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【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

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

Mark Wolf 是NOV公司Process and Flow Technologies部门陆地设施的负责人,在水处理技术方面经验非常丰富。他表示:“Permian Basin的页岩开发商正在带领油气行业走出低潮,但是目前该地区没有充足的水源以供钻井、压裂等作业使用,所以水处理、储存、运输、回收利用等问题将会非常关键,决定着该地区油气开发是否能够成功。”

水处理公司CH2M 副总裁Michael Dunkel表示:“我相信,油气开发过程涉及的水处理技术将会迅速发展,成本更低、可持续性更强的方案在今后几年将会逐渐问世。”

专业建议,识别废水处理危险系数

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

美国一家咨询顾问公司近日发布了一本300页的分析报告,主要包括两方面内容:

1)水利用/处理过程危险系数识别与量化;
2)为了更加安全有效的处理采出水、压裂用水、其它油田废水及保护饮用水源,油气行业对于二类盐水注入井的使用/依赖趋势。

目前,关于废水回注地下的应用与环保法规要求互相矛盾,这些主要由于政治因素引起。该公司从公正及事实的角度出发,根据详细的地区划分,从局部、区域及地方角度对废水回注地下(UIC)法规进行了分析,以相对风险系数对不同操作和设备进行了标识,根据书中所含图表、目录,操作人员即可识别危险系数更高、有待进一步详细调查/消除危险的设备和UIC区域。

这份调查报告中详细报道了美国主要陆地油田的废水回注状况,还进行了代表地区的区域性分析,包括特殊回注状况、地区地震属性、油藏危险系数、 技术基础、法规与诉讼情况、操作连续性、最佳执行方式、地域性降低危险方式以及最新的投资趋势等。

新型处理工具,降低水处理成本

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

Veolia公司的ShaleFlow系统是一个经济、可移动的采出水/回流水处理系统,结构紧凑,便于运输,采用三拖车配置,随着作业现场的不断变化,其位置也可随之改变,应用灵活性高。ShaleFlow的处理能力达到10000bbl/d,且可处理废水种类多,可溶性固体废物含量上限达300000mg/L。该系统将固体颗粒和易结垢的物质水平降低,废水处理后完全满足压裂和完井作业要求。

水处理和重复利用能够降低新鲜水源的需求量,同时还能达到回收原油、降低采出水处理成本的目的。今年Veolia还推出了另一款产品CoStrip,主要用于去除废水中的溶解气体,包括BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)、挥发性有机化合物、CO2和H2S,且该过程完全不需要废水预处理流程。CoStrip通常作为满足地表排放标准废水处理线的一部分使用,对于降低成本具有明显的作用。若与化学软化剂配合使用,CoStrip还能有效降低化学药剂和泥浆成本,并延长反向渗透膜的使用寿命。

加速废水处理设施建设,降低成本

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

Victaulic HDPE系统安装简便、迅速,Atlas Resources公司的Hamman盐水处理设置在10天内就完成了安装,而传统技术则需要六周

Victaulic联接系统不含熔融工艺,专用于高密度聚乙烯(HDPE)管件的连接,主要包括小/大直径联轴器、适配器、过度转换器及相关附件。将Victaulic HDPE用于SDR7与21HDPE的管件联接速率更高,是采用熔融方案连接水/泥浆管线的10倍。Victaulic消除了连接作业中的熔融操作,管件对接更加快速、简单,且其应用范围也非常广,在液体流动管线、输水、压裂液储池、水处理、废弃盐水处理以及相关设施建设方面都能发挥巨大作用。

当前,页岩开发采出水运输和处理成本已经到达整体开发成本的一半左右,是开发商面临的最主要降本挑战。为了控制成本,开发商开始选择建立独立的油气开采和废水处理设施,取代了第三方水废水处理公司的加入。Victaulic的HDPE系统能够帮助开发商更加快速地完成废水处理设施的建设,同时降低整体安装成本。Victaulic的联轴器无论是在垂直方向还是空间受限的区域都能快速链接。此外,联轴器还可以回收重复利用,进一步降低了成本。Victaulic的无熔融工艺管件联接系统在多处页岩油藏得到了成功应用,其中包括Permian和Eagle Ford。

页岩开发回流水处理技术消除钝化现象

【系列专题】页岩油生存有道:水处理的奥妙(3)

页岩开发回流水电凝处理(EC)的应用要追溯到2000年左右,EC技术是众多回流废水处理工艺的核心。EC具有破乳作用,可溶/不可溶的碳氢化合物、重金属、悬浮固体颗粒、有机物、细菌的移除率可达98%以上。然而传统的EC方式都存在着一个明显的问题—钝化。钝化会导致氧化结垢,系统的电极表面也会生成一层钝化膜,造成显著的人工成本、能耗增加,降低处理效率和处理量。一旦发生钝化现象,废水处理效率会成指数下降,开发商就不得不停机进行清洗或电极更换,成本极高。为了解决该问题,Water Vision推出了专利型ThinCell EC技术,能够完全避免了钝化问题的发生。

ThinCell EC采用消耗电极,分解后只会生成常规废物,电极完全消耗后,只需更换一个新的电极,不会发生设备长时间停机的问题,且电极成本可控。ThinCell EC的清洁和电极更换过程不涉及钢板等部件的去除操作。钝化现象的消除稳定了操作所需电流,降低了动力需求和应用标准。ThinCell技术增加了EC废水处理设备的连续运行时间,降低了设备维修频率及相关成本、风险。得益于该技术的问世,ThinCell的设备规模得到控制,且具有多种配置,处理流量范围覆盖5~500gal/min,灵活性极高。

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