نکات برجسته
-
روش های معمول بازیافت نفت افزایش یافته شیمیایی با استفاده از پلیمر بررسی می شوند.
-
مولفه و پایداری آب تولیدی حاوی پلیمر آورده شده است.
-
خطرات زیست محیطی آب تولید شده حاوی پلیمر ارائه شده است.
-
روش های تصفیه آب تولید شده حاوی پلیمر معرفی شده است.
خلاصه
آب تولید شده (PW) تولید شده در طی بازیافت نفت تقویت شده شیمیایی (CEOR) در میادین نفتی را نمی توان به طور موثر توسط فناوری های سنتی تصفیه فاضلاب تصفیه کرد زیرا کاهش ویسکوزیته و شکستن امولسیون دشوار است و باعث فشار شدید تولید و مشکلات زیست محیطی می شود . هدف از این بررسی، ارائه مرجعی برای توسعه یک فنآوری یا روشهای درمانی جدید و با راندمان بالا است. در این بررسی، CEOR معرفی شد و اجزا، ویژگیها و مکانیسمهای پایداری PW مربوطه خلاصه شد. پس از آن، خطر زیست محیطی PW مورد ارزیابی قرار گرفت. فنآوریهای تصفیه فعلی PW به طور سیستماتیک مورد بحث قرار گرفتند، از جمله روشهای فیزیکی (جذب گرانشی، جداسازی هیدروسیکلون ، و جداسازی فیلتراسیون)، شیمیایی (لختهسازی و انعقاد، سورفکتانت و دمولسیفایر)، فیزیکوشیمیایی (شناورسازی هوا و جذب)، و روشهای میکروبی. علاوه بر این، فناوری غشاء مورد بحث قرار گرفت و در نهایت، برخی از جهتهای تحقیقاتی بالقوه و نتیجهگیری عمده مربوط به درمان PW پیشنهاد شد.
معرفی
در سالهای اخیر بیشتر میادین نفتی جهان وارد مرحله متوسط یا اواخر تولید خود شدهاند. با این حال، مقدار زیادی از نفت خام (50-70٪) هنوز در منافذ به دلیل نیروهای مویرگی و ویسکوز باقی می ماند [1]، [2]. برای پاسخگویی به افزایش بی وقفه تقاضای نفت خام [3]، [4]، فناوری های دیگری برای افزایش ذخایر قابل بازیافت مورد نیاز است. به این نوع فناوری، بازیافت نفت تقویت شده (EOR) گفته می شود. اصل EOR اضافه کردن یک عامل جابجایی روغن برای افزایش ویسکوزیته محلول، افزایش حجم جارو کردن و کاهش سرعت جریان سیال است. EOR شامل روش های شیمیایی، تزریق گاز، بازیابی حرارتی و سیل میکروبی است [5]. در میان فناوریهای EOR، فناوری EOR شیمیایی (CEOR) یک فناوری اقتصادی، امکانپذیر و کارآمد است که میتواند به طور موثر روغن باقیمانده دور زده را بازیابی کند [6].
فنآوریهای CEOR که بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند، مبتنی بر پلیمرها هستند و شامل فنآوری غرقابی پلیمری (PFT)، فناوری سورفکتانت-پلیمر-سیلابی (SPFT) و فناوری قلیایی-سورفکتانت-پلیمر-سیلابی (ASPFT) است [7]. با این حال، استفاده از فناوری های فوق باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی جدی شده است زیرا مقدار زیادی آب تولیدی (PW) در یک میدان نفتی تولید می شود. در حالی که استفاده از PFT، SPFT و ASPFT به طور قابل توجهی بازیافت نفت خام را بهبود بخشیده است، PW در محیط آزاد می شود. درمان PW به دو دلیل اصلی فوری اما چالش برانگیز است. اول اینکه مقدار PW بسیار زیاد است. طبق مطالعات قبلی، نسبت PW به کل سیالات استخراج شده می تواند از چند درصد در ابتدا تا بیش از 95 درصد و حتی تا 98 درصد در آخرین مرحله متغیر باشد [8]، [9]. تخمین زده شده است که حجم کل تا 39.5 میلی متر در روز 1-1 [8]، [10]، [11] بود. دوم، ویژگی PW بسیار پیچیده است. همانطور که عامل جابجایی روغن به سازند تزریق میشود، PW نه تنها حاوی نمکهای معدنی متعدد، فلزات سنگین معلق و هیدروکربنها، بلکه پلیمرهای باقیمانده، سورفکتانتها و/یا قلیایی است. در مقایسه با کیفیت آب فاضلاب سنتی سیلابی (WFW)، ویسکوزیته PW به طور تصاعدی افزایش مییابد، قطر قطرات روغن به طور قابلتوجهی کاهش مییابد، درجه امولسیون و پایداری بسیار بالاست و فرآیند جداسازی نفت از آب را بسیار دشوار میکند.
