تستخدم صناعات الطاقة بطانات HDPE من أجل تبخير المياه المتدفقة / إعادة تدوير الأحواض

المشكلة التي يجب حلها هي التخلص وإعادة تدوير ملايين الجالونات من مياه الإنتاج (المياه المالحة) والمياه المتدفقة المتدفقة سنويًا من صناعة النفط والغاز بطريقة آمنة بيئيًا وأقل تكلفة وكفاءة. التكنولوجيا الفعالة والآمنة هي تبخير أو تخزين المياه في أحواض احتواء مبطنة بعد فصل وإزالة المكون الهيدروكربوني من الماء. تحتوي هذه المقالة على ثلاث دراسات حالة ، تقع بالقرب من رايت ، ويو. سيسكو ، يوتا ؛ وميدلاند ، تكساس. تم تصميمها لتبخير المياه أو إعادة تدويرها في الأحواض المبطنة بأغشية التبطين. الغرض من هذه المقالة هو إثبات أن بطانات البولي إيثيلين الأسود عالية الكثافة (HDPE) تزيد من التبخر على استخدام الطين أو الأحواض غير المبطنة ، كما أن استخدام البطانة البيضاء يقلل التبخر بالنسبة للبطانة السوداء.

اكتملت المشاريع ودخلت حيز التشغيل منذ عدة سنوات ، ويستمر التوسع فيها حسب تصاريحهم. يتم نقل مياه الإنتاج والتدفق العكسي من آبار النفط والغاز في كل موقع بالشاحنات أو الأنابيب إلى المواقع للتخلص منها أو إعادة تدويرها. يتم تبخير الماء في أحواض مبطنة بأغشية أرضيات سوداء من البولي إيثيلين عالي الكثافة كطبقة علوية باستخدام مجموعة من العوامل الملائمة لعملية التبخر ، بما في ذلك الخصائص الطبيعية للموقع والمناخ الجاف. تم اختيار بطانة HDPE لحماية السطح والمياه الجوفية للمنطقة وللمساعدة في تبخر المياه. كانت بطانة الطبقة العليا بيضاء في XRI Blue Buchanan Pond في ميدلاند ، تكساس ، للتخزين ولتقليل التبخر بالنسبة للبطانة السوداء.

تعتبر هذه المشاريع مثيرة للاهتمام حيث توفر كل منشأة لشركات إنتاج النفط والغاز في المنطقة بديلاً تجاريًا كبيرًا لمياه الإنتاج والتخلص من التدفق العكسي مقابل العديد من البرك الصغيرة أو التخلص منها عن طريق آبار الحقن.

دراسة حالة الشروط الأساسية Bluegrass Water، Wright، Wyo.
يقع المشروع في منطقة شبه قاحلة في شمال شرق ولاية وايومنغ في مقاطعة كامبل ، على ارتفاع 4888 قدمًا (1490 مترًا) فوق مستوى سطح البحر. وفقًا لخريطة خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية (NRCS) التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA) ، يبلغ متوسط ​​هطول الأمطار السنوي 17.1 بوصة (43.5 سم). طورت خدمة الأرصاد الجوية الوطنية معدل التبخر السطحي للمياه المجانية ، وهو المقدار السنوي المتوقع أن يتبخر من أحواض التخلص ، وهو 45 بوصة (114.3 سم) سنويًا. تستند بيانات التبخر هذه إلى احتواء المياه غير المبطن بأغشية أرضيات HDPE بيضاء أو سوداء.

الشقق الدنماركية ، سيسكو ، يوتا
يقع المشروع في منطقة قاحلة في شرق ولاية يوتا في المنطقة المعروفة باسم Danish Flats ، والتي ترتفع 4610 قدمًا (1405 مترًا) فوق مستوى سطح البحر.

الموقع في منطقة الأراضي المنخفضة Mancos Shale Formation بما في ذلك منطقة Cisco الكبرى. يعتبر تشكيل صخر مانكوس هو النتوء السائد في هذه المنطقة (هانت 1996).

