فهرست:
چکیده ...................................................................................................................................................................1
مقدمه.....................................................................................................................................................................2
فصل اول: کلیات ...................................................................................................................................................4
آب تولیدی همراه نفت ...................................................................................................................................................................................................5
عوامل موثر بر حجم آب تولیدی....................................................................................................................................................................................7
آلودگی های آب تولیدی..................................................................................................................................................................................................8
خصوصیات شیمیایی و فیزیکی آب تولیدی..............................................................................................................................................................11
1-4-1) خواص شیمیایی............................................................................................................................................................................................................11
1-4-2) خواص فیزیکی...............................................................................................................................................................................................................13
مدیریت آب تولیدی.........................................................................................................................................................................................................15
اثرات زیست محیطی آب تولیدی................................................................................................................................................................................20
1-6-1) اثرات هیدروکربنهای موجود در آب تولیدی...........................................................................................................................................................20
1-6-2) اثرات نمک موجود در آب تولیدی.............................................................................................................................................................................22
1-6-3) اثرات فلزات سنگین موجود در آب تولیدی.............................................................................................................................................................23
1-6-4) اثرات مواد رادیواکتیو موجود در آب تولیدی...........................................................................................................................................................23
فصل دوم: مروری برمطالعات و تحقیقات انجام شده توسط محققان.................................................................24
2-1) مطالعات مختلف برروی آب تولیدی همراه نفت و روشهای تصفیه آن ................................................................................................................25
فصل سوم: اهداف، روشها و تجهیزات جداسازی و تصفیه آب تولیدی.............................................................26
3-1) اهداف تصفیه آب تولیدی.................................................................................................................................................................................................27
3-2) روشهای مختلف تصفیه آب تولیدی در صنعت نفت..................................................................................................................................................31
3-2-1) تصفیه فیزیکی...............................................................................................................................................................................................................31
3-2-2) تصفیه شیمیایی............................................................................................................................................................................................................32
3-2-3) تصفیه بیولوژیکی.........................................................................................................................................................................................................34
3-2-4) تصفیه غشایی...............................................................................................................................................................................................................36
3-2-5) سیستم های ترکیبی غشایی.....................................................................................................................................................................................37
3-3) تجهیزات جداسازی و تصفیه آب تولیدی ..................................................................................................................................................................38
3-3-1) settling tank ها و skimmer vessel ها....................................................................................................................................................41
3-3-2) جداسازهای API.......................................................................................................................................................................................................41
3-3-3) Plate Coalescer ها............................................................................................................................................................................................42
3-3-3-1) جداسازهای PPI...................................................................................................................................................................................................42
3-3-3- جداسازهایCPI .....................................................................................................................................................................................................43
3-3-3-3) تجهیزات جریان عرضی........................................................................................................................................................................................45
3-3-4) Skimmer, Coalescers..................................................................................................................................................................................47
3-3-5) فیلترهای Precipitators, Coalescing........................................................................................................................................................47
