Badania zastosowania chlorków poliglinu w procesie koagulacji zanieczyszczeń w wodach złożowych o szerokim zakresie pH

Wydobywane podczas eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu ziemnego wody złożowe stanowią poważne zagrożenie dla środowiska ze względu na znaczne zawartości rozpuszczonych soli, głównie chlorków, a także obecność składników toksycznych, takich jak substancje ropopochodne wraz z węglowodorami aromatycznymi oraz różnorodne środki chemiczne stosowane podczas wydobycia, np. inhibitory korozji, hydratów i parafinowania, środki powierzchniowo czynne, metanol itp. Z tego powodu wydobyte wody złożowe powinny zostać zagospodarowane w sposób jak najmniej obciążający środowisko. Jedną z metod zagospodarowania spełniającą ten wymóg jest zatłoczenie wód złożowych do horyzontu chłonnego. Aby możliwe było bezawaryjne prowadzenie procesu zatłaczania przy maksymalnym wykorzystaniu możliwości odwiertu chłonnego, konieczne jest właściwe przygotowanie wody poprzez usunięcie składników (cząstek stałych, osadów i zawiesin) powodujących kolmatację odwiertu. Jedną z najbardziej efektywnych metod oczyszczania wody jest koagulacja. Powszechnie stosowany w procesach koagulacji siarczan(VI) glinu(III) wymaga precyzyjnego ustalenia odczynu wody na obojętny, a jego przekroczenie skutkuje szybkim obniżeniem efektywności koagulacji, a nawet wzrostem zawartości zawiesin w oczyszczanej wodzie. Wydobyte wody złożowe drastycznie zmieniają swoje właściwości z silnie redukcyjnych na utleniające ze względu na usunięcie metanu po obniżeniu ciśnienia i natlenienie w kontakcie z powietrzem. Dodatkowo obecność w wodzie jonów żelaza i manganu powoduje, podczas zmiany potencjału elektrochemicznego na dodatni, wytrącanie się tlenków i wodorotlenków w postaci zawiesin oraz obniżenie odczynu w procesie ich hydrolizy. Ze względu na dynamiczny przebieg tych procesów, a także dodatkowe zakwaszenie wody przez dodatek koagulantu siarczanu(VI) glinu(III) ustalenie odczynu na poziomie właściwym dla efektywnej koagulacji stanowi niejednokrotnie poważny problem. Rozwiązaniem może być zastosowanie odpowiednio dobranych nowoczesnych koagulantów, które działają ze znacznie większą efektywnością – co przekłada się na obniżenie dawki środka oraz zmniejszenie ilości i poprawę struktury osadów pokoagulacyjnych – a dodatkowo charakteryzują się wysoką skutecznością w szerokim zakresie odczynów wody. W niniejszym artykule opisano badania laboratoryjne wybranego koagulantu (chlorku poliglinu), umożliwiające ustalenie zakresu odczynu wody złożowej, w którym środek ten może być stosowany. Do badań wytypowano środek Flokor 1ASW, charakteryzujący się mało kwaśnym odczynem (pH ~3,5) w porównaniu z innymi chlorkami poliglinu oraz wysokim stopniem zhydrolizowania, co przekłada się na niskie zużycie zasadowości ogólnej oczyszczanej wody. Uzyskane wyniki świadczą o szerokim zakresie odczynu wody (pH od 8,0 do 4,0), w którym efektywność działania koagulantu zapewnia prawidłowy poziom oczyszczenia. Ponadto zastosowanie środka Flokor 1ASW w układzie z efektywnym flokulantem Stabpol K pozwala na uzyskanie dobrze wykształconych i szybko sedymentujących osadów pokoagulacyjnych o znacznie mniejszej objętości niż przy zastosowaniu siarczanu(VI) glinu(III). Przedstawiono także wyniki przeprowadzonych testów przemysłowych przygotowania wody złożowej do zatłoczenia bez dokonywania korekty odczynu, które potwierdziły wysoką efektywność wytypowanych środków.

Czasopismo: Nafta-Gaz
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka