stringtranslate.com

Пластовая вода

Буровая установка бурит скважину сланцевого газа в Пенсильвании.

Пластовая вода — это термин, используемый в нефтяной или геотермальной промышленности для описания воды, которая производится в качестве побочного продукта при добыче нефти и природного газа [ 1] или используется в качестве среды для извлечения тепла. [2] [3] [4] [5] Вода, добываемая вместе с углеводородами, по своей природе обычно является солоноватой и соленой водой . [6] Нефтяные и газовые резервуары часто содержат воду, а также углеводороды, иногда в зоне, лежащей под углеводородами, а иногда в одной зоне с нефтью и газом. На геотермальных станциях добываемая вода обычно горячая. Он содержит пар с растворенными растворенными веществами и газами, предоставляя важную информацию о геологических, химических и гидрологических характеристиках геотермальных систем. [2] Нефтяные скважины иногда производят большие объемы воды вместе с нефтью, тогда как газовые скважины, как правило, производят воду в меньших пропорциях.

По мере старения нефтяного месторождения его естественная потребность в добыче углеводородов снижается, что приводит к снижению добычи. Для достижения максимальной нефтеотдачи часто применяют заводнение , при котором вода закачивается в пласты, чтобы помочь доставить нефть в добывающие скважины. На шельфе используется морская вода. В береговых установках закачиваемую воду получают из реки, очищенной пластовой воды или из-под земли. Закачиваемую воду обрабатывают множеством химикатов, чтобы сделать ее пригодной для инъекций. Закачиваемая вода в конечном итоге достигает добывающих скважин, поэтому на более поздних стадиях заводнения доля добываемой воды («сокращение») от общего объема добычи увеличивается.

Качество воды

Состав воды широко варьируется от скважины к скважине и даже в течение срока службы одной и той же скважины. Большая часть добываемой воды представляет собой рассол , и в большинстве пластов общее количество растворенных твердых веществ слишком велико для полезного повторного использования . На нефтяных месторождениях почти вся добываемая вода содержит нефть и взвешенные вещества. [7] Некоторые пластовые воды содержат тяжелые металлы и следы природных радиоактивных материалов (НОРМ), которые со временем откладывают радиоактивные отложения в трубопроводах скважины. [8] [9] Металлы, обнаруженные в пластовой воде, включают цинк , свинец , марганец , железо и барий . [10] Пластовые воды геотермальных месторождений подразделяются на 3 химических типа: HCO3-Ca⋅Mg, HCO3-Na и SO4⋅Cl-Na. [2] Агентство по охране окружающей среды США (EPA) в 1987 и 1999 годах указывает, что во время бурения и эксплуатации добавки могут использоваться для уменьшения твердых отложений на оборудовании и обсадных колоннах. Вода, добываемая из подземных пластов для производства геотермальной электроэнергии, часто превышает стандарты первичной и вторичной питьевой воды по общему содержанию растворенных твердых веществ, фторидов, хлоридов и сульфатов.

Управление водными ресурсами

Схема нагнетательной скважины для утилизации пластовой воды

Вода требуется как для традиционных геотермальных систем, так и для EGS на протяжении всего жизненного цикла электростанции. В традиционных проектах вода, доступная в ресурсе, обычно используется для производства энергии во время работы электростанции. [11]

Исторически пластовая вода сбрасывалась в большие пруды-испарители . Однако этот метод утилизации становится все более неприемлемым как с экологической, так и с социальной точки зрения. Пластовая вода считается промышленными отходами .

Широкие варианты управления повторным использованием включают прямой закачивание , экологически приемлемое прямое использование неочищенной воды или очистку в соответствии с государственным стандартом перед утилизацией или поставкой потребителям. Требования к лечению различаются во всем мире. В США эти стандарты изданы Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для подземной закачки [12] [13] и сбросов в поверхностные воды . [14] Хотя исследования по выгодному повторному использованию питьевой воды и сельского хозяйства проводились, промышленность не приняла эти меры из-за стоимости, доступности воды и общественного признания. [ нужна цитата ]

Гравитационные сепараторы , гидроциклоны , пластинчатые коалесцеры , флотация растворенного газа и фильтры из ореховой скорлупы — вот некоторые из технологий, используемых для очистки отходов из пластовой воды. [15]

Радиоактивность

Использование пластовой воды для борьбы с обледенением дорог подверглось критике как небезопасное. [16]