وفقًا لخريطة وزارة الزراعة الأمريكية NRCS ، يبلغ متوسط ​​هطول الأمطار السنوي 6 بوصات (15.2 سم). كما هو الحال في وايومنغ ، طورت خدمة الأرصاد الجوية الوطنية معدل تبخر سطح الماء المجاني ، وهو 50 بوصة (127 سم) سنويًا. تستند بيانات التبخر هذه إلى احتواء المياه غير المبطن بأغشية أرضيات HDPE بيضاء أو سوداء.

XRI Blue Buchanan Pond ، ميدلاند ، تكساس
يقع المشروع في منطقة قاحلة في غرب تكساس في المنطقة المعروفة باسم حوض بيرميان ، والذي يبلغ ارتفاعه 2690 قدمًا (820 مترًا) فوق مستوى سطح البحر. يقع الموقع في مقاطعة ميدلاند 9.9 ميل (16 كم) جنوب ميدلاند.

وفقًا لخريطة وزارة الزراعة الأمريكية NRCS ، يتراوح متوسط ​​هطول الأمطار السنوي بين 12 و 15 بوصة (30.5 و 38.1 سم). معدل تبخر سطح الماء الحر 58 بوصة (147.3 سم) في السنة. تستند بيانات التبخر هذه إلى احتواء المياه غير المبطن بأغشية أرضيات HDPE بيضاء أو سوداء.

تفاصيل المشروع الغرض

الغرض الرئيسي من المشاريع هو تبخير مياه الإنتاج والمياه المتدفقة في أسرع وقت ممكن ، أو تخزين المياه وإعادة تدويرها مع الحفاظ على الضوابط البيئية والاحتواء.

توجد العديد من خيارات التخلص من المياه ، بما في ذلك إعادة حقن الآبار ، وحقن التكسير ، ومعالجة التفريغ السطحي ، وإعادة التدوير لإعادة الاستخدام في تطوير النفط / الغاز والتبخر. تم اختيار تقنية التبخير لبعض هذه المشاريع نظرًا لظروف الموقع المثالية للتبخر ، بما في ذلك انخفاض هطول الأمطار والرياح وارتفاع درجات الحرارة المحيطة ووفرة الشمس. تم تصميم مشاريع أخرى لتخزين المياه لإعادة استخدامها ، وبالتالي استخدام بطانات بيضاء اللون.

اختيار التكنولوجيا

على الرغم من وجود العديد من تقنيات البطانة والسماح بها من قبل الهيئات التنظيمية ، فقد تم اختيار بطانة HDPE للطبقة العليا لعدة أسباب ، بما في ذلك المتانة ومقاومة تدهور الأشعة فوق البنفسجية والمقاومة الكيميائية واللون الأسود وسهولة البناء.

إن إضافة الكمية المناسبة من أسود الكربون عالي الجودة إلى أغشية التبطين أثناء التصنيع مقبولة عالميًا على أنها مقاومة للتدهور الكبير الناجم عن العوامل الجوية. بالإضافة إلى أسود الكربون عالي الجودة ، تعمل مثبتات الأشعة فوق البنفسجية الكيميائية عالية الفعالية على إطالة عمر البطانة. تمتص هذه المواد المضافة الإشعاع الساقط وتوقف إنتاج الجذور الحرة ، وبالتالي تحمي أغشية التبطين HDPE من التدهور الحراري والتفاعلات الكيميائية المحتملة مع المواد المحيطة. تشمل العوامل الأخرى التي تؤثر على المقاومة المحتملة للأشعة فوق البنفسجية لمادة ما متوسط ​​الكثافة ، ومدى الكثافة أو التشتت ، ونظام المثبت الكيميائي ، ونوع المحفز وكمية البقايا ، ونوع البوليمر المشترك ، والتعرضات الكيميائية المركبة ، ومعايير الفشل (GSE 2003).