Подвижная водоочистка под водой

Система подводной очистки воды Seabox, расположенная на морском дне. (Изображение: NOV)

Проверка способности Seabox очищать воду для увеличения нефтеотдачи

Раскрытие потенциала полной нефтеотдачи является ключевым для операторов и определяющим фактором для разработки месторождений. Максимизация коэффициентов извлечения еще более важна в нынешних условиях, поскольку операторам необходимо производить продукцию по более низкой безубыточной цене, чтобы сделать новые маржинальные открытия прибыльными. Только в Северном море существует около 400 потенциальных проблем, ожидающих разработки. Это, в сочетании с акцентом на выбросы в окружающую среду, требует новых и инновационных решений.

Использование вторичных методов восстановления для обеспечения поддержания давления и эффективности продувки является одним из способов максимизации восстановления. Обычно используемые способы включают закачку воды, газа или водяного газа. Свойства пласта определяют предпочтительное техническое решение. Неполное понимание характеристик резервуара может привести к проблемам с приемистостью, если в резервуар впрыснуть несовместимое решение. Инъективность может снижаться из-за биологического обрастания и ухудшения из-за взвешенного твердого вещества в воде. Предельные разработки сталкиваются с еще одной проблемой - максимизация потенциала восстановления при достижении прибыльности. Это возможно благодаря привязке к хост-объектам или даже переходу на беспилотные платформы.

National Oilwell Varco (NOV) предлагает новую автономную подводную систему для очистки воды, которая может обеспечить чистую воду и увеличить потенциал восстановления для незначительных разработок, а также для стареющих месторождений, длительных откатов, освоения новых месторождений и небольших скважинных платформ. Система подводной очистки воды Seabox обеспечивает дезинфекцию неочищенной морской воды и уменьшает количество взвешенных веществ, отделенных от процессов обработки воды на поверхности. Это устраняет необходимость проталкивать воду из основного устройства в инжектор. С помощью этого нового решения теперь можно обеспечить водоподготовку и закачку воды там, где и когда это необходимо. Закачка воды и замена пустот становится реалистичной и доступной альтернативой добыче только за счет истощения или транспортировки воды из потенциально ограниченного хозяина, чтобы увеличить потенциал извлечения маргинальных разработок.

Seabox
Технология модуля подводной очистки воды направлена на обеспечение качественной очистки воды под водой без ущерба для безопасности, работоспособности или надежности. Компания NOV осуществила две эксплуатационные работы и квалифицировала систему до уровня технологической подготовленности (TRL) 6.

Модуль Seabox изготовлен из стеклопластика (GRP) и состоит из трех основных частей: лотка, неподвижного помещения и блока обработки. Он спроектирован так, чтобы все взаимозаменяемые детали были расположены внутри легко извлекаемого блока обработки, чтобы облегчить вмешательство. Модуль использует известные методы дезинфекции воды и осаждения твердых частиц. Обеззараживание воды осуществляется с помощью двух процессов электролиза на месте. Сначала ячейки электрохлорирования на входе модуля производят гипохлорит натрия, а затем вторичный этап окисления, где генерируются окислители более высокого порядка для дальнейшего разложения мертвого органического вещества. Это в сочетании с большим объемом модуля обеспечит достаточно времени для реакции хлора с органикой в морской воде. Твердое осаждение обеспечивается седиментацией (гравитацией) и благодаря запатентованной внутренней конструкции модуля в неподвижном помещении, что приводит к ламинарному потоку, в результате чего оседают частицы с более высокой плотностью, чем вода. Стандартизация
ключ к дизайну модуля Seabox. Модуль спроектирован с пропускной способностью от 20 000 до 60 000 баррелей воды в день и может быть установлен на глубине до 3000 метров.

