Tietojen lataaminen...

Öljy- ja kaasutoiminnan vesiongelmien ratkaiseminen

Yksi öljy- ja kaasuteollisuuden suurimmista haasteista on vesihuolto, erityisesti epätavanomaisissa toiminnoissa. Hydraulinen murtaminen vaatii paljon puhdasta vettä, ja jokaista öljyekvivalenttitynnyriä kohden tyypillinen operaatio tuottaa nykyään neljästä kymmeneen tynnyriä tuotettua vettä, joka on peräisin itse säiliöstä ja joka on liian suolapitoista murtamiseen. Ironista kyllä, tätä ylitarjonnan haastetta pahentaa Permian Basinin kaltaisilla ydinalueilla ja yleisemmin koko Yhdysvaltojen läntisellä puoliskolla vallitseva veden niukkuus. Itse asiassa veden niukkuutta pidetään nykyään maailmanlaajuisena ongelmana, ja vettä pidetään yhä useammin hyödykkeenä.

Kierrätys, ESG ja seismisyys

Tähän haasteeseen vastaamiseksi vaikuttavin innovaatio on tuotetun veden ja palautusveden kierrättäminen, huolellinen käsittely ja sekoittaminen, jotta sitä voidaan käyttää optimaalisesti murto-operaatioissa. Kierrätys on viisas valinta paitsi siksi, että ESG-kysymykset - ympäristöön, yhteiskuntaan ja hallintoon liittyvät kysymykset - ovat nousseet tärkeimmiksi prioriteeteiksi kaikilla teollisuudenaloilla, myös siksi, että veden kierrättäminen on nyt kustannustehokkaampi vaihtoehto kuin sen hävittäminen. Kierrätys vähentää makean veden käyttöä, vähentää makean veden toimittamiseen ja jäteveden poistamiseen liittyvää kuorma-autoliikennettä ja poistaa käytännössä jäteveden hävittämisen suolaisen veden poistokaivoihin.

Tuotetun veden hävittäminen ei ole enää yhtä houkuttelevaa useiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta: veden niukkuus, ympäristökysymykset, miljoonien litrojen veden siirtämisen kustannukset ja logistiikka sekä kasvava huoli seismisyydestä, joka liittyy jäteveden ruiskuttamiseen SWD-kaivoihin.

Seismisyys on luonnollisesti huolestuttanut Mid-Continent-alueen sääntelyviranomaisia jo muutaman vuoden ajan. Nyt asia on kärjistynyt Permian Basinissa, jonka osuus Yhdysvaltojen tuotetun veden määrästä on 60 prosenttia.[*] Viime vuoden lopulla sekä Texasin rautatievirasto (RRC) että New Mexicon öljynsuojeluvirasto (OCD) ilmoittivat suhtautuvansa asiaan hyvin vakavasti. Uusi Meksiko päivitti sääntelykehyksensä, ja Texas perusti kaksi seismisen reagoinnin aluetta (SRA), joilla rajoitetaan injektointikapasiteettia ja lupia Midlandin, Ectorin, Martinin, Culbersonin ja Reevesin piirikunnissa. Tämä kehitys houkuttelee todennäköisesti useampia toimijoita siirtymään kierrätykseen.

Vesihuoltoon liittyvät tekijät

TETRA on eturintamassa öljyn ja kaasun tuotannon ja viimeistelyn vesihuollossa, ja se tarjoaa kaikenlaisia ratkaisuja aina puhtaan veden hankinnasta tuotetun veden ja palautusveden käsittelyyn ja kierrätykseen sekä suodatukseen, varastointiin, sekoittamiseen, jakeluun ja siirtoon. Yhtiö hyödyntää vuosikymmeniä kestänyttä ydinosaamistaan kemikaalien, kemian ja kehittyneen tutkimus- ja kehitystyön alalla kehittäessään veden käsittelyä, joka on yhteensopivaa säiliön kanssa, mikä on ehdottoman tärkeää stimuloinnin onnistumisen ja porausreiän käyttöiän kannalta.

Useimmissa toiminnoissa tuotetun veden kierrätyksen suurimmat haasteet ovat suolapitoisuus, suuret määrät ja siirto. Tuotettu vesi sisältää paljon suoloja ja muita mineraaleja, joten se on käsiteltävä erityisellä tavalla, jotta se soveltuu käytettäväksi murtoporauksessa. Käsittelyohjelman on myös pystyttävä käsittelemään suuria nestemääriä, jotta se ei muodostuisi pullonkaulaksi ja estäisi kaivon tuotantoa. Esimerkiksi SwiftWater Automated Treatment (SWAT) -järjestelmämme mahdollistaa yli 100 000 tynnyrin tuotetun veden kierrätyksen päivässä käyttämällä ainutlaatuisia tekniikoita ja prosesseja, jotka tekevät vedestä optimaalisen frac -käyttöön.  

