API pouvant réaliser des tests entre 1 et 300 °C et jusqu’à 2 000 bars. Il intervient dans le domaine de l’Oil & Gas pour s’assurer de bonnes conditions de forage, de la tenue du puits en condition in-situ et de son intégrité C’est un laboratoire qui intervient dans les domaines liés à la transition énergétique pour les sujets de stockage de CO₂, des produits biosourcés, du stockage d’hydrogène…, mais il pourrait également répondre aux besoins de futurs projets pour les polymères, l’éolien, les barrages hydrauliques.
• Laboratoire Réservoir Interface Puits (lab RWI)
  Le laboratoire RWI accompagne les activités Forage Puits de TotalEnergies depuis plusieurs décennies. Il développe des programmes de recherche et des essais dans différents domaines : intégrité du réservoir, contrôle du sable, stimulation, fracturation hydraulique, gestion de l’eau… Aujourd’hui, le lab RWI a l’ambition d’accompagner la transition énergétique, en particulier le stockage de CO₂ et d’hydrogène. Deux unités d’injection de gaz ont été déployées avec l’université de Lille pour développer des compétences d’injection dans les milieux poreux.
• Laboratoire Géomécanique (lab GM)
  Le laboratoire GM est reconnu pour son expertise en matière de mesures des propriétés mécaniques et acoustiques des roches, pour l’étude de leurs comportements dans différents environnements. Des mesures fondamentales pour la sécurité et la performance, utilisées par l’Oil & Gas mais aussi par le stockage géologique. Le lab GM est de plus en plus sollicité sur des projets environnementaux : intégrité des roches dans le stockage de CO₂, interaction sel-ciment à long terme dans les stockages d’hydrogène.
   

Process, déployer des installations durables

• Laboratoire Gestion des fluides en production (lab PFFA L&P)
  Le lab PFFA L&P a pour vocation la caractérisation des fluides produits sur nos installations pétrolières, puis, par rapport aux risques évalués lors de cette première étape (dépôts organiques, minéraux, séparations…) , de sélectionner les meilleurs additifs qui nous permettront de maintenir nos débits de production (flow assurance). Il s’agit également d’assurer l’intégrité de nos installations (sélection d’inhibiteur de corrosion). Plusieurs pilotes situés au CSTJF nous permettent de travailler en condition de réalité de sites de production (mesure en dynamique) et de valider nos sélections réalisées dans une première étape à l’échelle laboratoire.
  
  « Le traitement de nos effluents comme de nos fluides de production est un sujet majeur pour TotalEnergies. La sélection d’additifs, notamment sur le traitement de nos eaux de production, permet de diminuer voir de supprimer nos impacts environnementaux. Résoudre les problèmes opérationnels liés à la nature des fluides produits ou rejetés est au cœur de notre activité. »  Jean-Marc BOUMERA, Chef de Service Laboratories & Pilots - CSTJF Pau
   

Géosciences & Réservoir, les solutions de demain

Les 6 laboratoires Géosciences & Réservoir du CSTJF disposent d’une expertise et de techniques expérimentales uniques dans l’industrie et capable de répondre aux problématiques les plus complexes dans de nombreux domaines (O&G, stockage CO₂, matériaux, batteries, …) Notre excellence opérationnelle et notre dynamique d’innovation sont reconnues par nos pairs et nos partenaires, c’est un élément de fierté pour les équipes.