با وجود کمبود آب جهانی، چنین مقدار زیادی PW یک منبع آب بالقوه است. روش های تصفیه و دفع نهایی PW عمدتاً شامل تزریق مجدد و تخلیه است. انتخاب طرحهای خاص به کیفیت و کمیت PW، مکان و در دسترس بودن مربوط است [12]. روش های فیزیکی، بیولوژیکی، شیمیایی، فیزیکوشیمیایی و سایر روش های تصفیه آب برای تصفیه PW استفاده شده است. در حال حاضر، ترکیبی از فرآیندهای متعدد و تجهیزات یکپارچه برای درمان PW استفاده می شود [13].
فقط چند گزارش در مورد شکلگیری، مکانیسم تثبیت و فناوری درمان PW وجود دارد. بنابراین، این مقاله مروری شکلگیری، طبقهبندی و ویژگیهای PW را معرفی میکند، مکانیسم پایداری پلیمرها را در PW مورد بحث قرار میدهد، پیشرفتهای اخیر در فنآوریهای تصفیه PW و کاربرد مشترک بالقوه این فناوریها را خلاصه میکند، و فرصتها و چالشهای PW را توضیح میدهد. فن آوری های درمان PW در آینده.
قطعات بخش
فناوری سیلاب پلیمری
مکانیسم اصلی PFT شامل افزودن یک پلیمر به آب، کاهش نفوذپذیری مخزن، بهبود تحرک آب-روغن و کاهش ویسکوزیته با افزایش ویسکوزیته فاز آب و زمان ماند، در نتیجه افزایش راندمان جارو میشود [14]. بسیاری از کشورها برای میادین نفتی PFT را پذیرفته اند، مانند میادین نفتی Pelican Lake، Brintnell، Mooney، Horsfly، Countess و Bodo در کانادا [15]. میادین نفتی داکینگ، شنگلی، هنان، داگانگ و سین کیانگ در چین [16]؛ Bockstedt
اجزای تشکیل دهنده آب تولیدی
آب تولیدی یک سیستم چند فازی مخلوط پیچیده است. از آنجایی که اجزای آلی و معدنی در PW با مناطق متفاوت است، تجزیه و تحلیل خاصی باید برای هر منطقه هنگام تجزیه و تحلیل ویژگی های کیفی آب PW انجام شود، که به استنتاج خطر زیست محیطی تخلیه محلی PW کمک می کند [28]، [29]، 30]. ترکیب PW به طور کلی به شرایط زمین شناسی، عمق سازند، فناوری تولید نفت، شرایط حمل و نقل نفت خام و فناوری کم آبی مرتبط است.
- (1)
خطرات زیست محیطی آب تولید شده
ترکیب PW پیچیده است و شامل انواع مواد نسوز است. تنها پس از درمان گسترده ترخیص می شود. در غیر این صورت آسیب شدیدی به آب، خاک، جانوران و گیاهان آبزی، محیط جو و حتی سلامت انسان وارد می کند.
- (1)
هیدروکربن های نفتی
برخی از هیدروکربن های نفتی دارای سمیت قوی هستند که می تواند باعث سرطان، تحریف جنین و جنین، جهش ژنی، از دست دادن عملکرد سیستم ایمنی بدن و آسیب به اندام های متعدد (قلب، کلیه و مغز) شود.
