کاربرد دستگاه رسوب زدای هیدروفلو در چرخه آب میدان‌های نفتی

خنثی سازی باکتری‌ها بدون استفاده از مواد شیمیایی با دستگاه رسوب زدای هیدروفلو

آب تولید شده و جریان برگشتی اخیراً به جای ضایعات گران قیمت که نیاز به حمل و نقل و دفع دارد، به یک جزء جدایی ناپذیر در فرآیند شکست هیدرولیکی تبدیل شده‌است. شیوه‌های مدیریت آب به طور قابل توجهی برای هر جنبه از چرخه آب میدان نفتی با کارایی‌هایی که ایمنی، اقتصاد و قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد، بهبود یافته است. رسوب باکتریایی یک نگرانی رایج در ذخیره سازی و استفاده از آب در حین عملیات شکست هیدرولیکی است و روش‌های سنتی پیشگیری و تصفیه، هزینه‌های بالایی را بدون تایید اثربخشی در زمان واقعی متحمل می‌شوند. نوآوری‌های اخیر مانند دستگاه‌های رسوب زدای هیدروفلو امکان خنثی‌سازی باکتری‌ها را بدون مواد شیمیایی و همچنین آزمایش باکتری در محل فراهم می‌کند. این به طور قابل توجهی کنترل آلودگی باکتریایی را بهبود می‌بخشد و در عین حال هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.

دستگاه رسوب زدای هیدروفلو در یک گودال آب frac

جریان برگشتی و آب تولیدی چیست؟

جریان برگشتی و آب تولید شده معمولاً بی هوازی با کمتر از 2 قسمت در میلیون (ppm) اکسیژن محلول (O2) است. آنها اغلب حاوی طیف گسترده‌ای از باکتری‌ها هستند که شامل باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB) و باکتری‌های تولید کننده اسید (APB) می‌شود. این آب‌ها همچنین دارای آهن آزاد و سایر مواد آلی هستند تا به کلنی‌های باکتری اجازه تکثیر سریع در محیط بی هوازی را می‌دهند.

در طول عملیات پمپاژ و انتقال آب، اکسیژن کافی برای تغییر محیط به شرایط هوازی وارد می‌شود تا باکتری‌های هوازی بتوانند به سرعت رشد کرده و تکثیر شوند. در حالی که اکسیژن محلول کافی برای کشتن باکتری‌های بی هوازی اضافه نمی‌شود، رشد آنها در این حالت به تاخیر می‌افتد. اگر اجازه داده شود به یک منطقه کم اکسیژن عمیق‌تر برگردند، این باکتری‌های بی هوازی به طور تهاجمی تکثیر می‌شوند. آنها کلنی‌هایی را تشکیل می‌دهند که پلی ساکاریدهای با وزن مولکولی بالا تولید می‌کنند که به عنوان یک بایوفیلم روی لوله کشی، پروپانت و سایر سطوح ژئولوژیک رسوب می‌کنند. این به عنوان چسبی عمل می‌کند که کلنی‌های میکروبی را روی سطوح فلزی یا سنگی نگه می‌دارد. با توجه به شرایط مناسب، این میکروب‌ها همچنان به تعدادشان اضافه می‌گردد. این امر با تولید سولفید هیدروژن و باعث “اسیدی شدن” چاه می‌شود.

تاثیر MIC

این مسئله منجر به خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیکی (MIC) روی لوله‌های تولید فولاد و مواد محفظه می‌شود و منافذ و درزهای نفوذپذیر را در سنگ مسدود می‌کند. این امر تولید را کاهش می‌دهد و نیاز به تعمیرات سرمایه بر است. تخمین زده می‌شود که MIC هر ساله میلیاردها دلار برای صنعت نفت و گاز هزینه دارد زیرا هزینه‌های هنگفتی برای جایگزینی و تعمیر خطوط لوله و تجهیزات دارد. به این موارد زیان درآمد ناشی از تولید از دست رفته اضافه شده‌است.

کلنی باکتریایی

چگونه از جریان برگشتی جلوگیری کنیم

برای جلوگیری از ورود این باکتری‌ها به چاه‌های جدید، چندین نوع مختلف تصفیه باکتریایی آب ایجاد شده‌است. آنها معیارهای متفاوتی از اثربخشی را نشان داده‌اند. دوز با باکتری کش‌ها و اکسیدان‌ها (اعم از دی اکسید کلر یا ازن) تعداد کلنی‌های زنده را به طور موقت کاهش می‌دهد، اما مگر اینکه اثربخشی مواد تصفیه کننده باقیمانده برای کنترل جمعیت حفظ شود، آنها اغلب با موفقیت بایوفیلم را که برای محافظت از کلنی‌ها عمل می‌کند، حذف نمی‌کنند. سرعت رشد فوق‌العاده این موجودات در شرایط زیرسطحی گرم، غنی از آب و کم اکسیژن باعث می‌شود که باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی در چاه، شکل‌گیری و رشد کنند و جمعیت میکروب‌ها در عرض چند روز دوباره بازگردند.