• Laboratoire Centre d’Excellence en Imagerie (lab ICE)
  Le lab ICE est une plateforme d’imagerie unique, dédiée à la caractérisation structurale des milieux poreux et des matériaux composites, de l’échelle centimétrique à l’échelle nanométrique. Equipé d’instruments de pointe et de dispositifs expérimentaux spécifiques en microscopie électronique et microtomographie de rayons X, l’équipe propose une expertise transverse, de l’imagerie multi-échelle 2D/3D au calcul numérique – traitement d’image, modélisation et simulation – pour l’extraction des caractéristiques morphologiques des matériaux solides ou des propriétés physiques de milieux poreux.
  À l’avant-garde de la transition énergétique de TotalEnergies, le lab ICE cible une grande diversité de domaines - Oil & Gas, CO₂ et développement durable, hydrogène, batteries, polymères - et propose des approches d’analyse standardisée et sur-mesure pour répondre aux besoins des différentes branches de la compagnie.
• Laboratoire Formation Évaluation (lab FEV)
  Le lab FEV caractérise les propriétés petrophysiques des roches réservoir (porosité, perméabilité, saturation et minéralogie) et la composition chimique des phases aqueuses (eaux de formation, eaux de production et dépôt). Ces analyses sont primordiales pour l’évaluation des découvertes et l’optimisation de la production de nos champs pétroliers.
  Primé plusieurs fois pour ses développements techniques dans le domaine de la petrophysique expérimentale, le laboratoire élargit son champ d’innovation pour répondre aux besoins de nos clients dans les différentes branches de la compagnie.
• Laboratoire Caractérisation des Mécanismes de récupération (lab RMC)
  Le lab RMC réalise des expériences sur carottes tant en conditions de laboratoire qu’en conditions réservoir (jusqu’à 650 bars et 150°C). Ces expériences sont essentielles pour mieux comprendre et caractériser les mécanismes complexes de récupération.
  Notamment, le lab RMC étudie l'injection alternée de gaz et d'eau (WAG), ainsi que l'injection de polymères et d’autres mécanismes de récupération tel que le SWIM (Smart Water Injection Method). Ces techniques nous permettent de déterminer les paramètres d'écoulement des fluides et de créer des modèles de simulation pour des interactions d'écoulement allant jusqu'à trois phases (Huile, Gaz et Eau).
  Le lab RMC a la capacité de suivre la saturation in-situ en 2D, grâce à une méthode de mesure par rayons X et des cellules en carbone HPHT (haute pression, haute température), un brevet de TotalEnergies. Nos expériences sont menées dans les mêmes conditions que le réservoir avec des fluides live en conditions HPHT. Nos processus expérimentaux incluent la restauration de la mouillabilité de la roche et de la saturation initiale en eau.
  De plus, le lab RMC dispose d'un logiciel thermodynamique interne pour caractériser les échanges compositionnels. L'interprétation des données est réalisée par l’intermédiaire du simulateur Intersect et est facilitée par un outil interne de calage d’historique optimisé, afin de déterminer les paramètres à intégrer dans les simulations réservoir.
• Laboratoire Pressure Volume Temperature (lab PVT)
  Le lab PVT réalise des études permettant de caractériser et modéliser le comportement physique et thermodynamique des fluides, dans tous types de réservoirs et tout au long de la chaîne de production. Les résultats accompagnent la prise de décision, de la phase d’exploration à l’abandon du champ.
  Le lab PVT possède plusieurs laboratoires mobiles lui permettant d’intervenir sur site lorsque des contraintes opérationnelles et/ou logistiques l’imposent.
  Il intervient majoritairement dans l’Oil & Gas mais développe aussi ses compétences sur des sujets tels que le stockage de CO₂, les biofuels, le comportement du CO₂, de l’hydrogène, de l’hélium, la détection des composés organiques volatils et des autres polluants dans l’atmosphère.
• Laboratoire Caractérisation moléculaire des fluides (lab FMC)
  Le lab FMC fournit les compositions moléculaires et isotopiques de tous nos fluides de réservoirs. Il est spécialisé dans la quantification de paramètres géochimiques clés pour la détermination des origines, altérations et migrations des fluides dans les systèmes pétroliers. Il a également une expertise sur le suivi de l’intégrité des actifs et les analyses sur site. Il peut intervenir en support sur de nombreux autres sujets comme les composés organiques volatiles, le stockage de CO₂ (traçage isotopique, carbone de référence), le suivi du bio-carbone, ou encore les audits de laboratoires.
• Laboratoire Carothèque (lab CAR)
  La carothèque est le point d’entrée ‘roche’ des études post puits. Les carottes sont les seuls éléments visibles des réservoirs pétroliers. Elles nous fournissent des données précises sur les caractéristiques pétrophysiques, géochimiques et minéralogiques des roches, informations essentielles à l’alimentation des modèles réservoir et sédimentaire.
  C’est à la carothèque qu’est acquis l’ensemble des mesures en continu sur carotte : Imagerie 3D Ct scan, Photo HR (Day light et UV), mesures nucléaires (Spectral gamma Ray, gamma densité), mesures physiques : pseudo-perméabilité, Vp/Vs, module d’hertz, Minéralogie par FTIR). Ces données sont valorisées à travers des modèles statistiques afin de caractériser les hétérogénéités sur la longueur de la carotte le plus précisément possible afin d'optimiser le programme d'échantillonnage.
  C’est aussi à la carothèque que sont réalisés les prélèvements et préparations pour le compte des autres laboratoires (petro physique, minéralogique, et géochimie organique).

A Lacq, des expérimentions de laboratoire aux pilotes semi-industriels

Retrouvez les laboratoires de R&D des trois pôles d'expertises du PERL qui travaillent en synergie pour réduire l'impact environnemental et climatique des activités de TotalEnergies tout en favorisant le développement de nouvelles formes d'énergies :

• Pôle Environnement & Développement Durable
  Les travaux du Pôle Environnement & Développement Durable visent à limiter au maximum l’empreinte environnementale des industriels, maîtriser nos impacts sur les eaux et les sols, valoriser la ressource eaux et sols dans le cadre de la production d’énergies bas carbone.
• Pôle Séparations & Traitement de Gaz
  Le Pôle Séparations & Traitement de Gaz contribue au développement de solutions économiquement viables, visant à réduire l’empreinte de nos activités sur le climat et répondre aux exigences réglementaires : captage de CO₂, purification de gaz, compacité et la flexibilité des installations.
• Pôle Physico-Chimie & Analyse
  Le Pôle Physico-Chimie & Analyse travaille sur la compréhension des interactions physico-chimiques entre les hydrocarbures, les eaux et les solides pour optimiser l’économie des procédés existants et concevoir des produits et des designs innovants pour toutes les branches de TotalEnergies.