Veden siirto on toinen haaste, joka todella tuo esiin suunnittelun ja hyvän vesihuolto-ohjelman kokonaisvaltaisuuden merkityksen. TETRAlla on resursseja tarjota alan ainoaa kaksoisvaipalla varustettua ja nopeasti käyttöönotettavaa lay-flat-letkua, mutta myös koordinoida vedensiirron saatavuutta ja jakelua. TETRA voi auttaa toiminnanharjoittajia tunnistamaan ja yhdistämään strategisesti parhaiten sijoitetut vesilähteet ja liittymään niihin, mikä tekee toiminnasta tehokkaampaa, taloudellisempaa ja ympäristöystävällisempää.

Suunnittelu optimaalista varten

Vesihuoltoratkaisun suunnittelussa on parasta noudattaa kokonaisvaltaista ja kokonaisvaltaista lähestymistapaa. Sen sijaan, että yksi komponentti hankitaan yritykseltä X ja toinen yritykseltä Z, kumppanuus yhden yrityksen, kuten TETRAn, kanssa varmistaa, että kaikki teknologiat ovat yhteensopivia ja että kokonaissuorituskyky on tehokkaampi, luotettavampi ja taloudellisempi.

Toinen toimintoja tehostava ominaisuus on automaatio. Sen lisääminen pumppauksen, käsittelyn, varastoinnin, siirron ja sekoittamisen etävalvontaan ja -ohjaukseen parantaa huomattavasti tehokkuutta ja taloudellisuutta sekä lisää näkyvyyttä ja läpinäkyvyyttä koko vesihuoltotoiminnassa. Automaatio vähentää paikan päällä tarvittavan henkilöstön määrää sekä heidän kulkureittejään ajoneuvoilla paikalle ja takaisin. Automaatioratkaisumme — BlueLinx automaattiohjausjärjestelmää — voi myös soveltaa algoritmeja moottoripumppujen hyötysuhteen optimoimiseksi polttoaineen kulutuksen ja päästöjen vähentämiseksi. Automaatio vähentää myös inhimillisiin virheisiin ja siihen liittyviä riskejä, että työmaalla on enemmän työntekijöitä.

Markkinat ja pitkän aikavälin visio

Koska fossiilisten polttoaineiden kysyntä jatkuu ja jopa kasvaa, vesihuolto on varmasti tullut jäädäkseen. Kun stimulaatiotekniikat kehittyvät ja tehostuvat jatkuvasti hiilivetyjen saamiseksi yhä enemmän, myös vesimäärät kasvavat. Tällä hetkellä Yhdysvaltain vesihuoltomarkkinoiden arvo on 12 miljardia dollaria, ja ne kasvavat nopeasti, ja niiden odotetaan kasvavan 10 prosenttia vuodessa vuoteen 2028 mennessä. Tänä vuonna kierrätetyn tuotetun veden osuus frac-veden kysynnästä on 40-42 prosenttia, kun se vuonna 2021 oli 39 prosenttia, ja sen ennustetaan olevan 45 prosenttia vuonna 2024.

Lopulta haluamme pystyä käsittelemään tuotetun veden niin, että se soveltuu käytettäväksi muissa teollisissa sovelluksissa, maataloudessa ja karjan ruokinnassa. Toinen tavoite on hyödyllisten mineraalien laajamittainen talteenotto ja kaupallistaminen. Koska meillä on ydinosaamista vesikemiassa ja asiantuntemusta mineraalien talteenotossa ja tuotteiden valmistuksessa niistä, TETRA soveltuu erinomaisesti näiden tavoitteiden saavuttamiseen, sillä ne ovat realistisia ja saavutettavissa olevia, eivät pelkkiä ilmalinnoja. Se on ikivanha klisee, mutta se on totta: keksintö on todellakin keksintöjen äiti. Vesi on ehdoton välttämättömyys, ja sitä olisi pidettävä hyödykkeenä, jolla ei käydä kauppaa missään pörssissä, mutta joka on kuitenkin täysin korvaamaton elinehto.

[*] Kaikki toimialan tunnusluvut ovat peräisin Rystad Energyltä.

Uusi toimintakutsu

 

Frac-veden turvaaminen TETRA-vesivaraston hallinnan avulla

Vedenkäsittely: (Hyvin) varhaiset vuodet

Hydraulisen murtamisen myötä suurten vesimäärien varastoinnista, käsittelystä ja ylläpidosta on tullut jatkuvasti merkittävä osa työmaan toimintaa. Frac-vesi varastoidaan tyypillisesti joko maanpäällisissä säiliöissä tai yleisemmin maanpäällisissä altaissa (tai vesikaivoissa), jotka on varustettu vuorauksella. Suurten vesimäärien varastointiin liittyy kuitenkin haaste.

Muinaiset sivilisaatiot ymmärsivät jo vuosisatoja sitten, että pitkäksi aikaa varastoitu vesi muuttuu käyttökelvottomaksi, vaikka ne eivät tienneet mitään veden välityksellä leviäviä taudinaiheuttajia koskevasta tieteestä. Itse asiassa viini on todennäköisesti ensimmäinen ihmisen keksimä vedenkäsittelymenetelmä. Välimeren alueen muinaisissa sivilisaatioissa juomavesi leikattiin yleensä viinillä, koska sen alkoholipitoisuus (hieman yli nykyisten viinien 10-14 prosentin) oli lähes täsmälleen siinä pisteessä, joka tappaa bakteerit ja tekee vedestä siten turvallista.