(Фото: NOV)

Испытательная установка
Компания NOV установила модуль Seabox у побережья Ставангера, Норвегия, в рамках проекта проверки в феврале 2018 года. Цель состояла в том, чтобы проверить работу полномасштабного модуля в репрезентативной подводной среде. Проект был поддержан тремя операторами и прошел тестовый период в три месяца. В течение этого периода были проанализированы возможности модуля дезинфекции и удаления твердых частиц. Установка была установлена на глубине воды 220 метров, в 550 метрах от берега от станции управления, которая снабжала электроэнергией и связью. Подводный насос был установлен недалеко от берега и забирал воду через Seabox, где линия отбора проб, расположенная ниже насоса, направляла часть очищенной воды на береговую установку для анализа качества воды. Необработанная линия отбора проб морской воды возле модуля предложила сравнительный отбор

Результаты выборки
Объем работ, направленных на достижение цели программы проверки, предусматривает обширную программу отбора проб для проверки возможностей модуля по дезинфекции и седиментации. Программа отбора проб была разделена на эти две основные категории. Совместно со спонсорами проекта NOV разработала программу отбора проб, которая включала в себя 13 различных типов анализов, каждый из которых выполнялся независимой сторонней лабораторией, специализирующейся на услугах для нефтегазовой отрасли.

Для проверки способности модуля обеззараживать воду, например, способности модуля удалять, дезактивировать или убивать микроорганизмы в морской воде, планктонные и сидячие общие гетеротрофные бактерии (ГОМК) и сульфатредуцирующие бактерии (СРБ), аденозинтрифосфат (АТФ) и Количественная полимеразная цепная реакция (КПЦР) измерялась на протяжении всей программы верификации. Общие результаты, полученные на этих образцах, показали, что как планктонный, так и сидячий уровни в очищенной воде были ниже обнаруживаемых уровней. Результаты дополнительно подтверждаются образцами АТФ и КПЦР. Сравнивая уровни АТФ в сырой морской воде и очищенной морской воде, в среднем 98,6% всех микроорганизмов были инактивированы в процессе дезинфекции внутри модуля. КПЦР показала общее снижение уровня бактерий с 99,8% и 100% для количества SRB. Результаты подтвердили способность модуля обеспечивать обеззараженную воду посредством процесса электролиза и использования времени пребывания.

Чтобы проверить возможности удаления твердого вещества, NOV использовал Coulter Counter, показатель мутности и плотности ила (SDI) в качестве методов отбора проб. Счетчик Coulter обеспечивает измерение количества частиц и распределения по размерам. Сравнение необработанных образцов морской воды и воды, обработанной Seabox, показало значительное влияние на седиментационную способность модуля. В среднем, количество частиц для неочищенной морской воды было примерно в 10 раз выше по сравнению с водой, обработанной Seabox для частиц размером более 2 мкм. Посредством измерения мутности можно было измерить концентрацию взвешенных частиц в воде. Мутность Seabox измеряется около 1 FTU, что находится в пределах диапазона измерения мутности в питьевой воде. SDI используется для измерения потенциала загрязнения или засорения. Во время восьми отобранных проб Seabox обеспечивал уровни SDI в диапазоне от трех до четырех, что является приемлемым для потенциальных применений нанофильтрации в нисходящем направлении, если это потребуется. Для сравнения, пять из восьми необработанных образцов морской воды имели SDI выше диапазона измерений при SDI 6.

(Изображение: NOV)

Будущий потенциал
Эта проверка возможностей Seabox по дезинфекции и удалению частиц из морской воды, а также гибкости установки обеспечивает новую возможность добавления заводнения к незначительным полевым разработкам. Расположенный на морском дне рядом с водяным инжектором, модуль может обеспечить улучшенный режим затопления, чтобы обеспечить необходимую поддержку давления и эффективность подметания. Это может увеличить потенциал дебита нефти, поскольку резервуар эксплуатируется на полную мощность. Считается, что система является серьезным претендентом на улучшение заводнения как для зеленых, так и для коричневых полей. Мало того, что NOV продемонстрировал свои результаты благодаря обширной программе проверки, модуль Seabox также непрерывно работает на месторождении Экофиск в Северном море с осени 2018 года со 100% -ным временем безотказной работы.

Эта технология является конкурентоспособным решением для обеспечения повышенной способности очистки воды для зрелых месторождений или для обеспечения высокого качества воды для незначительных разработок. Он также может быть использован в качестве гибридного решения, когда подводная система очистки воды используется в качестве этапа предварительной обработки выше по течению существующих очистных сооружений верхнего строения воды для решения хорошо известных проблем, таких как биологическое обрастание. Это может снизить эксплуатационные расходы и повысить доступность всей системы очистки воды.

Автор
Астрид Нюгаард Энгесланд присоединилась к NOV с прежней командой SEABOX AS в 2013 году. Она работает в качестве координатора по маркетингу и коммуникациям, где она поддерживает маркетинговые и общественные инициативы для системы подводной очистки воды Seabox.