المياه المنتجة

الموسوعة الحرة
بئر غاز صخري يتم حفرها بواسطة منصة حفر في ولاية بنسلفانيا

يُستخدم مصطلح " الماء المُنتَج" في صناعة النفط أو صناعة الطاقة الحرارية الأرضية لوصف الماء الناتج كمنتج ثانوي أثناء استخراج النفط والغاز الطبيعي ، [ 1 ] أو المستخدم كوسيط لاستخلاص الحرارة. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ويكون الماء المُنتَج مع الهيدروكربونات عادةً مالحًا أو شبه مالح . [ 6 ] غالبًا ما تحتوي مكامن النفط والغاز على الماء بالإضافة إلى الهيدروكربونات، أحيانًا في منطقة تقع أسفل الهيدروكربونات، وأحيانًا في نفس منطقة النفط والغاز. في محطات الطاقة الحرارية الأرضية، يكون الماء المُنتَج عادةً ساخنًا. ويحتوي على بخار مع مواد مذابة وغازات، مما يوفر معلومات مهمة عن الخصائص الجيولوجية والكيميائية والهيدرولوجية لأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية. [ 2 ] تُنتج آبار النفط أحيانًا كميات كبيرة من الماء مع النفط، بينما تميل آبار الغاز إلى إنتاج الماء بنسب أقل.

مع تقدم عمر حقل النفط، يقلّ إنتاجه الطبيعي للهيدروكربونات، مما يؤدي إلى انخفاض الإنتاج. ولتحقيق أقصى قدر من استخلاص النفط ، يُلجأ غالبًا إلى تقنية حقن الماء ، حيث يُضخ الماء في المكامن لدفع النفط إلى آبار الإنتاج. في المناطق البحرية، يُستخدم ماء البحر. أما في المنشآت البرية، فيُستمد الماء المحقون من الأنهار، أو من المياه المنتجة المعالجة، أو من باطن الأرض. يُعالج الماء المحقون بالعديد من المواد الكيميائية لجعله مناسبًا للحقن. يصل الماء المحقون في النهاية إلى آبار الإنتاج، وبالتالي، في المراحل اللاحقة من عملية حقن الماء، تزداد نسبة الماء المنتج من إجمالي الإنتاج. [ 7 ]

جودة المياه

يتفاوت تركيب المياه المنتجة بشكل كبير من بئر إلى أخرى، بل وحتى خلال عمر البئر نفسه. معظم هذه المياه عبارة عن محلول ملحي ، وتؤدي معظم التكوينات إلى ارتفاع نسبة المواد الصلبة الذائبة فيها إلى مستويات عالية جدًا تجعل إعادة استخدامها غير مجدية . في حقول النفط، تحتوي جميع المياه المنتجة تقريبًا على النفط والمواد الصلبة العالقة. [ 8 ] تحتوي بعض المياه المنتجة على معادن ثقيلة وآثار من مواد مشعة طبيعية (NORM)، والتي تترسب بمرور الوقت على شكل قشور مشعة في أنابيب البئر. [9] [10] تشمل المعادن الموجودة في المياه المنتجة الزنك والرصاص والمنغنيز والحديد والباريوم . [ 11 ] في حقول الطاقة الحرارية الأرضية ، تُصنف المياه المنتجة إلى ثلاثة أنواع كيميائية: HCO3-Ca⋅Mg وHCO3-Na وSO4⋅Cl-Na. [ 2 ] أشارت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) في عامي 1987 و1999 إلى أنه أثناء عمليات الحفر والتشغيل، يمكن استخدام إضافات لتقليل ترسب المواد الصلبة على المعدات والأغلفة. غالباً ما تتجاوز المياه المنتجة من التكوينات الجوفية لتوليد الطاقة الكهربائية الحرارية الأرضية معايير مياه الشرب الأولية والثانوية من حيث إجمالي المواد الصلبة الذائبة والفلورايد والكلوريد والكبريتات.

إدارة المياه

رسم تخطيطي لبئر حقن للتخلص من المياه المنتجة

يُعدّ الماء ضروريًا لكل من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية التقليدية وأنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسّنة طوال دورة حياة محطة توليد الطاقة. في المشاريع التقليدية، يُستخدم الماء المتوفر في المصدر عادةً لتوليد الطاقة أثناء تشغيل المحطة. [ 12 ]

تاريخياً، كان يتم التخلص من المياه المنتجة في أحواض تبخير كبيرة . إلا أن هذه الطريقة أصبحت غير مقبولة بشكل متزايد من الناحيتين البيئية والصحية. وتُعتبر المياه المنتجة نفايات صناعية . [ 13 ]

تشمل خيارات الإدارة العامة لإعادة استخدام المياه الحقن المباشر ، أو الاستخدام المباشر غير المعالج للمياه بطريقة مقبولة بيئيًا، أو معالجتها وفقًا لمعايير حكومية قبل التخلص منها أو توريدها للمستخدمين. وتختلف متطلبات المعالجة حول العالم. ففي الولايات المتحدة، تصدر وكالة حماية البيئة الأمريكية هذه المعايير للحقن تحت الأرض [ 14 ] [ 15 ] والتصريف إلى المياه السطحية [ 16 ] . ورغم إجراء أبحاث حول إعادة الاستخدام المفيدة لمياه الشرب والزراعة، إلا أن القطاع لم يتبنَّ هذه الإجراءات نظرًا لتكلفتها، وتوافر المياه، ومخاوف الصحة العامة [ 17 ] .

تُعد الفواصل الجاذبية ، والهيدروسيكلونات ، والمجمعات الصفيحية ، والتعويم بالغاز المذاب ، ومرشحات قشور الجوز من بين التقنيات المستخدمة في معالجة النفايات الناتجة عن المياه المنتجة. [ 18 ]

النشاط الإشعاعي

تعرض استخدام المياه المنتجة لإزالة الجليد عن الطرق لانتقادات باعتباره غير آمن. [ 19 ]

في يناير 2020، نشرت مجلة رولينج ستون تقريرًا موسعًا حول محتوى النشاط الإشعاعي في المياه المنتجة وتأثيراته على العمال والمجتمعات في جميع أنحاء الولايات المتحدة. وذكر التقرير أن عينة من محلول ملحي مأخوذة من محطة في أوهايو، خضعت للاختبار في مختبر بجامعة بيتسبرغ ، وسجلت مستويات راديوم تتجاوز 3500 بيكوكوري/لتر. وتشترط هيئة التنظيم النووي أن تبقى التصريفات الصناعية دون 60 بيكوكوري/لتر لكل من نظائر الراديوم الأكثر شيوعًا، وهما الراديوم-226 والراديوم-228. [ 20 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ كليمز، آنا كارولين؛ ويشنفيلدر، سيلفيو إديجار؛ ليما دي كارفاليو نيتو، سالفيو؛ وباسكوال داماس، ومايرا ستيفاني؛ توليدو فيفياني، جوليانو سيزار؛ مازور، لوسيانا برازيريس؛ مارينيو، بيليسا الكانتارا؛ بيريرا، ليوناردو دوس سانتوس؛ دا سيلفا، أدريانو؛ بورخيس فالي، خوسيه ألكسندر؛ دي سوزا، أنطونيو أوغوستو يو؛ جويلي يو دي سوزا، سيلين إم إيه (2021-04-01). "معالجة المياه المنتجة من حقول النفط عن طريق استخلاص السائل السائل: مراجعة" . مجلة علوم وهندسة البترول . 199 108282. بيب كود : 2021JPSE..19908282K . doi : 10.1016/j.petrol.2020.108282 . ISSN 0920-4105 . S2CID 233073324 .  
  2. 1 2 3 سو، شوجوان؛ لي، يينغ؛ تشين، تشي؛ تشين، تشيفنغ؛ ليو، تشاوفاي؛ لو، تشانغ؛ هو، لي (2022-06-01). "الكيمياء الجيولوجية للسوائل الحرارية الأرضية في منطقة صدع تشانغجياكو-بينغلاي، شمال الصين: دلالات على التجزئة البنيوية" . مجلة علوم الأرض الآسيوية . 230 105218. Bibcode : 2022JAESc.23005218S . doi : 10.1016/j.jseaes.2022.105218 . ISSN 1367-9120 . S2CID 248019293 .  
  3. ^ سونغ، قوه فنغ؛ سونغ، شيانزي؛ جي، جيايان؛ وو، شياو قوانغ؛ لي، جينشنغ؛ شو، فوكيانغ؛ شي، يو؛ وانغ ، جاوشينج (2022/03/01). "تطور فتحة الكسر والإنتاجية الحرارية المتأثرة بالتفاعل الكيميائي في النظام الحراري الأرضي المعزز" . الطاقة المتجددة . 186 : 126– 142. بيب كود : 2022REne..186..126S . دوى : 10.1016/j.renene.2021.12.133 . ISSN 0960-1481 . S2CID 245682408 .  
  4. ↑ تاو، جيان؛ يانغ، شينغ-قو؛ دينغ، بي-بي؛ لي، شي-لونغ؛ تشو، جيا-وين؛ لو، غونغ-دا (2022-06-05). "نموذج متكامل حراري-مائي-ميكانيكي-كيميائي لتطبيق الردم الأسمنتي في الظروف الحرارية الأرضية" . جيولوجيا هندسية . 302 106643. Bibcode : 2022EngGe.30206643T . doi : 10.1016/j.enggeo.2022.106643 . ISSN 0013-7952 . S2CID 247848365 .  
  5. ↑ لي، س.؛ وانغ، س.؛ تانغ، هـ. (2022-03-01). "آلية التحفيز وتصميم أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية المحسّنة: مراجعة شاملة" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 155 111914. Bibcode : 2022RSERv.15511914L . doi : 10.1016/j.rser.2021.111914 . ISSN 1364-0321 . S2CID 244823147 .  
