Основными источниками загрязнения нефтью и нефтепродуктами являются предприятия по добыче нефти и твердых полезных ископаемых.

На сегодняшний день большинство нефтедобывающих компаний организует разработку своих месторождений используя метод закачки воды в пласт с целью поддержания пластового давления. У данной системы сбора и подготовки продукции скважин существует множество вариантов схем. Основными элементами этих схем являются эксплуатационные и нагнетательные скважины, сооружения для сбора и транспортировки нефти и газа, установки подготовки нефти, газа и воды и системы поддержания пластового давления.

На представленной схеме (рисунок 1) водонефтяная эмульсия с куста скважин поступает на автоматические групповые замерные установки (АГЗУ), где происходит частичная газосепарация и обработка реагентом деэмульгатором и далее на установку предварительного сброса воды (УПСВ), где осуществляется предварительный сброс воды с последующей перекачкой нефти на установку подготовки нефти (УПН). Сбрасываемая вода, пройдя стадию дополнительной очистки, откачивается на блочные кустовые насосные станции (БКНС), в случае удовлетворения требованиям закачки.

Рисунок 1 – Типовая схема сбора и подготовки нефти, газа и воды

С постоянным ростом обводненности добываемой продукции количество пластовой воды извлекаемой из недр неуклонно растет. В последние годы обводненность продукции в ряде случаев стала достигать более 90%. Существующее оборудование подготовки не справится с такими большими объемами попутнодобываемой пластовой воды, что влечет за собой закачку недостаточно чистой воды в пласт. Закачка в пласт воды, не удовлетворяющей требованиям, приводит в конечном итоге к снижению проницаемости пор пласта. Наибольшее влияние на этот процесс оказывают взвеси различного типа, содержащиеся как в закачиваемой воде, так и в самой пористой среде. Пористая среда всегда содержит в своем составе большое количество свободных несвязанных частиц, которые могут быть сдвинуты с места и перемещаться потоком воды. При закачке жидкости эти частицы, в совокупности с примесями, содержащимися в воде, кольматируют поры, каналы и трещины из которых сложен пласт, снижая тем самым его проницаемость.

В горной промышленности загрязнение сточными водами осуществляется при неконтролируемом сбросе их в водные объекты [2]. Наибольший уровень загрязнений сточных вод наблюдается у обогатительных фабрик перерабатывающих сульфидные руды. Помимо ионов цветных металлов воды загрязнены флотореагентами, в состав которых входят нефтепродукты.

Содержащиеся в сточных водах вещества, попадая в водные объекты ухудшают санитарное состояние и гидробиологический режим. Поэтому перед выпуском в водоемы должна осуществляться обязательная очистка сточных вод.

На сегодняшний день существует несколько вариантов очистки нефтегазрязненных сточных вод. Выбор метода определяется количеством сточных вод, их физико-химической характеристикой и требованиям к качеству очищаемой воды. Анализ деятельности горнодобывающих и горноперерабатывающих предприятий показал, что в настоящее время более 50% сточных вод, сбрасываются недоочищенными.

В этой связи, самой актуальной проблемой является повышение качества очистки сточных вод на уже имеющихся установках. Поскольку говорить о полной или частичной реконструкции, как правило, не представляется возможным из-за экономической не эффективности предлагаемого метода решения, организации ведут поиск по внедрению дешевого и эффективного способа модернизации уже имеющихся очистных сооружений. Основным из таких способов активно использующимся сегодня практически на всех предприятиях страны является так называемый «реагентный» метод, заключающийся в добавлении к исходной загрязненной продукции химического реагента ускоряющего процессы очистки протекающие в оборудовании использующимся в каждом конкретном случае.

К сожалению, предлагаемый метод интенсификации процесса водоподготовки экологически не эффективен, т.к. после обработки воды реагентом требуется последующее выделение из уже очищенной от загрязнителей воды остатков реагента, чтобы не загрязнять им окружающую среду. Все эти сложные технологические процессы в свою очередь увеличивают стоимость очистки.

Таким образом разработка и внедрение в производство безреагентной технологии подготовки сточных вод является наиболее рациональным выходом из сложившейся ситуации. Замену физико-химических методов очистки нефтегазрязненных сточных вод предлагается осуществить методом обработки жидкости магнитным полем.

Использование магнитного поля нашло широкое применение на объектах нефтепромысла. Промысловые жидкости обрабатываются постоянным и переменным магнитным полем для воздействия на физико-химические свойства жидкости с целью снижения коррозионной активности среды, предотвращения отложения парафинов, разрушения водонефтяных эмульсий [3,4]. Для каждых конкретным условий оптимальными являются определенные параметры магнитного поля.

Инжиниринговой компанией «ИНКОМП-НЕФТЬ» совместно с БашНИПИнефть были проведены лабораторные испытания влияния магнитной обработки на остаточную обводненность нефтяного слоя. Магнитная обработка проводилась переменными и постоянными магнитными полями [5].

Проанализировав данные испытаний можно сделать вывод, что применение магнитной обработки существенно снижает содержание остаточной воды в нефтяной фазе. Таким образом данный метод обработки обратных водонефтяных эмульсий (вода в нефти) применим тот же и для прямых (нефть в воде). Т.е. целесообразно использование аппарата магнитной обработки с целью выделения нефтяной фазы из воды.

Так же стоит отметить, что проведённый анализ уже известных лабораторных установок по обработке водонефтяных сред позволил выявить ряд технических недостатков. А именно, в процессе магнитной обработки целесообразней применять аппараты импульсного воздействия, поскольку в этом режиме проще всего достигается сильное магнитное поле высокой напряженности позволяющее воздействовать на бронирующие оболочки на глобулах сточной воды, разрушая их. Кроме того при импульсной форме изменения напряженности магнитного поля достигается более качественное воздействие на механические примеси присудствующие в обрабатываемой воде в широком диапазоне форм и размеров. Частице определенного размера соответствует свое значение частоты магнитного поля (рисунок 2).

Рисунок 2 - Форма и величина тока в индукторе при импульсном изменении поля

Предварительные испытания разрабатываемой технологической установки подтвердили на практике возможность применения данной идеи как варианта безреагентной очистки сточных вод. Суть данной идеи заключается в использовании аппарата магнитной обработки перед установкой непосредственной очистки воды от нефти. Магнитное поле в этом случае выполняет роль ускорителя естественного разделения водонефтяной эмульсии на составляющие инградиенты.

Внедрение разрабатываемой технологии позволит:

  1. Повысить качество очищаемой сточной воды;
  2. Избежать высоких затрат на реконструкцию объектов водоподготовки;
  3. Улучшить экологическую ситуацию района расположения предприятия.

На предыдущую страницу