تکنولوژی تصفیه آب تولیدی
جدول 4 مسیرهای دفع پیشنهادی PW را نشان می دهد که غیرممکن بودن رقت سازی مستقیم و جداسازی PW را نشان می دهد. مسیر معقول تصفیه PW تمرکز بر دفع آلاینده ها در PW است، یعنی جداسازی، انتقال یا تبدیل آلاینده ها. 5.1 روش های فیزیکی، 5.5 روش های غشایی بحث جداسازی و انتقال، و 5.2 روش های شیمیایی، 5.3 روش های فیزیکوشیمیایی، و 5.4 بحث در مورد تبدیل آلاینده ها است. لازم به ذکر است که فیزیکی و غشایی
رهنمودهای پیشنهادی تحقیقات آتی
- (1)
تحقیقات گسترده ای در مورد درمان PW انجام شده است و بسیاری از دستگاه های جدید حذف روغن با راندمان بالا ساخته شده اند. با این حال، بسیاری از مطالعات هنوز در مرحله آزمایشی هستند و هنوز به کار گسترده نیاز است.
- •
بهبود بیشتر عملکرد ضد رسوب و توسعه روش های تمیز کردن غشا.
- •
غربالگری بیشتر باکتری های تجزیه زیستی با کارایی بالا و توسعه سویه های مشترک.
- •
کاربرد روشهای فیزیکی (اولتراسوند، مایکروویو، فوتوکاتالیز و
نتیجه گیری
- (1)
PW های سنتی بدون پلیمر معمولا دارای محتوای روغن بالا، شوری بالا، دمای بالا و رادیواکتیویته هستند. با توسعه فناوری بازیابی نفت سوم، عوامل جابجایی نفت پیچیده به سازند تزریق میشوند که منجر به تولید PFW، SPFW و/یا ASPFW با ویسکوزیته بالاتر، درجه امولسیونسازی بالاتر، قطرات روغن کوچکتر و مقادیر بیشتری رسوب میشود. .
- (2)
هیچ مبنای نظری دقیقی برای مکانیسم تثبیت PW وجود ندارد. برای PFW،
اعلامیه منافع رقابتی
نویسندگان اعلام می کنند که هیچ منافع مالی رقیب یا روابط شخصی شناخته شده ای ندارند که به نظر می رسد بر کار گزارش شده در این مقاله تأثیر بگذارد.
سپاسگزاریها
این کار توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین (شماره گرنت 51808039 )، کمیسیون آموزش شهرداری پکن (شماره کمک هزینه KM201910017008 )، بخش سازمان کمیته شهرداری پکن (شماره گرنت 2018000020124G090 ملی دانشجویی ، و برنامههای آموزشی ملی دانشجویی، و برنامههای آموزشی دانشگاههای ملی پکن) پشتیبانی شده است. (شماره گرنت 2020J00005 ). نویسندگان از داوران برای پیشنهادات مفیدشان در بهبود کیفیت مقاله تشکر می کنند.
منابع (144)
- et al.
پلیمرها برای افزایش فناوری بازیافت روغن
Proc. شیمی.
(2012) - et al.
7 – چرخه عمر مخزن و نقش متخصصان صنعت
- و همکاران.
مروری بر امولسیون های نفتی، شکل گیری، تاثیر و تکنیک های تصفیه امولسیفیکاسیون
عرب جی. شیمی.
(2020) - و همکاران
سنتز هیدروترمال یک گلدانی بیوچار مغناطیسی تزئین شده NaLa (CO 3 ) 2 برای حذف کارآمد فسفات از آب: سینتیک، ایزوترم، ترمودینامیک، مکانیسم ها و اکتشاف قابلیت استفاده مجدد
شیمی. مهندس جی.
(2020) - et al.
وضعیت هنر تصفیه آب تولید شده
شیمی کره
(2018) - و همکاران.
فن آوری های افزایش بازیافت نفت توسط سیل شیمیایی در میدان نفتی Daqing، شمال شرقی چین
حیوان خانگی کاوش کنید. توسعه دهنده
(2018) - و همکاران
پلیمرهای محلول در آب در بهبود بازیافت روغن
Prog. پلیم. علمی
(1990)
بررسی فن آوری ASP EOR (بازیابی روغن افزایش یافته پلیمر سورفکتانت قلیایی) در صنعت نفت: چشم انداز و چالش ها
انرژی
(2014)- et al.
