تتحرك معالجة مياه البحر

نظام معالجة المياه تحت سطح البحر Seabox ، والذي يقع في قاع البحر. (الصورة: نوفمبر)

التحقق من قدرة Seabox على معالجة المياه لزيادة استخراج النفط

فتح إمكانات الاسترداد الكامل للنفط أمر أساسي للمشغلين وعامل حاسم للتطورات الميدانية. إن زيادة معدلات الاسترداد إلى الحد الأقصى أكثر أهمية في البيئة الحالية ، حيث يحتاج المشغلون إلى الإنتاج بسعر أقل في التعادل السلعي لجعل الاكتشافات الهامشية الجديدة مربحة. في بحر الشمال وحده ، هناك ما يقرب من 400 tiebacks المحتملة في انتظار التنمية. هذا ، إلى جانب التركيز على تفريغ البيئة في الصناعة ، يستلزم حلولًا جديدة ومبتكرة.

يعد استخدام طرق الاسترداد الثانوية لتوفير صيانة للضغط وكفاءة المسح طريقةً لتعظيم الاسترداد. الطرق الشائعة الاستخدام تشمل حقن الماء أو الغاز أو الماء بالتناوب. تحدد خصائص الخزان الحل التقني المفضل. قد يؤدي عدم فهم خصائص الخزان تمامًا إلى حدوث مشاكل عن طريق الحقن في حالة حقن محلول غير متوافق في الخزان. يمكن أن تنخفض الحقن بسبب القاذورات الحيوية وضعف المادة الصلبة العالقة في الماء. تواجه التطورات الهامشية تحدًا آخر - زيادة إمكانية الاسترداد إلى أقصى حد مع تحقيق الربحية. هذا ممكن من خلال tieback لاستضافة المرافق أو حتى الانتقال إلى منصات غير مأهولة.

توفر شركة National Oilwell Varco (NOV) نظامًا جديدًا مستقلًا تحت سطح البحر لمعالجة المياه يمكن أن يوفر مياه نقية ويزيد من إمكانات الاسترداد للتطورات الهامشية وكذلك لحقول الشيخوخة والربعات الخلفية الطويلة والتطورات في الحقول الخضراء ومنصات رؤوس الآبار الصغيرة. يوفر نظام معالجة المياه تحت سطح البحر Seabox تطهيرًا لمياه البحر الخام ويقلل من عدد المواد الصلبة العالقة ، المنفصلة عن عمليات معالجة المياه في الجزء العلوي. هذا يلغي الحاجة إلى دفع المياه من مرفق المضيف إلى الحاقن. يمكن الآن توفير معالجة المياه وحقنها ، مع هذا الحل الجديد ، عند الحاجة. يصبح حقن المياه واستبدالها بديلاً واقعيًا وبتكلفة معقولة للإنتاج عن طريق النضوب فقط أو عن طريق نقل المياه من مضيف يحتمل أن يكون مقيدًا ، لزيادة إمكانية الاسترداد للتطورات الهامشية.

Seabox
تهدف تكنولوجيا وحدة معالجة مياه البحر إلى توفير مياه معالجة تحت الماء عالية الجودة دون المساس بالسلامة أو التشغيل أو الموثوقية. لقد جعل NOV نظامين تشغيليين ومؤهلين لنظام الارتقاء التكنولوجي (TRL) 6.

تتكون وحدة Seabox من البوليمر المقوى بالزجاج (GRP) وتتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية: صينية وغرفة ثابتة ووحدة معالجة. تم تصميمه بحيث يكون جميع الأجزاء القابلة للتبديل موجودة داخل وحدة المعالجة التي يمكن استرجاعها بسهولة لتيسير التدخل. تستخدم الوحدة طرقًا معروفة لتطهير الماء ولتثبيت المواد الصلبة. يتم تطهير المياه من خلال عمليتين للتحليل الكهربائي في الموقع. أولاً ، تقوم خلايا الكلورة الكهربائية عند مدخل الوحدة بإنتاج هيبوكلوريت الصوديوم ، ثم خطوة مؤكسدة ثانوية حيث يتم إنشاء عوامل مؤكسدة ذات درجة أعلى لزيادة تحلل المواد العضوية الميتة. هذا بالإضافة إلى الحجم الكبير من الوحدة ، سيؤمن وقتًا كافياً لتفاعل الكلور مع المواد العضوية في مياه البحر. يتم توفير الترسيب الصلب عن طريق الترسيب (الجاذبية) ، ويرجع ذلك إلى التصميم الداخلي الخاص بوحدة الغرفة الساكنة مما يؤدي إلى تدفق الصفحي ، مما تسبب في وجود جزيئات ذات كثافة أعلى من الماء. التوحيد هو
المفتاح لتصميم وحدة Seabox. تم تصميم الوحدة بقدرة معالجة تتراوح بين 20000 و 60000 برميل من المياه يوميًا ويمكن تثبيتها على عمق المياه حتى 3000 متر.