3-3-6) (SP Packs) Free-Flow Turbulent Coalescers ...........................................................................................................................48
3-3-7) واحدهای شناورسازی................................................................................................................................................................................................48
3-3-7-1) واحدهای شناورسازی Dissolved Gas......................................................................................................................................................49
3-3-7-2) واحدهای شناورسازی Dispersed Gas........................................................................................................................................................49
3-3-7-3) واحدهایISF..........................................................................................................................................................................................................52
3-3-7-4) سیستمهای شناورسازی GLR Microbubble یاMBF ...................................................................................................................53
3-3- 8) هیدروسیکلون‌ها........................................................................................................................................................................................................54
3-3- 9) سیستمهای سانتریفوژ..............................................................................................................................................................................................56
3-3- 10) روش Extraction...............................................................................................................................................................................................56
3-3-10-1) فرآیند CTour..................................................................................................................................................................................................57
3-3-10-2) Epcon CFU...............................................................................................................................................................................................59
3-3-10-3) فرآیند MPPE.................................................................................................................................................................................................59
3-3- 11) روشهای بیولوژیکی.............................................................................................................................................................................................60
3-3-11-1) سیستم HUMASORB-CSBTM.........................................................................................................................................................60
3-3-11-2) FBR...................................................................................................................................................................................................................62
3-3-11-3) تصفیه بیهوازی در راکتور UASB...............................................................................................................................................................63
3-3- 12) روش جذب سطحی...............................................................................................................................................................................................65
3-3-12-1) جذب سطحی روی ET # 1...........................................................................................................................................................................65
3-3-12-2) فرآیند Polishing............................................................................................................................................................................................66
3-3-12-3) روش پیشنهادی TORR................................................................................................................................................................................67
3-3-12-4) تکنولوژی استفاده از نوع خاصی سرامیک......................................................................................................................................................68
3-3-12-5) جذب سطحی روی کربن فعال.........................................................................................................................................................................69
3-3- 13) استفاده از مواد شیمیایی.......................................................................................................................................................................................70
3-3-13-1) مواد شیمیایی اکسید کننده..............................................................................................................................................................................70
3-3-13-1) مواد شیمیایی زلال کننده.................................................................................................................................................................................71
3-3-14) Disposal Piles...................................................................................................................................................................................................73
3-3- 15) Skim pile.............................................................................................................................................................................................................73
فصل چهارم: انتخاب مناسب ترین سیستم تصفیه آب تولیدی در سکوهای نفتی ........................................74
4-1) معرفی تکنولوژی Epcon CFU..................................................................................................................................................................................76
4-2) کاربردهای Epcon CFU.............................................................................................................................................................................................83
4-3) مقایسه عملکرد CFUدر حالت آزمایش و اجرا..........................................................................................................................................................84
4-4) پاکسازی نفت در آب تولیدی..........................................................................................................................................................................................86
4-5) پاکسازی ترکیبات آروماتیک...........................................................................................................................................................................................89