سنتز آسان پیوند ناهمگون Ag 2 O / ZnO / rGO با فعالیت فوتوکاتالیستی افزایش یافته تحت نور خورشیدی شبیه سازی شده: سینتیک و مکانیسم
جی. هازارد. ماتر
(2021) - و همکاران
مطالعه تجربی و کاربرد محلول های آبی پلیمری ضد نمک تهیه شده از آب تولیدی برای مخازن کم نفوذپذیر
جی. پت. علمی مهندس
(2019) - و همکاران
توسعه اخیر افزایش بازیافت نفت در چین
جی. پت. علمی مهندس
(1999) - و همکاران.
خصوصیات و امولسیون سازی مایع تولید شده از غرقابی با پایه ضعیف ASP
کلوئیدها گشت و گذار. آ
(2006) - et al.
سورفکتانت های پلیمری برای بهبود بازیافت روغن: مروری
جی. پت. علمی مهندس
(2016) - و همکاران.
ویژگی های آب تولید شده، تصفیه و استفاده مجدد: بررسی
J. مهندسی فرآیند آب.
(2019) - و همکاران.
استفاده از محصولات فرعی گازی میدان نفتی به عنوان استخراج کننده اسیدهای نفتنیک مقاوم از آب مصنوعی
سپتامبر Purif. تکنولوژی
(2020) - و همکاران.
استریل کردن آب تزریق مجدد میدان نفتی با استفاده از تیمار ترکیبی میدان الکتریکی پالسی و اولتراسوند
سونوگرافی. Sonochem.
(2009) - و همکاران
آب تولید شده از فرآیند غرقابی پلیمری در استخراج نفت خام: توصیف و تصفیه توسط یک جداکننده جدید نفت-آب جریان متقاطع
سپتامبر Purif. تکنولوژی
(2002) - و همکاران.
کوپلیمرهای پیوندی آکریل آمید-کو-دی استون آکریل آمید با جرم مولی بالا به عنوان افزایش دهنده ویسکوزیته برای بازیافت روغن غرقابی پلیمری
پلیم. تست.
(2020) - و همکاران.
تصفیه فاضلاب سیلابی پلیمری توسط یک فرآیند شبیه فنتون کاتالیز شده با مگس زغالسنگ اصلاحشده با پیشافزایش مایکروویو: پارامترهای سیستم، سینتیک، و مکانیسم پیشنهادی
شیمی. مهندس جی.
(2021) - و همکاران
بررسی پایداری امولسیوناسیون پساب تولید شده توسط سیل پلیمری
جی. پت. علمی مهندس
(2013) - همکاران
تاثیر ذرات سدیم-مونتموریلونیت بر پایداری قطرات روغن در آب تولید شده از سیلاب قلیایی/سورفکتانت/پلیمر
جی. پاک. تولید
(2015) - و همکاران.
برهمکنش بین قلیایی / سورفکتانت / پلیمر و اثرات آنها بر پایداری امولسیون
کلوئیدها گشت و گذار. آ
(2000) - و همکاران
اثرات قلیایی / سورفکتانت / پلیمر بر پایداری قطرات روغن در آب تولید شده از سیل ASP
کلوئیدها گشت و گذار. آ
(2002) - و همکاران
تاثیر NaOH بر پایداری امولسیون نفت خام پارافینی
سوخت
(2005) - و همکاران
اصلاح خاک و آب آلوده به هیدروکربن نفتی: بررسی
تقریبا. تکنولوژی نوآوری.
(2020) - و همکاران.
افزایش بازیافت نفت: مسائل زیست محیطی و برنامه های نظارتی دولتی
تقریبا. بین المللی
(1982) - و همکاران.
آب تولید شده تصفیه شده در آبیاری: اثرات بر جانوران خاک و موجودات آبزی
شیمی کره
(2020) - و همکاران
سنتز سبز سولفید nZVI با کربن فعال هیدروفیل برای حذف سرب (II) افزایش یافته از آب: خصوصیات، سینتیک، ایزوترم ها و مکانیسم ها
جی. هازارد. ماتر
(2021) - و همکاران.
