Skydda ditt frac-vatten med TETRA Water Storage Management
Av Matt Cappers | Director of Operations för vattenrening | 17 maj 2021
Vattenrening: De (mycket) tidiga åren
I och med den hydrauliska sprickbildningen har lagring, behandling och underhåll av stora vattenvolymer stadigt utvecklats till en viktig del av verksamheten på arbetsplatsen. Frac-vatten lagras vanligtvis i tankar ovan jord eller, vilket är vanligare, i dammar (eller vattengropar) under jord som är utrustade med foder. Det finns dock en utmaning med att lagra stora vattenvolymer.
Forntida civilisationer förstod redan för flera hundra år sedan att vatten som lagras under lång tid blir olämpligt för mänsklig användning, även om de inte visste något om vetenskapen om vattenburna patogener. Faktum är att vin sannolikt är den första vattenbehandlingen som uppfanns av människor. I de gamla civilisationerna i Medelhavsområdet skars konsumtionsvatten vanligtvis med vin eftersom dess alkoholhalt (något över de 10-14% som moderna viner har) var nästan exakt på den punkt som dödar bakterier, vilket gjorde vattnet säkert.
Bakterier: Inte bara ett problem för dricksvatten
Precis som dricksvatten måste även frac-vatten behandlas på rätt sätt för att förhindra bakterietillväxt. Bakterier kan föröka sig snabbt och reducerar sulfater i vattnet, vilket leder till att det bildas farlig vätesulfidgas (H2S) och järnsulfidpartiklar. Det sistnämnda kan allvarligt skada porositeten i en reservoar och därmed minska produktionen om det pumpas in i en brunn.
Nödvändigheten av att hantera vattenlagring
Trots risken för bakterietillväxt är korrekt hantering av lagringsdammar för frac-vatten en ofta underskattad del av verksamheten. I själva verket är korrekt dammhantering en sund förebyggande åtgärd som kräver minimala investeringar och som vanligtvis innebär att vattnet behandlas med en biocid, luftning och en kemikalie för att främja separation av fasta ämnen. Att försumma dammhanteringen kommer alltid att leda till dyrare sanering längre fram.
Riktlinjer för hantering av TETRA-vattenlagring
Vattenrening
Det första steget i dammhanteringen är vattenbehandling, som börjar med att bestämma nivåerna av upplöst syre (DO), oxidationsreduktionspotential (ORP) och adenosintrifosfat (ATP), en organisk förening som driver tillväxten av levande celler som bakterier. Därefter görs en första chockbehandling med natriumhypoklorit (blekmedel), som normalt ligger på 12,5 volymprocent men varierar beroende på ATP-nivån. Därefter följer en långtidsbehandling med dimetyldialkylammoniumklorid (DDAC) som ger ytterligare desinfektion och separation av fasta partiklar. Varje behandling bör också åtföljas av luftning för att blanda vattnet och de kemiska tillsatserna ordentligt. Om dammen saknar ett luftningssystem kan en överföringspump användas för att "rulla" vattnet.
Veckovis underhåll
Varje vecka ska en tekniker registrera dammens nivå, temperatur och utseende samt ta prover från fyra punkter på lika avstånd längs dammens omkrets. Vanliga beskrivningar av utseendet är klart, mjölkvitt, ogenomskinligt vitt, gröntonat, bruntonat och svart. I veckodagboken ska det också noteras om dammen har luftats (eller "rullats") vid eller omkring tidpunkten för provtagningen.
Analys av vattenprover
Vattenprover ska analyseras varje vecka för att bestämma DO- och ORP-nivåerna. Om ORP sjunker under 50 millivolt bör provet analyseras ytterligare för att fastställa ATP-nivån. I annat fall kan prover för ATP-analys samlas in varannan vecka i stället för varje vecka. Om ATP-nivån överstiger 10.000 pikogram per milliliter ska en dos på 30 ppm (parts per million) av 80% aktiv DDAC appliceras för att upprätthålla vattenkvaliteten.
Luftning av dammar
Det mest effektiva sättet att lufta en stor damm är att använda ett underjordiskt luftningssystem för att tillföra diffus luft direkt i vattnet. Till skillnad från ytluftare och fontäner skapar underjordisk luftning mest kontakt, cirkulation och blandning mellan luft och vatten och orsakar minst avdunstning. Om dammen saknar ett luftningssystem kan, som nämnts ovan, en överföringspump användas för att "rulla" dammen, men detta är inte idealiskt.
Luftning sker normalt en eller två gånger per dygn, beroende på vattentemperatur och lokala väderförhållanden. I varmare klimat kan det vara nödvändigt att köra luftningssystemet kontinuerligt, men här bör man vara försiktig eftersom för mycket luft kan göra att dammen blir grumlig. TETRA rekommenderar att man håller en minimal DO-nivå på 2-4 ppm för att förhindra bakterietillväxt; högre nivåer är att föredra om de kan upprätthållas.
