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【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(1)

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(1)

水是万物之源,更是页岩油气持久发展的关键。

来自 | E&P
编译 | 张德凯

在油气开发项目中, EOR水源管理、压裂水重复利用、采出水处理等问题会耗费大量的成本,是油气开发商的沉重负担。

根据2016年的Columbia University and Barclays报告,在美国,非常规油气产量是油气总产量的一半,而且非常规油气的生产对水源的依赖程度极大,必须要保持连续稳定的供水。

此外,根据Fountain Quail网站的数据,美国平均每生产一桶页岩油,就要耗费12桶水。2015年,美国油气开发平均耗费水6600万桶/天,预计到2020年,采出水量会达到9200万桶/天。

以下为大家介绍的是一些极具潜力的水处理新技术。

俄克拉哈马州的产出水重复利用方案

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(1) 

为了响应州政府重复利用油气开发产出水的号召,相关人员进行了产出水注入废水井的可行性评估。此次研究由CH2M主导,内容包括产出水量调查、产出水水质分析、主要产出水开发商以及相应的水处理成本。研究人员共选取了十个具有代表性的案例,将油气产出水水源与产出水开发商/处理方案结合,对每个处理方案进行了经济效益分析,提出了改进意见。整体来看,十个案例中产出水的处理成本在$0.57/bbl~$7/bbl之间。

研究还得到了一些其他重要成果。例如,由于产出水污染物含量低,处理难度和成本都较低,所以产出水重复利用是最为经济的废水处理方案。此外,此次研究还对水重复利用的特殊案例进行了评价,该案例中将Mississippi Lime油藏的产出水运抵Blaine County区块,之后重复利用,投入油气开发作业。除了低成本的产出水重复利用技术和受限的水运输能力,蒸发工艺也是一项可行的废水处理方案。另外,虽然废水处理和脱盐技术已经得到了应用,但到目前还没有取得实质的进展。

自清洁过滤器提升产出水循环处理能力

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(1)

TEQUATIC PLUS Filters公司近日推出了新一代过滤器,旨在帮助油气开发商提高废水处理能力,保护废水注入井,以更经济的方式从产出水/压裂废水中获得更多可用循环水。新型过滤器能够处理高固体颗粒含量的含有废水,可连续过滤掉粒径在15μm以上的颗粒,废水固含量处理上限达到10000mg/L。显而易见,新型过滤器功能更加强大,连续工作时间更长,维护成本更低,可降低员工在污染气体、水中的暴露工作时间,并且显著减少过滤袋、滤盒等过滤耗材的使用。

由于新型过滤器具有自动、连续自清洁功能,其对于固体含量波动大的废水处理非常有效,且过滤器之间相互配合,还能起到对固体颗粒的研磨作用。新型过滤器具有结构紧凑、维护费用低的特点,使其在移动设备和偏远油田的应用中具有更大的优势。目前,已有多家公司采用了该废水循环过滤器,其中一家水服务公司实现了产出水的100%循环利用。

水处理技术平台集中废水产出、运输及处理,效率更高

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(1)

Digital H2O是一家油田智能水管理方案公司,近日,该公司成功将其水管理技术Water Asset Intelligence应用于Pennsylvania州的油田中。该技术平台通过提高水产出、运输和处理的效率,为油气服务商、中游产业部门以勘探&开发公司都节约了大量的成本。Water Asset Intelligence在废水处理方面提出合理的策略和信息,同时根据钻井状况提供油气生产数据,包括油井的生产参数及历史生产数据等。

根据开发商的要求,Water Asset Intelligence的过滤器建立定制化的分析系统,实现逐井分析。目前该技术平台得到应用做多的是水运输模块。根据该模块的信息,用户就能决定废水该运往何处处理,并获得目标废水注入井的信息。Digital H2O公司经理Susan Olson说:“在今后几周,我们将为Marcellus/ Utica地区的废水处理带来新的功能,那就是提高废水循环处理中心的操作透明度,因为废水处理目前仍是Appalachia地区水循环的关键部分。”除了Pennsylv ania州,Water Asset Intelligence还在Texas和New Mexico州的Permian页岩区以及North Dakota州的Bakken油田得到了应用。

新型废水处理系统有效移除铁、TSS和碳氢化合物

为了从不同油田采出水中得到可用循环水,油气生产商制定了一系列的判定依据,并以此来处理采出水,得到适用于压裂的循环水。废水处理依据通常包括铁离子脱除率、总固体废物(TSS)移除率、碳氢化合物移除率以及灭菌率;此外,有毒气体H2S也必须移除。废水循环中另外一项关键的指标是防止固体颗粒沉积在处理罐底部或是储罐内,为了满足以上所有要求,Fountain Quail推出了新一代废水处理平台ROVERXL。

Fountain Quail公司的ROVER化学净化系统在NOMAD蒸发系统问世前15年就已经投入了废水预处理应用;之后该公司发现,ROVER是目前业内成本最低、最为使用的含铁污染物、TSS和碳氢化合物移除手段。固体以干饼方式移除,进入后去处理工艺。ROVERXL的浮选工艺是其另外一大特点,废水的碳氢化合物移除效率更高。与同规模的废水处理装置相比,ROVERXL的工作载荷更高(1.5倍于同类产品)。此外,ROVERXL采用了全自动化式操作设计,大大减少了人为操作的必要,极大降低了人工成本。

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二丫
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系二丫(QQ295900524;微信13132550596)

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