Öljyn talteenotto tuotetusta vedestä
Yannick Harvey | Engineering Manager, vesihuolto | 29. toukokuuta, 2024
Jäännösöljyn haasteet
Käytännöllisesti katsoen kaikki tuotettu vesi sisältää vaihtelevia määriä jäännösöljyä riippuen säiliöstä ja toiminnan erityisparametreista. Tämä jäännösöljy aiheuttaa useita haasteita veden kierrättämiselle ja uudelleenkäytölle myöhemmissä murtamisoperaatioissa.
Kierrätykseen ja uudelleenkäyttöön tarkoitettu tuotettu vesi on ensinnäkin kerättävä suuriin varastointitiloihin, kuten kaivantoihin, maanpäällisiin varastosäiliöihin tai murtosäiliöihin, joissa suspendoitunut öljy erottuu luonnollisesti. Tällaisen varastoinnin lupamenettelyissä ei kuitenkaan oteta huomioon huomattavia määriä öljyä, joka voi kerääntyä, mikä johtaa säännösten noudattamatta jättämiseen.
Toiseksi näiden varastojen kunnossapito - erityisesti öljyn ja lietteen poistaminen - on työlästä, aikaa vievää ja kallista.
Kolmanneksi varastoihin kertyneistä öljyistä muodostuu syttyviä huuruja, jotka aiheuttavat terveys-, turvallisuus- ja ympäristöriskejä. Joissakin tapauksissa nämä vaarat voivat jopa oikeuttaa kaivon toiminnan lopettamiseen, mikä ei ole tilanne, josta voi saada sinistä nauhaa kassavirralle.
Neljänneksi, jos jäännösöljyä ei poisteta tuotetusta vedestä ajoissa, kierrätysjärjestelmä voi vaatia lisäkäsittelyä riittävän laadun saavuttamiseksi, kuten liiallisen hapettimen lisäämistä.
Öljyn talteenotto ennen vedenkäsittelyä
Kuten ajaton sanonta "Kun elämä antaa sinulle sitruunoita, tee sitruunamehua", tuotetun veden öljyjäämät eivät ole absoluuttisesti negatiivinen asia. Itse asiassa kaupallisten suolaveden loppusijoituskaivojen operaattorit pitävät "skim-öljyä" olennaisena tulovirtana. Jos siis aiot kierrättää tuotettua vettä, jäännösöljyn poistaminen hyvissä ajoin ennen varastointia ei ole vain välttämätöntä, vaan siitä on myös taloudellista hyötyä.
Tätä varten TETRAn insinöörit suunnittelivat ja kehittivät öljyn talteenottoteknologian (ORAPT). Erotusjärjestelmä kerää ja poistaa tuotetusta vedestä natiivin jäännösöljyn, ei-toivotut kevyet ainesosat ja (suunnittelemattomista ohituksista johtuvat) öljyjäämät reaaliajassa. Järjestelmä on suunniteltu helpottamaan tehokasta vedenkäsittelyä ja säännösten mukaisten varastointivaatimusten noudattamista. Kun talteenotettu öljy ohjataan läheiseen säiliöön, veden varastointi pysyy puhtaana.
Pähkinät, pultit ja numerot
ORAPT-järjestelmä toimii siten, että tuotetun veden linjassa on leveä kohta, jossa painovoima saa öljyn erottumaan. Tuotettu vesivirta johdetaan säiliön pääosaan, jossa sen nopeus pienenee, jolloin suspendoitunut öljy pääsee kellumaan pinnalle. Kun virtaus saavuttaa säiliön vastakkaisen päädyn, vesi voidaan pumpata pois vesihuoltojärjestelmään, kun taas öljy ohjataan erilliseen säiliöön.
Kuinka tehokas ORAPT on? Absoluuttista tehokkuusmittaria on vaikea saada, koska tuotetun veden koostumus vaihtelee suuresti muodostumasta toiseen ja koska kunkin työn vaatimukset ovat erilaiset. Kun teknologiaa käytetään sen suunnitteluparametrien mukaisesti, sen hyötysuhde on yleensä yli 90 prosenttia, ja jäljelle jää vain pieniä määriä öljyä, 50-100 ppm. Järjestelmän nimellinen läpivirtaus on jopa 28 000 tynnyriä nestettä päivässä.
Järjestelmän ominaisuuksia ovat muun muassa:
- automaattinen toiminta;
- Itsenäinen vesi- ja öljypumppukelkka, joka helpottaa käyttöönottoa;
- itsenäiset tyhjennyspumput kemikaalien ruiskutusta varten;
- automaattinen säiliötason hallinta, trendit ja hälytykset;
- ja automaattinen hätäpysäytys ja -katkaisu käytettävissä operatiivisten vaatimusten mukaisesti.
Tapaustutkimus
Etelä-Texasissa TETRA ORAPT otettiin käyttöön Eagle Ford Shale Play -alueella yhdessä TETRA SwiftWater Automated Treatment (SWAT) -järjestelmän kanssa sen jälkeen, kun merkittävä toiminnanharjoittaja oli lähestynyt TETRAa etsiessään keinoa kierrättää suuria määriä tuotettua vettä ja takaisinvirtausta epätavanomaisesta laitosalueesta. Tuolloin työmaan jäteveden hävittäminen vaati 50 kuorma-autokuormallista päivässä, jotka kulkivat syrjäiselle työmaalle ja takaisin. Toiminnanharjoittajalle näin suurten jätevesimäärien hävittäminen ei yksinkertaisesti ollut houkutteleva pitkän aikavälin ratkaisu ympäristön ja talouden näkökulmasta.
Yksi työn haasteista oli Texas Railroad Commissionin (TRRC) asettamien korkeiden vedenlaatuvaatimusten saavuttaminen, sillä se sääntelee osavaltion öljy- ja kaasuteollisuutta.
Neljän kuukauden käytön jälkeen SWAT-järjestelmä oli kierrättänyt 221 360 tynnyriä vettä, mikä vastaa TRRC:n standardeja, ja ORAPT-järjestelmä oli ottanut talteen noin 700 tynnyriä öljyä. Lisäksi toiminta vähensi jätehuoltokuormaa 50 kuorma-autosta päivässä vain yhteen kuorma-autoon.
Toiminnanharjoittaja on ollut erittäin tyytyväinen tuloksiin ja aikoo jatkaa kierrätys- ja öljyn talteenottotoimintaa vähintään vuoden ajan ja suunnitella myöhempiä töitä.