یک چالش رایج در این زمینه، انجام آزمایش‌های قابل اعتماد و «نزدیک به زمان واقعی» روی آب برای درک میزان باکتری‌ها بصورت ساعت به ساعت است. اگر این امکان در دسترس باشد، مدیریت دوز بایوساید امکان پذیر است و اطمینان از عدم وجود باکتری در مایعاتی که به داخل چاله می‌روند افزایش می‌یابد. ابزارهای فعلی برای تأیید باکتری‌ها و نظارت میدانی رشد باکتری‌ها در سیستم‌های نفت و گاز توضیح داده شده‌است. آن‌ها برای تخمین جمعیت‌ باکتریایی بی‌پایان (آنهایی که به سطح می‌چسبند) که معمولاً در سیستم‌های میدان نفتی یافت می‌شوند، مفید هستند. سند راهنما رویکردهای آزمایشی متعددی را شناسایی می‌کند، اگرچه همه آنها نیاز به نمونه‌های گسسته دارند که در میدان گرفته شده و سپس به یک مرکز آزمایش منتقل می‌شوند.

رایج ترین رویکرد برای اندازه گیری باکتری‌ها برای آب نفت و گاز تمرکز بر انواع باکتری‌های شاخص مانند ارگانیسم‌های SRB و APB با استفاده از بطری‌های “حشره” بوده است. اینها متکی به رقیق‌سازی سریالی و کشت در محیط‌های غذایی برای دوره‌های نسبتاً طولانی، اغلب تا 30 روز هستند. با این حال، کمتر از 10 درصد از میکروب‌های زنده را می‌توان با استفاده از این روش کشت داد، و طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها در سیستم‌های نفت و گاز یافت می‌شوند که ممکن است به یکپارچگی چاه آسیب بزنند که شناسایی نشده‌اند. علاوه بر این، شناسایی تعداد کلنی‌ها به خوبی پس از تصمیم گیری برای تصفیه آب ارائه می‌شود. بنابراین، شکاف قابل توجهی در کنترل باکتری‌ها از لحاظ تاریخی وجود دارد.

شناسایی گروه‌های خاصی از ارگانیسم‌ها، مانند جنس‌ها و گونه‌های میکروبی، این توانایی را فراهم می‌کند که از زیست‌کش‌ها هدفمندتر با اثرات بیشتر و عموماً با هزینه‌های کمتر قبل از فرک استفاده شود. یک qPCR می‌تواند به طور خاص باکتری‌های کاهنده سولفات را آزمایش کند. برای شناسایی همه جانبه باکتری‌های موجود، آزمایش متاژنومیکس مورد نیاز است. این تست که به عنوان تست مشخصه چاه (WCT) شناخته می‌شود، به طور جامع همه باکتری‌ها را بر اساس جنس و گونه در یک نمونه مایع مشخص از جمله SRB، APBs، IRBs و غیره شناسایی می‌کند. مشخص کردن جنس و گونه خاص به این معنی است که بایوسایدها را می‌توان به صورت محدودتر با اثربخشی بیشتر و به طور کلی با هزینه کمتر قبل از فرک استفاده کرد.

چگونه دستگاه رسوب زدای هیدروفلو خنثی سازی باکتری‌ها را فراهم می‌کند

ترکیبی از آزمایش باکتری Rapid-B و دستگاه رسوب زدای هیدروفلو یک تغییر مرحله‌ای را در کنترل میدان نفتی-باکتری ایجاد می‌کند. دستگاه‌های رسوب زدای هیدروفلو دستگاه‌های سازگار با محیط زیست هستند که سال‌هاست در سراسر جهان توزیع شده‌اند.

بیش از بیست سال پیش، هولدینگ هیدروپات، واقع در بریتانیا، فرآیندی را اختراع کرد که با القای یک سیگنال قوی و در عین حال بی‌ضرر 150 کیلوهرتز در سراسر سیستم‌های لوله‌کشی ساخته شده از هر ماده، سیالات را تصفیه می‌کند. لوله و/یا سیال داخل آن به عنوان مجرا عمل می‌کند که به سیگنال اجازه انتشار می‌دهد. القای سیگنال از تجمع رسوب و بایوفیلم در داخل سیستم‌های لوله کشی جلوگیری می‌کند و به تدریج رسوبات موجود را حذف می‌کند. این اقدام پیشگیرانه به طور قابل توجهی هزینه‌های انرژی، مواد شیمیایی، آب و تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد که طول عمر تجهیزات و لوله‌ها را افزایش می‌دهد.