В январе 2020 года журнал Rolling Stone опубликовал обширный отчет о содержании радиоактивности в пластовой воде и ее влиянии на рабочих и местные сообщества в Соединенных Штатах. Сообщалось, что образец рассола, взятый с завода в Огайо, был протестирован в лаборатории Университета Питтсбурга и зарегистрировал уровень радия выше 3500 пКи/л. Комиссия по ядерному регулированию требует, чтобы промышленные выбросы оставались ниже 60 пКи/л для каждого из наиболее распространенных изотопов радия, радия-226 и радия-228. [17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Клемц, Ана Кэролайн; Вешенфельдер, Сильвио Эдегар; Лима де Карвальо Нето, Сальвио; Паскоаль Дамас, Майра Стефани; Толедо Вивиани, Джулиано Сезар; Мазур, Лусиана Празерес; Мариньо, Белиса Алькантара; Перейра, Леонардо душ Сантуш; да Силва, Адриано; Борхес Валле, Хосе Александр; де Соуза, Антонио Аугусто У.; Гуэлли У. де Соуза, Селена Массачусетс (01 апреля 2021 г.). «Очистка попутной нефтепромысловой воды методом жидкостно-жидкостной экстракции: обзор». Журнал нефтяной науки и техники . 199 : 108282. doi : 10.1016/j.petrol.2020.108282. ISSN  0920-4105. S2CID  233073324.
  2. ^ abc Су, Шуцзюань; Ли, Ин; Чен, Чжи; Чен, Цифэн; Лю, Чжаофэй; Лу, Чанг; Ху, Ле (01.06.2022). «Геохимия геотермальных жидкостей в зоне разлома Чжанцзякоу-Пэнлай, Северный Китай: значение для структурной сегментации». Журнал азиатских наук о Земле . 230 : 105218. Бибкод : 2022JAESc.23005218S. doi : 10.1016/j.jseaes.2022.105218. ISSN  1367-9120. S2CID  248019293.
  3. ^ Сун, Гофэн; Сун, Сяньчжи; Цзи, Цзяян; У, Сяогуан; Ли, Гэншэн; Сюй, Фуцян; Ши, Ю; Ван, Гаошэн (01 марта 2022 г.). «Эволюция раскрытия трещины и термическая продуктивность под влиянием химической реакции в усовершенствованной геотермальной системе». Возобновляемая энергия . 186 : 126–142. doi : 10.1016/j.renene.2021.12.133. ISSN  0960-1481. S2CID  245682408.
  4. ^ Тао, Цзянь; Ян, Син-Го; Дин, Пей-Пей; Ли, Си-Лонг; Чжоу, Цзя-Вэнь; Лу, Гонг-Да (5 июня 2022 г.). «Полностью связанная термогидромеханико-химическая модель для цементной засыпки в геотермальных условиях». Инженерная геология . 302 : 106643. doi : 10.1016/j.enggeo.2022.106643. ISSN  0013-7952. S2CID  247848365.
  5. ^ Ли, С.; Ван, С.; Тан, Х. (01 марта 2022 г.). «Механизм стимулирования и проектирование улучшенных геотермальных систем: всесторонний обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 155 : 111914. doi : 10.1016/j.rser.2021.111914. ISSN  1364-0321. S2CID  244823147.
  6. ^ Д. Атуфи, Хосейн; Ламперт, Дэвид Дж. (2020). «Влияние добычи нефти и газа на уровень загрязнения отложений». Текущие отчеты о загрязнении . 6 (2): 43–53. дои : 10.1007/s40726-020-00137-5. ISSN  2198-6592. S2CID  211080984 – через Springer Nature.
  7. ^ «Что такое пластовая вода?». Американский институт геонаук — AmericanGeoSciences.org . Проверено 31 декабря 2023 г.
  8. ^ «О попутной воде». Центр передовых водных технологий . Голден, Колорадо: Горная школа Колорадо . Проверено 14 мая 2016 г.
  9. ^ Игунну, Эбенезер Т.; Чен, Джордж З. (сентябрь 2014 г.). «Технологии очистки пластовой воды». Международный журнал низкоуглеродных технологий . 9 (3): 157–177. дои : 10.1093/ijlct/cts049 .
  10. ^ Вейл, Джон А.; Пудер, Маркус Г.; Элкок, Дебора; Редвейк, Роберт Дж. (2004). Официальный документ с описанием попутной воды при добыче сырой нефти, природного газа и метана угольных пластов (PDF) (Отчет). Аргонн, Иллинойс: Аргоннская национальная лаборатория США. ANL/EA/RP-112631.
  11. ^ Кларк, CE; Харто, CB; Салливан, Дж.Л.; Ван, MQ (17 сентября 2010 г.). «Использование воды при строительстве и эксплуатации геотермальных электростанций». Osti.gov . дои : 10.2172/1013997. ОСТИ  1013997.
  12. ^ «Правила контроля за подземными закачками и положения Закона о безопасной питьевой воде» . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США (EPA). 17 октября 2016 г.
  13. ^ «Общая информация о нагнетательных скважинах». Агентство по охране окружающей среды. 06.09.2016.
  14. ^ «Правила по сбросам отходов добычи нефти и газа» . Агентство по охране окружающей среды. 15 мая 2019 г.
  15. ^ Документ разработки окончательных руководящих принципов по ограничению сбросов и стандартов эффективности новых источников для морской подкатегории категории источников в точках добычи нефти и газа (отчет). Агентство по охране окружающей среды. 1993. стр. IX-15–IX-19. ЭПА-821-Р-93-003.
  16. ^ Бейн, Дэниел Дж; Кантли, Татьяна; Гарман, Бретань; Штольц, Джон Ф. (1 ноября 2021 г.). «Нефтяные и газовые сточные воды для очистки дорог: последствия воздействия радиоактивных материалов на жилом участке и в масштабе квартала». Коммуникации по экологическим исследованиям . 3 (11): 115008. doi : 10.1088/2515-7620/ac35be .
  17. ↑ Нобель, Джастин (21 января 2020 г.). «Радиоактивная тайна Америки». Катящийся камень .