  6. ↑ د. عطوي، حسين؛ لامبرت، ديفيد ج. (2020). "تأثيرات إنتاج النفط والغاز على مستويات الملوثات في الرواسب". تقارير التلوث الحالية . 6 (2): 43-53 . Bibcode : 2020CPolR...6...43D . doi : 10.1007/s40726-020-00137-5 . ISSN 2198-6592 . S2CID 211080984 – عبر Springer Nature.  
  7. ^ ميسا، ساندرا ليليانا؛ أورغويلا، جوهانا ميلينا؛ أورتيجا راميريز، أنجي تاتيانا؛ ساندوفال ، خوان أندريس (1 يناير 2018). "مراجعة البانوراما الفعلية لطريقة إنتاج المياه في صناعة النفط الكولومبية" . الإدارة والبيئة . 21 (1): 87-98 . دوى : 10.15446/ga.v21n1.69792 . تم الاسترجاع في 23 ديسمبر 2024 .
  8. ↑ "ما هي المياه المنتجة؟" . معهد علوم الأرض الأمريكي - AmericanGeoSciences.org . 10 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 31 ديسمبر 2023 .
  9. ↑ "حول المياه المنتجة" . مركز تكنولوجيا المياه المتقدمة . غولدن، كولورادو: كلية كولورادو للمناجم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-05-2016 .
  10. ↑ إيغونو، إيبينيزر ت.؛ تشين، جورج ز. (سبتمبر 2014). "تقنيات معالجة المياه المنتجة" . المجلة الدولية لتقنيات الكربون المنخفض . 9 (3): 157-177 . doi : 10.1093/ijlct/cts049 .
  11. ↑ فيل، جون أ.؛ بودر، ماركوس ج.؛ إلكوك، ديبورا؛ ريدويك، روبرت ج. (2004). ورقة بحثية تصف المياه المنتجة من إنتاج النفط الخام والغاز الطبيعي وغاز الميثان من طبقات الفحم (ملف PDF) (تقرير). أرجون، إلينوي: مختبر أرجون الوطني الأمريكي. ANL/EA/RP-112631.
  12. ↑ كلارك، سي إي؛ هارتو، سي بي؛ سوليفان، جيه إل؛ وانغ، إم كيو (17-09-2010). استخدام المياه في تطوير وتشغيل محطات الطاقة الحرارية الأرضية (تقرير). doi : 10.2172/1013997 . OSTI 1013997 . 
  13. ↑ إبراهيم، محمد؛ نواز، محمد حق؛ راوت، برانجيا رانجان؛ ليم، جون وي؛ مينالي، بانديتا؛ شهيد، محمد كاشف (18 أغسطس 2023). "التطورات في تقنيات معالجة المياه المنتجة: دراسة معمقة مع التركيز على الأنظمة القائمة على الأغشية والآفاق المستقبلية" . مجلة المياه . 15 (16): 2980. doi : 10.3390/w15162980 .
  14. ↑ "لوائح مراقبة الحقن تحت الأرض وأحكام قانون مياه الشرب الآمنة" . واشنطن العاصمة: وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). 17-10-2016.
  15. ↑ "معلومات عامة حول آبار الحقن" . وكالة حماية البيئة. 2016-09-06.
  16. ↑ "إرشادات تصريف مخلفات استخراج النفط والغاز" . وكالة حماية البيئة. 15-05-2019.
  17. ↑ داود، هناء د. سليم، حليمة؛ النعيمي، ناصر عبد الله؛ الزيدي ، سيد جاويد (13 ديسمبر 2021). "تقنيات التوصيف والمعالجة المطبقة على المياه المنتجة في قطر" . ماء . 13 (24): 3573. دوى : 10.3390 / w13243573 . اتش دي ال : 10576/56639 .
  18. ↑ وثيقة تطوير المبادئ التوجيهية النهائية لحدود النفايات السائلة ومعايير أداء المصادر الجديدة للفئة الفرعية البحرية من فئة مصادر استخراج النفط والغاز (تقرير). وكالة حماية البيئة الأمريكية. 1993. الصفحات IX-15 – IX-19 . EPA-821-R-93-003. 
  19. ↑ باين، دانيال جيه؛ كانتلاي، تيتيانا؛ جارمان، بريتاني؛ ستولز، جون إف (1 نوفمبر 2021). "مياه الصرف الصحي الناتجة عن النفط والغاز كمعالجة للطرق: آثار التعرض للمواد المشعة على مستوى القطعة السكنية والحي" . مجلة اتصالات البحوث البيئية . 3 (11): 115008. رمز Bibcode : 2021ERCom...3k5008B . doi : 10.1088/2515-7620/ac35be .
  20. ↑ نوبل، جاستن (21 يناير 2020). "سر أمريكا الإشعاعي" . رولينج ستون .