نصب دستگاه رسوب زدای هیدروفلو

یک ابزار جدید، آزمایشگاه باکتری‌های متحرک Vivione Rapid-B، از فلوسیتومتری برای شناسایی ویژگی‌های فیزیکی هر باکتری (از جمله اندازه، شکل، زنده/مرده و شفافیت) استفاده می‌کند و پاسخ‌ها به پروب‌ها و رنگ‌های DNA را تجزیه و تحلیل می‌کند. سیستم Rapid-B تعداد کل باکتری های زنده را در عرض 15 دقیقه فراهم می کند و قادر است باکتری های زنده را از مرده متمایز کند. همچنین با استفاده از یک سری فیلترهای الکترونیکی که نتایج قابل اعتماد را تضمین می کند، مواد غیر باکتریایی مزاحم مانند رسوبات را از بین می برد.

آب تولید شده، جریان برگشتی و آب شیرین دارای مقادیر متفاوتی از باکتری هستند که وقتی در حوضچه‌های حاوی مواد مغذی ذخیره می‌شوند، بصورت ژئومتریک رشد می‌کنند. دوز با اکسیدان‌ها و بایوسایدها تنها به‌صورت موقتی مؤثر و مقرون به صرفه است. با این حال، استفاده از دستگاه رسوب زدای هیدروفلو باعث خنثی‌سازی مداوم باکتری‌ها می‌شود.

در بسیاری از موارد، اثر خنثی سازی باکتری از 105 باکتری تشکیل دهنده کلنی در هر میلی لیتر به 102 بدون هیچ گونه مواد شیمیایی بایوساید پس از استفاده مداوم از رسوب زدای هیدروفلو کاهش یافته است. واحد رسوبزدای هیدروفلو به مایعاتی نیاز دارد که دائماً در یک لوله جریان داشته باشد، که می‌تواند به طور موثر باکتری‌های موجود در آب را با سرعت جریان بیش از 100 بشکه در دقیقه از بین ببرد. بسته به غلظت باکتری‌ها، یک یا چند واحد رسوبزدای هیدروفلو ممکن است در امتداد یک خط انتقال آب قرار گیرد تا به طور موثر تعداد زیادی از باکتری‎ها را از بین ببرد. دستگاه رسوب زدای هیدروفلو با سابقه قوی در حذف بایوفیلم، رسوب و باکتری در لوله‌ها و بویلرها، سال‌ها در بخش‌های صنعتی موفق بوده‌است. به دلیل فرکانس پیوسته تولید و اعمال شده توسط دستگاه رسوب زدای هیدروفلو، رسوب موجود کاهش می‌یابد و به زودی به طور کامل حذف می‌شود.

دستگاه رسوب زدای هیدروفلو برای تصفیه آب‌های سطحی از طریق گردش مجدد استفاده شده است و به طور مداوم جمعیت باکتری‌های زنده را تا بیش از 95 درصد کاهش داده‌است. اپراتور شکستگی هیدرولیک تعداد واقعی باکتری‌ها را در میدان ارائه می‌کند و قادر است دوز بایوساید مورد نیاز برای از بین بردن باکتری‌های باقیمانده با حاشیه مواد شیمیایی باقیمانده را به دقت محاسبه کند. اپراتور از حجم قابل توجهی کاهش یافته از مواد شیمیایی با هزینه بطور قابل توجه کمتر استفاده می‌کند. پایش زیستی تمام جریان‌های آب، یکی از اجزای کلیدی مدیریت چرخه حیات آب است. نگه داشتن سوابق دقیق از تعداد سلول ها و فعالیت ها در هر مرحله از فرآیند، امکان شناسایی نقاط تجمع میکروبی در سیستم را فراهم می‌کند. در پایان، مدیریت چرخه حیات هوشمند با یک برنامه مانیتورینگ زیستی خوب می‌تواند استفاده کلی از مواد شیمیایی زیست‌کش را کاهش دهد و همچنان به همان اندازه مؤثر باشد.

مزایای کنترل باکتری میدان نفتی

ترکیبی از آزمایش باکتری Rapid-B و رسوب زدای هیدروفلو یک تغییر مرحله‌ای در کنترل باکتری میدان نفتی را با هزینه قابل توجهی کاهش می‌دهد. اپراتورها قادرند سطوح پایینی از باکتری‌های ذخیره شده و منتقل شده در آب را حفظ کنند و در عین حال توانایی آزمایش سطوح باکتری را تقریباً در زمان واقعی در محل دارند. برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

منبع:
https://www.hydroflow-usa.com/Chemical-Free-Bacteria-Neutralization-and-In-Field-Testing