W poprzednim tekście systematycznie opisywaliśmy mechanizm zanieczyszczania i różnice w PAM na membranach nieorganicznych. Wśród różnych scenariuszy zastosowań przemysłowych woda produkowana na polach naftowych i gazowych (w tym woda wytworzona z zalewania polimerami i płyn zwrotny szczelinujący) jest typową jakością wody z najbardziej widocznym zanieczyszczeniem membrany PAM i największą trudnością w uzdatnianiu.
I. Rodzimy PAM: Unikalne źródło zanieczyszczeń na polach naftowych
W przeciwieństwie do PAM stosowanego do flokulacji uzdatniania wody, PAM jest powszechnie stosowany jako środek wypierający olej, dodatek do płynu szczelinującego, środek odcinający-dopływ wody i uzdatniacz płynu wiertniczego, wtryskiwany do wydobywanej wody na polach naftowych. Ten typ PAM hydrolizuje i rozkłada się pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia formacji, równomiernie dyspergując w wodzie w stanie rozpuszczonym, zakłócając w ten sposób układ membranowy na dwa sposoby:
Zmniejszona skuteczność oczyszczania-pierwszego końca: hydrolizowany PAM dysperguje ropę naftową i zawiesiny w wodzie, utrudniając skuteczne oddzielanie kropelek i cząstek oleju w drodze koagulacji i sedymentacji, pośrednio zwiększając obciążenie zanieczyszczenia jednostki membranowej;
To bezpośrednio powoduje głęboką blokadę: cząsteczki PAM są tego samego rzędu wielkości co wielkość porów membrany, co pozwala im przenikać do konwencjonalnych jednostek obróbki wstępnej. Gdy znajdą się w kanałach membranowych, splątują się i zestalają, tworząc nieodwracalną, głęboką blokadę. Jest to główny powód, dla którego nawet gdy olej i zmętnienie spełniają standardy, strumień membranowy w dalszym ciągu maleje.
Rysunek - Schematyczny diagram mikroskopowego mechanizmu, dzięki któremu PAM nasila zanieczyszczanie membrany
Źródło: „Zastosowanie membran ceramicznych w oczyszczaniu-wody wydobywanej z pól naftowych: działanie poliakryloamidu i soli nieorganicznych”
Tymczasem woda do ponownego wtryskiwania z pól naftowych ogólnie charakteryzuje się wysoką twardością i wysoką mineralizacją. Nieorganiczne jony soli ściskają warstwę hydratacyjną cząsteczek PAM, zmieniają konformację łańcucha molekularnego, dzięki czemu łatwiej gromadzą się na powierzchni membrany i tworzą gęstszą warstwę zanieczyszczającą; jednocześnie aktywne grupy jonów wapnia i magnezu kompleksu PAM sprzyjają tworzeniu się organicznych-nieorganicznych kompleksów kamienia, znacznie poprawiając stabilność warstwy zanieczyszczającej i znacznie zmniejszając skuteczność konwencjonalnego czyszczenia kwasami i zasadami.
Rysunek - Wpływ stężenia soli nieorganicznych na spadek strumienia membran ceramicznych zanieczyszczonych PAM-
Źródło: „Zastosowanie membran ceramicznych w oczyszczaniu-wody wydobywanej z pól naftowych: działanie poliakryloamidu i soli nieorganicznych”
II.Zalety folii ceramicznych z węglika krzemu w dostosowaniu do różnych scenariuszy
Wcześniej wprowadziliśmy zastosowanie technologii łączenia membran ceramicznych z węglika krzemu w systemach ponownego wtrysku wody na polach naftowych.[dowiedz się więcej]Ze względu na charakterystykę produkowanej wody o wysokim zasoleniu i zawartości polimerów, membrany ceramiczne z węglika krzemu zapewniają doskonałą zdolność dostosowywania się do różnych warunków pracy w porównaniu ze zwykłymi membranami nieorganicznymi.
Wysoka odporność na korozję: doskonała stabilność chemiczna, wytrzymuje szeroki zakres pH i środowisko korozyjne o wysokiej zawartości soli oraz nie stwarza ryzyka uszkodzeń materiału korozyjnych podczas długotrwałej-pracy w wodzie o złożonej jakości, dzięki czemu nadaje się do trudnych warunków pracy na polach naftowych.
Metody naprawy są wszechstronne: rutynowa konserwacja może wykorzystywać gorący roztwór alkaliczny o temperaturze 60 stopni w połączeniu z czyszczeniem cyrkulacyjnym EDTA w celu rozkładu żelu PAM i jonów chelatowych, co może przywrócić 90% strumienia; w przypadku silnego zanieczyszczenia można go zregenerować poprzez-kalcynację w wysokiej temperaturze, aby całkowicie rozłożyć zestalony PAM w porach membrany, przywrócić wydajność elementu membrany i przedłużyć jego żywotność.
Należy wyjaśnić, że czyszczenie i regeneracja są środkami zaradczymi. Optymalizacja procesu oczyszczania wstępnego i zmniejszenie obciążenia wody PAM to podstawowe sposoby zapewnienia długoterminowej-stabilnej pracy systemu.
Podsumowaniey
Podstawowym wyzwaniem podczas eksploatacji membran nieorganicznych do wody wydobywanej z pól naftowych są utrzymujące się-głęboko osadzające się zanieczyszczenia spowodowane hydrolizą rozpuszczonego kwasu fosforowego (PAM). Jego negatywny wpływ na przepływ membranowy znacznie przewyższa wpływ ropy naftowej i zawiesin stałych, a także współdziała z silnie zasoloną wodą, tworząc trudniejsze--zarządzanie złożonymi zanieczyszczeniami. Membrany ceramiczne z węglika krzemu, charakteryzujące się dużą odpornością na korozję i możliwością regeneracji-w wysokiej temperaturze, lepiej nadają się do tak złożonych scenariuszy głębokiego uzdatniania wody. Jednakże kontrola zanieczyszczania membran w dalszym ciągu musi być zgodna z zasadą „kontrola źródła jako podejście podstawowe, remediacja końca-rury jako uzupełnienie”, łącząc-redukcję obciążenia czołowego ze standardową obsługą i konserwacją, aby osiągnąć-długoterminową stabilną pracę systemu.
Zapraszamy profesjonalistów z branży uzdatniania wody do wymiany doświadczeń w zakresie kontroli zanieczyszczeń membranowych i operacji inżynieryjnych.
W celu konsultacji technicznych i dopasowania rozwiązań dotyczących membran ceramicznych z węglika krzemu prosimy o kontakt poprzez wiadomość prywatną.
Nasza firma stale prowadzi rekrutację na pokrewne stanowiska i przyjmuje aplikacje od profesjonalistów z branży.