4-6) پاکسازی دیگر هیدرو کربنهای آروماتیک.....................................................................................................................................................................94
4-7) حساسیتCFU به نوسانات جریان..............................................................................................................................................................................103
4-8) حساسیتCFU به نوسان در غلظت گاز....................................................................................................................................................................103
4-9) حساسیت CFUبه نوسان لجن نفتی.........................................................................................................................................................................105
4-10) مقایسه عملکرد CFU و ترکیب هیدروسیکلون و گاززدا....................................................................................................................................106
4-11) مقایسه عملکرد CFUو سانتریفیوژ.........................................................................................................................................................................108
4-12) سازندگان تکنولوژی های تخلیه صفر......................................................................................................................................................................109
4-13) مقایسه بین CFU و MPPE در جداسازی اجزاء آروماتیک...........................................................................................................................110
4-14) مقایسه کلی عملکرد MPPE, C Tour Crudesorb, وCFU................................................................................................................113
4-15) مطالعات موردی در مناطق مختلف در استفاده از CFU..................................................................................................................................114
فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات .....................................................................................................................124
5-1) نتایج تحقیق....................................................................................................................................................................................................................125
5-2) ارائه پیشنهادات..............................................................................................................................................................................................................125
منابع و ماخذ .....................................................................................................................................................................................127
فهرست منابع فارسی........................................................................................................................................................................127
فهرست منابع لاتین..........................................................................................................................................................................129
چکیده انگلیسی................................................................................................................................................................................131
صفحه عنوان انگلیسی.....................................................................................................................................................................132
اصالت نامه (مختص پایاننامه).........................................................................................................................................................133
منبع:
فهرست منابع فارسی
1- عباسی مزار، ز. (1389)، " بررسی کمی و کیفی آبهای تولید شده همراه نفت و آزمایشهای مربوط به تصفیه پذیری آن برای کاربردهای متفاوت "، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی شریف
2- یار قاسمی دره نایی، م. (1390)، " مروری بر فناوری های تصفیه آب و پساب در صنایع بالادستی نفت ایران "، دومین همایش ملی مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی
3- نوری طالقانی، م. (1391)، " مروری بر اثرات زیست محیطی پسماندهای نفتی "، سومین همایش مدیریت پساب و پسماند صنعتی
4- کلبه زنجناب، ج. (1391)، " فناوری های تصفیه آب تولید شده در صنایع نفت و گاز "، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه ریزی محیط زیست
5- غلامزاده، م. (1387)، " مدیریت و دفع آب همراه تولیدی از مخازن نفت و گاز و راهکارهای مناسب زیست محیطی "، چهارمین همایش زمین شناسی و محیط زیست
6- شرکا، ع. (1387)، " تزریق پسماند حفاری از طریق دالیز "، اولین کنگره ملی صنعت حفاری ایران
7- رسولی، م. (1386)، " اثرات زیست محیطی حفاری در دریا "، نهمین همایش صنایع دریایی
8- قدمی جگرلویی، م. (1389)، " آب تولیدی همراه نفت و معرفی راهکاری جهت کاهش آسیب های آن "، نهمین همایش صنایع دریایی، دومین همایش سوخت، انرژی و محیط زیست
9- مرادی دولت آبادی، م. (1388)، " شناخت و حل مشکلات چاه های نفتی و گازی در مرحله تولید "، همایش ملی شیمی
10- مدائنی، س. (1384)، " فرایندهای غشایی صنعتی "، انتشارات دانشگاه رازی
11- مهرکی، م. (1388)، " اثرات زیانبار مخروطی شدن و تولید آب در مخازن نفت و گاز بر محیط زیست "، همایش ملی شیمی
12- شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی. (1388)، " تصفیه زیستی پسابهای صنعتی "، کارگاه تخصصی روشهای نوین تصفیه آب و پساب، منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی
13- دبیرنیا، س. (1391)، " آب تولیدی از مخازن نفت و گاز، مروری بر آلاینده ها و تکنولوژی های به کار رفته برای تصفیه آن "، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه ریزی محیط زیست
14- طباطبایی قمشه، م. (1391)، " بررسی مزایا و معایب فرایندهای متداول در تصفیه پساب های نفتی "، اولین همایش ملی تصفیه آب و پسابهای صنعتی
15- قدمی جگرلویی، م. (1389)، " آلودگیهای آب تولیدی از مخازن نفت و استفاده از بیوتکنولوژی در کاهش آسیب به محیط زیست "، اولین همایش ملی مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی
16- شمسی، ر. (1389)، " تصفیه آب تولیدی همراه نفت گامی مهم در حفاظت از محیط زیست "، اولین همایش ملی علوم و فناوریهای نوین در صنعت پالایش نفت
17- امرایی، ا. (1389)، " عملیات فیلتراسیون و تصفیه پساب تولیدی ناشی از استخراج و فرآورش نفت خام "، اولین همایش ملی مدیریت پساب و پسماند در صنایع نفت و انرژی
فهرست منابع لاتین
18- Perry, L., (2001), “Water Technology Department in the Twenty-First Century: What Should We Do, not what Can We Do?”, Stanford University.
19- Burnett, D., and Pankratz, T., (2004), “Recovery of Fresh Water Resources from Desalination of Brine Produced during Oil and Gas Production Operation”, Report to the Texas Water Development Board.
20- Redwek, R., (2004), “Produced Water from the Production of Crude Oil, Natural Gas”, U.S.DOE NETL Report.
21- Tsang, P., and Martin, C., (2004), “Economic Evaluation of Treating Oil Field Produced Water for Potable Use”, GPRI non-Confidential Breifing.
22- Hartley, J., and Ferbrache, J., (1983), “Biological monitoring of the Forties Oilfield (North Sea)” , In: Proceedings”, Oil Spill Conference (Prevention, Behaviour, Control, Cleanup), San Antonio,Texas.