(الصورة: نوفمبر)

اختبار الإعداد
قامت NOV بتثبيت وحدة Seabox قبالة ساحل ستافنجر ، النرويج ، كجزء من مشروع تحقق في فبراير 2018. كان الهدف هو التحقق من أداء الوحدة النمطية الشاملة في بيئة تحت البحر تمثيلية. كان المشروع مدعومًا من قبل ثلاثة مشغلين ، وكانت فترة اختباره ثلاثة أشهر. خلال هذه الفترة تم تحليل تطهير الوحدة وقدرات تسوية الجسيمات. تم تركيب الوحدة على عمق 220 مترًا من المياه ، على بعد 550 مترًا من الشاطئ من محطة التحكم التي توفر الطاقة والاتصالات. تم تركيب المضخة تحت سطح البحر بالقرب من الشاطئ وسحب المياه عبر Seabox ، حيث قام خط عينة أسفل المجرى بتوجيه جزء صغير من المياه المعالجة إلى منشأة برية لتحليل جودة المياه. عرض خط عينة لمياه البحر الخام بالقرب من الوحدة أخذ عينات مقارنة

نتائج أخذ العينات
حدد نطاق العمل ، لتحقيق هدف برنامج التحقق ، برنامجًا واسعًا لأخذ العينات للتحقق من إمكانات التطهير والترسيب في الوحدة. تم تقسيم برنامج أخذ العينات إلى هاتين الفئتين الرئيسيتين. جنبا إلى جنب مع رعاة المشروع ، ابتكرت شركة NOV برنامجًا لأخذ العينات شمل ما مجموعه 13 نوعًا مختلفًا من التحليلات ، يتم تنفيذها جميعًا بواسطة مختبر مستقل تابع لجهة خارجية متخصص في تقديم الخدمات لصناعة النفط والغاز في المنبع.

للتحقق من قدرات تطهير المياه بالوحدة ، على سبيل المثال قدرات الوحدة على إزالة أو إلغاء تنشيط أو قتل الكائنات الحية الدقيقة في مياه البحر ، والبكتريا غير المتجانسة العامة العوالق والقليلية (GHB) والبكتيريا التي تقلل الكبريتات (SRB) ، الأدينوساين ثلاثي الفوسفات و تم قياس تفاعل سلسلة البلمرة الكمية (qPCR) في جميع أنحاء برنامج التحقق. أظهرت النتائج العامة من خلال هذه العينات أن كل من مستويات العوالق والحمم في المياه المعالجة كانت أقل من المستويات التي يمكن اكتشافها. يتم دعم النتائج بشكل أكبر بواسطة عينات ATP و qPCR. بمقارنة مستويات ATP من مياه البحر الخام ومياه البحر المعالجة ، تم تعطيل 98.6٪ من جميع الكائنات الحية الدقيقة في المتوسط من خلال عملية التطهير داخل الوحدة. وأظهر qPCR انخفاض إجمالي في مستوى البكتيريا مع 99.8 ٪ و 100 ٪ لعد SRB. أكدت النتائج قدرة الوحدة على توفير المياه المطهرة من خلال عملية التحليل الكهربائي واستخدام وقت الإقامة.

للتحقق من قدرات الإزالة الصلبة ، استخدم NOV مؤشر Coulter ، التعكر وكثافة الطمي (SDI) كطرق لأخذ العينات. يوفر عداد كولتر قياس عدد الجسيمات وتوزيع الحجم. أظهرت مقارنة عينات مياه البحر الخام والمياه المعالجة في Seabox تأثيرًا كبيرًا على قدرة الترسيب للوحدة. في المتوسط ، كان عدد الجسيمات لمياه البحر الخام أعلى بحوالي 10 أضعاف مقارنة بالمياه المعالجة في Seabox لجزيئات أكبر من 2 largerm. من خلال قياس التعكر ، كان من الممكن قياس تركيز الجزيئات العالقة في الماء. يبلغ عكارة Seabox حوالي 1 FTU ، والتي تقع في نطاق قياسات التعكر في مياه الشرب. يتم استخدام SDI كقياس لإفساد أو يسد المحتملة. خلال العينات الثمانية التي تم أخذها ، قدمت Seabox مستويات SDI تتراوح بين ثلاثة وأربعة ، وهو أمر مقبول لتطبيقات الترشيح النانوي المحتملة في اتجاه المصب ، في حالة الحاجة إلى ذلك. على سبيل المقارنة ، كان لخمس عينات من أصل ثماني عينات من مياه البحر الخام مؤشر SDI أعلى من نطاق القياس عند SDI البالغ 6.

(الصورة: نوفمبر)

الإمكانات المستقبلية
يوفر هذا التحقق من إمكانيات Seabox لتطهير وإزالة الجزيئات من مياه البحر ، ومرونة التثبيت ، قدرة جديدة على إضافة تدفق المياه إلى التطورات الميدانية الهامشية. عندما تقع في قاع البحر بجانب حاقن المياه ، يمكن أن توفر الوحدة نظامًا محسناً للفيضانات لضمان دعم الضغط اللازم وكفاءة المسح. هذا يمكن أن يزيد من معدل استرداد النفط المحتمل حيث يتم استغلال الخزان إلى طاقته الكاملة. ويعتقد أن النظام منافس قوي لتحسين تدفق المياه لكل من الحقول الخضراء والبنية. لم يُظهر NOV أدائه من خلال برنامج تحقق واسع النطاق فحسب ، بل كانت وحدة Seabox أيضًا في حالة تشغيل مستمر في حقل Ekofisk في بحر الشمال منذ خريف عام 2018 مع 100 ٪ من وقت التشغيل حتى الآن.

هذه التكنولوجيا هي حل تنافسي لتوفير قدرة معالجة مياه متزايدة لتنضج الحقول البنية أو لتوفير مياه عالية الجودة للتطورات الهامشية. كما يمكن استخدامه كحل هجين حيث يتم استخدام نظام معالجة المياه تحت سطح البحر كخطوة معالجة مسبقة لمرافق معالجة المياه الموجودة في الجزء العلوي لمواجهة تحديات معروفة مثل الوقود الحيوي. هذا يمكن أن يقلل من النفقات التشغيلية وزيادة توافر نظام معالجة المياه الشامل.

المؤلف
انضمت Astrid Nygaard Engesland إلى فريق NOV مع فريق SEABOX AS القديم في عام 2013. وهي تعمل كمنسقة للتسويق والاتصالات ، حيث تدعم مبادرات التسويق والعلاقات العامة لنظام معالجة المياه تحت سطح البحر في Seabox.