Oljeåtervinning från producerat vatten
Av Yannick Harvey | Engineering Manager, Water Management | 29 maj 2024
Utmaningarna med restolja
Praktiskt taget allt producerat vatten innehåller varierande nivåer av kvarvarande olja beroende på reservoaren och de specifika parametrarna för operationen. Denna restolja innebär ett antal utmaningar när det gäller att återvinna och återanvända vattnet för efterföljande frackingoperationer.
För det första måste producerat vatten som är avsett för återvinning och återanvändning samlas i stora lagringsanläggningar som t.ex. gropar, lagringstankar ovan jord eller frac-tankar där den suspenderade oljan kommer att separeras naturligt. Tillståndsgivningen för sådan lagring tar dock inte hänsyn till de betydande volymer olja som kan ackumuleras, vilket leder till överträdelser av regelverket.
För det andra är underhållet av dessa lagringsanläggningar - det vill säga att avlägsna olja och slam - arbetsintensivt, tidskrävande och dyrt.
För det tredje avger ackumulerade oljor i lagringsanläggningar brandfarliga flammor som utgör hälso-, säkerhets- och miljörisker. I vissa fall kan dessa faror till och med leda till att verksamheten vid borrhålen måste stängas, en situation som inte kommer att ge några blå band för kassaflödet.
För det fjärde, om den kvarvarande oljan inte avlägsnas från det producerade vattnet i tid, kan återvinningsregimen kräva ytterligare behandling för att uppnå tillräcklig kvalitet, till exempel genom tillsats av en alltför stor mängd oxidationsmedel.
Oljeåtervinning före vattenbehandling
Precis som i det tidlösa uttrycket "När livet ger dig citroner, gör lemonad", är kvarvarande olja i producerat vatten inte något absolut negativt. Faktum är att operatörerna av kommersiella brunnar för bortskaffande av saltvatten betraktar "skummoljan" som en integrerad intäktsström. Så om du tänker återvinna producerat vatten är det inte bara en nödvändighet att avlägsna den kvarvarande oljan långt före lagring, det är också en ekonomisk fördel.
För att göra detta har ingenjörerna på TETRA utformat och utvecklat Oil Recovery After Production Technology (ORAPT). Separationssystemet ackumulerar och avlägsnar i realtid nativ restolja, oönskade lätta beståndsdelar och oljesugs (på grund av oplanerade bypass) från producerat vatten. Systemet är utformat för att underlätta effektiv vattenbehandling och efterlevnad av lagstadgade lagringskrav. Eftersom den uppsamlade oljan sedan leds till en närliggande tank förblir vattenlagringen ren.
Huvuddragen, bultarna och siffrorna
ORAPT-systemet fungerar genom att skapa en bred fläck i ledningen för producerat vatten så att gravitationen kan framkalla oljeseparation. Det producerade vattenflödet leds in i huvuddelen av en tank där dess hastighet minskar, vilket gör att den suspenderade oljan kan flyta upp till ytan. När flödet når den motsatta änden av tanken gör en serie dammar att vattnet kan pumpas ut till vattenhanteringssystemet medan oljan avleds till en separat tank.
Hur effektiv är ORAPT? Det är svårt att få fram ett absolut effektivitetsmått på grund av den stora variationen i sammansättningen av det producerade vattnet från en formation till en annan, samt de olika specifikationerna för varje jobb. Med detta sagt ger tekniken, när den används inom sina designparametrar, i allmänhet en effektivitet i intervallet 90+% med endast spårmängder av olja kvar på 50-100 ppm. Systemets nominella genomströmning är upp till 28.000 fat vätska per dag.
Bland systemets funktioner kan nämnas:
- automatiserad drift;
- fristående vatten- och oljepump för förenklad driftsättning;
- fristående utloppspumpar för kemikalieinsprutning;
- automatiserad hantering av tanknivå, trender och larm;
- och automatiserad förbikoppling och avstängning i nödsituationer enligt operativa krav.
Fallstudie
I södra Texas installerades TETRA ORAPT i Eagle Ford Shale Play tillsammans med TETRA SwiftWater Automated Treatment (SWAT)-systemet efter att en stor operatör hade kontaktat TETRA för att hitta ett sätt att återvinna de stora volymerna producerat vatten och återflöde från en okonventionell plattform. På den tiden krävdes det 50 lastbilslass per dag för att ta hand om avloppsvattnet från anläggningen, som transporterades till och från den avlägsna arbetsplatsen. För operatören var bortskaffandet av så stora volymer avloppsvatten helt enkelt inte en attraktiv, långsiktig lösning ur ett miljömässigt och ekonomiskt perspektiv.
En av utmaningarna med jobbet var att uppnå de höga standarder för vattenkvalitet som fastställts av Texas Railroad Commission (TRRC), som reglerar olje- och gasindustrin i delstaten.
Efter fyra månaders drift hade SWAT-systemet återvunnit 221.360 fat vatten - vilket motsvarar TRRC-standarderna - och ORAPT-systemet hade fångat upp cirka 700 fat olja. Dessutom minskade driften av avfallshanteringen utanför anläggningen från 50 lastbilar per dag till bara en.
Operatören är mycket nöjd med resultaten och planerar att fortsätta med återvinningen och oljeåtervinningen under minst ett helt år med ytterligare planerade jobb.