23- Davies, J., Addy, J., Blackman, R., Blanchard, J., Moore, D., Somerville, H., Whitehead, A., and Wilkinson, T., (1984), “Environmental effects of the use of oil-based drilling muds in the North Sea”. Marine Pollution Bulletin 15, 363-370.
24- Gray J., Clarke K., Warwick R., and Hobbs, G., (1990) “Detection of initial effects of pollution on marine benthos: an example from the Ekofisk and Eldfisk oil fields, North Sea”, Marine Ecological Progress series 66, 285-299.
25- Kroncke, I., and Duineveld, G., (1992), “Effects of a former discharge of drill cuttings on the macrofauna community”, Marine Ecology-Progress Series 91 (1-3), 277-287.
26- Vik, E., and Dinning, A., and Folkvang, J., (2001), “Results from Norsk Hydro’s pilot test of the Epcon technology for produced water treatment at platforms.
27- OLF, (2003), “Recommended Guidelines, EIF computational guidelines”, A manual for standardised modelling and determination of the environmental impact factor (EIF), no 084.
28- Descousse, A., Mِnig, K., and Voldum, K., (2004), “Comparison of new and traditional Produced Water treatment technologies for their potential to remove dissolved aromatic components”, NEL Produced Water Workshop, Aberdeen, Scotland.
29- Ciarapica, F., Giacchetta, G., (2010), ”The Treatment of Produced Water in Offshore: Comparison Between Traditional Installations and Innovative Systems”.
30- Johnsen, S., Hjelsvold, M., and Utvik, T., (2000), “ The Environmental Impact Factor a proposed tool for produced water impact reduction, management and regulation”, SPE paper 61178, Society of Petroleum Engineers. Int. Conf. On HSE in E&P, Norway.
31- Grini, P., and Hjelsvold, A., (2002), “Chosing produced water treatment technologies based on environmental impact reduction”, SPE Paper 74002, Society of petroleum engineers, Int. Conf. on HSE in E&P, Malaysia.
32- Frost, T., Johnson, S., and Utvik T., (1998),” Produced water discharges to the North Sea: fate and effects in the water column”, Summary report for OLF.
33- Bergersen, L., (2004), “Operational Experience with CTour on Statfjord C”, Presented on “Produced Water-Zero Discharge: Myth or Reality? conference, Norway.
34- Hellum, E., (2003),”Correlation of aromatics and alkyl phenols to the removal of dispersed hydrocarbons in Draugen produced water”, Thesis, University of Stavanger.
35- Meijer, D., (2003), “Field-proven removal of dissolved and dispersed hydrocarbons at commercial scale from offshore produced water by the Macro Porous Polymer-extraction technology”, NEL Produced Water Workshop, Scotland.
36- Paus, J., Grini, P., and Flatval, K., (2001), “Comparative study of Freon-IR (NS 9803) and GC-FID (ISO 9377-2) for analysis of oil in produced water on 33 platforms in the Norwegian sector”, OLF Working group on Oil-in-Water monitoring, OLF Report.
37- Pollestad, A., (2004), “The Troll Oil Case-Practical Approach towards Zero Discharges”, Presented on Produced Water-Zero Discharge: Myth or Reality?” conference, Norway.
38- Vik, E., and Dinning, A., (2005), “Upscaling of the Epcon CFU Technology. Comparison of test and full scale performance data from 2000-2005”, Aquateam Report No. 05-057.
39- Vik, E., and Engebretsen, S., (2005), “Documentation of Performance of the Epcon CFU Process”, Case Studies Year 2001-2005, Aquateam Report No. 05-039.
40- Vik, E., and Henninge, L., (2005), “Results of the Epcon CFU zero discharge tests”, case studies 2001-2005, Aquateam Report no 04-025, Version 2.
41- Vik, E.,. and Dinning, A., (2003), “Results from the investigation of scale deposits from the Epcon compact flotation unit after one year operation on Troll C”, June 2001-July 2002, Aquateam report 03-005.