نمک زدایی بر پایه الکترودیالیز و استفاده مجدد از دریا و پلیمرهای شور آب تولید شده با سیل
نمک زدایی
(2018) - و همکاران.
روشهای طراحی جدید برای جداکنندههای نفت و آب معمولی
هلیون
(2019)
نفت و گاز: تصفیه و تخلیه آبهای تولیدی در خشکی
فیلتر کردن سپتامبر
(2013)- et al.
شیمی کلوئید و تکنیک های تجربی برای درک رفتار اساسی آب تولید شده در تولید نفت و گاز
Adv. کلوئید رابط علمی.
(2020) - et al.
تصفیه آب تولید شده نفتی فراساحلی: تحقیق و کاربرد یک تکنیک جدید ادغام فیبری
جی. پت. علمی مهندس
(2019) - و همکاران.
تحقیق در مورد ادغام الکترواستاتیک امولسیون های آب در نفت خام تحت میدان الکتریکی متناوب فرکانس بالا/ولتاژ بالا بر اساس روش الکترورئولوژیکی
کلوئیدها گشت و گذار. آ
(2017) - و همکاران
بررسی عددی و آزمایشهای شناورسازی شناورسازی ستونی دوی سیکلون برای تصفیه آب تولیدی از سیلابگیری ASP
J. مهندسی فرآیند آب.
(2019) - و همکاران
بیوچار متخلخل فعال شده با KOH با سطح ویژه بالا برای حذف جذبی کروم (VI) و نفتالین از آب: عوامل مؤثر، مکانیسم ها و اکتشاف قابلیت استفاده مجدد
جی. هازارد. ماتر
(2021) - و همکاران.
قابلیت شستشو و اثرات نامطلوب خاکستر بادی زغال سنگ: بررسی
جی. هازارد. ماتر
(2020) - و همکاران
جذب و دفع اسید نفتنیک محلول در آب در میدان نفتی شبیه سازی شده آب تولید شده در آب
فرآیند Saf. محیط زیست Prot.
(2021) - و همکاران.
یک لخته کاتیونی فعال رابط جدید برای جداسازی روغن از آب فاضلاب روغنی تولید شده از سیل پلیمری
جی. مول. لیک.
(2019) - و همکاران.
تأثیر باقیمانده پلی آکریل آمید نیمه هیدرولیز شده (HPAM) بر رفتار لخته سازی فاضلاب روغنی تولید شده از سیل پلیمری
سپتامبر Purif. تکنولوژی
(2008) - و همکاران
بی ثباتی قطرات نفت در آب تولید شده از سیل ASP
کلوئیدها گشت و گذار. آ
(2005) - و همکاران.
بهبود بازیافت نفت: بررسی به روز رسانی
انرژی
(2010) - S. Kokal، A. Al-Kaabi، بهبود یافته بازیافت نفت: چالش ها و فرصت ها World Pet. Counc. انتشار 64…
سیل شیمیایی بازیافت نفت را افزایش داد: یک بررسی
بین المللی J. Oil Gas Coal Technol.
(2015)- و همکاران.
مروری بر بازیافت نفت افزایش یافته شیمیایی: پیشرفت ها و چشم اندازهای اخیر
بین المللی نانو لت.
(2019) - و همکاران.
سیل پلیمری و ترکیبات آن با سایر روش های تزریق شیمیایی در افزایش بازیافت نفت
پلیم. گاو نر
(2017) - RR Reynolds، RD KikerProduced Water and Associated Issues، Okla.، Geol. Surv ….
- J. Arthur، P. Bruce، G. Langhus، C. Patel، خلاصه فنی فنآوریهای تصفیه آب تولید شده نفت و گاز،…
- Y. Liu، ZH Wang، XL Zhuge، HQ Zhang، XP Le روشی سازگار با محیط زیست برای دفع سیل ASP…
- و همکاران
وضعیت فناوری سیلاب پلیمری
جی. کان. حیوان خانگی تکنولوژی
(2015)