Bakteerit: Bakteerit: Ei vain juomaveden ongelma

Kuten juomavesi, myös murtovesi on käsiteltävä asianmukaisesti bakteerien kasvun estämiseksi. Koska bakteerit pystyvät lisääntymään nopeasti, ne vähentävät vedessä olevia sulfaatteja, jolloin syntyy vaarallista rikkivetykaasua (H2S) ja rautasulfidia. Jälkimmäiset voivat vahingoittaa vakavasti säiliön huokoisuutta ja siten vähentää tuotantoa, jos ne pumpataan kaivoon.

Veden varastoinnin hallinnan välttämättömyys

Bakteerikasvun mahdollisuudesta huolimatta murtoveden varastointialtaiden asianmukainen hoito on usein aliarvostettu osa toimintaa. Todellisuudessa altaan asianmukainen hoito on järkevä ennaltaehkäisevä toimenpide, joka vaatii vain vähän investointeja ja johon kuuluu yleensä veden käsittely biosidilla, ilmastus ja kemikaali kiintoaineen erottumisen edistämiseksi. Altaan hoidon laiminlyönti johtaa väistämättä kalliimpaan kunnostukseen myöhemmin.

TETRAn vesivarastojen hallintaa koskevat ohjeet

Vedenkäsittely

Ensimmäinen vaihe altaan hoidossa on veden käsittely, joka alkaa liuenneen hapen (DO), hapettumis-pelkistyspotentiaalin (ORP) ja adenosiinitrifosfaatin (ATP), orgaanisen yhdisteen, joka ruokkii elävien solujen, kuten bakteerien, kasvua, määrittämisellä. Tämän jälkeen käytetään natriumhypokloriittia (valkaisuaine), jonka määrä on tyypillisesti 12,5 tilavuusprosenttia, mutta joka vaihtelee ATP:n tason mukaan. Seuraavaksi pitkäaikainen käsittely dimetyylidialkyyliammoniumkloridilla (DDAC) lisää desinfiointia ja kiintoaineen erottelua. Jokaiseen käsittelyyn olisi myös liitettävä ilmastus, jotta vesi ja kemialliset lisäaineet sekoittuvat perusteellisesti. Jos altaassa ei ole ilmastusjärjestelmää, vettä voidaan "pyörittää" siirtopumpun avulla.

Viikoittainen huolto

Teknikon on kirjattava joka viikko altaan vedenpinnan taso, lämpötila ja ulkonäkö sekä otettava näytteitä neljästä yhtä kaukana olevasta pisteestä altaan ympärysmitalla. Yleisiä ulkonäön kuvaajia ovat kirkas, maitomaisen valkoinen, läpinäkymättömän valkoinen, sävytetty vihreä, sävytetty ruskea ja musta. Viikoittaiseen päiväkirjaan olisi myös merkittävä, onko allas ilmastettu (tai "pyöritetty") näytteenottohetkellä tai sen läheisyydessä.

Viikoittainen lammen huolto

Vesinäytteiden analysointi

Vesinäytteet on analysoitava viikoittain DO- ja ORP-tasojen määrittämiseksi. Jos ORP laskee alle 50 millivoltin, näyte on analysoitava tarkemmin ATP-tason määrittämiseksi. Muussa tapauksessa näytteet ATP-analyysiä varten voidaan ottaa joka toinen viikko eikä joka viikko. Jos ATP-taso ylittää 10 000 pikogrammaa millilitrassa, veden laadun ylläpitämiseksi olisi käytettävä 30 ppm-annosta (30 ppm) 80-prosenttisesti aktiivista DDAC:ta.

Altaan ilmastus

Tehokkain tapa ilmastaa suuri allas on käyttää maanalaista ilmastusjärjestelmää, jossa hajakuormitettua ilmaa johdetaan suoraan veteen. Toisin kuin pintailmastimet ja suihkulähteet, pinnanalainen ilmastointi luo eniten ilmakosketusta, kiertoa ja sekoittumista ja aiheuttaa vähiten haihtumista. Kuten edellä todettiin, jos altaassa ei ole ilmastusjärjestelmää, altaan "pyörittämiseen" voidaan käyttää siirtopumppua, mutta tämä ei ole ihanteellista.

Ilmastus suoritetaan yleensä kerran tai kahdesti 24 tunnin välein veden lämpötilan ja paikallisten sääolosuhteiden mukaan. Lämpimässä ilmastossa ilmastusjärjestelmä voi olla tarpeen käyttää jatkuvasti, mutta tällöin on noudatettava varovaisuutta, koska liiallinen ilmamäärä voi aiheuttaa altaan samentumista. TETRA suosittelee, että bakteerikasvun estämiseksi DO-taso on vähintään 2-4 ppm; korkeampi taso on parempi, jos se voidaan säilyttää.

Uusi toimintakutsu