الماء المنتج

الماء المنتج Produced water، هو مصطلح يستخدم في صناعة النفط لوصف الماء الناتج مع النفط والغاز البيطيع. تحتوي مكامن النفط والغاز على طبقة ماء طبيعية (تكوين مياه) ترقد تحت الهيدروكربونات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التكوين

يأتي الماء الماء المنتج من عملية انتاج النفط والغاز من المكامن التي كانت مسبقاً بحار في أحد الأزمنة ويمكن تعريفه على أنه الماء المالح الذي بقي في المصائد المكمنية الصخرية ورافق النفط والغاز أثناء عملية الأنتاج. ويمكن أن يحتوي كميات قليلة جداً من المواد الكيمياوية التي أختلطت به أثناء عملية الأنتاج.

 معالجة المياه واستخدامها

تكون هذه المياه موجودة تحت ضغوط ودرجات حرارة عالية وتحتوي بعض المعادن، لذا يجب معالجتها قبل حقنها ثانية في المكمن.

إن معالجة الماء المنتج هو من أكثر العناصر تكلفة في انتاج النفط والغاز، حيث أن الآبار تقوم عادة بانتاج كمية قليلة منه في البداية، ولكن عاجلاً أم آجلاً فأن هذه الآبار ستقوم بأنتاج كميات أكبر منه (في بعض الأحيان أكبر من كمية النفط)، وهذه العملية تعتبر عبئاً أقتصادياً على منتجي النفط، وقد تم وضع العديد من المعايير والقوانين لعملية التخلص من الماء المنتج، ويمكن أن يكون هذا الماء مصدراً لمياه الشرب، كما يمكن تصريفه إلى البحر. وقد قامت بعض الشركات المنتجة للنفط والغاز بتصريفه الى خليج المكسيك.

تعرّف بعض المنظمات الحكومية الماء المنتج على أنه ذلك الماء (المحلول الملحي) الذي يرافق أنتاج الهايدروكاربونات ويمكن أن يحتوي على الماء المكمني وبعض المواد الكيمياوية التي أضيفت أليه أثناء عملية فصل النفط عن الماء).

يحتوي الماء المنتج على: أملاح عضوية مذابة – قطرات نفط منتشرة – مركبات عضوية مذابة – مواد كيمياوية تمت أضافتها أثناء عملية الحفر – غازات مذابة (مثل كبريتيد الهايدروجين – ثاني أوكسيد الكربون) – بعض البكتريا والكائنات الحية – وبعض الجزيئات الصلبة المنتشرة فيه.أن تركيز هذه المواد يختلف من مكان الى آخر ، كما أن للماء المنتج العديد من الصفات غير الواضحة مما يعقّـد عملية معالجته ومن هذه المواد:

• احتوائه على توازن كيمياوي يختل بتغيرات درجة الحرارة أو الضغوط ويؤدي الى حدوث بعض التفاعلات ، وهذه التفاعلات قد تؤدي الى ترسب بعض الهايدروكاربونات وتغييرات في الحامضية.
• إن الماء المنتج عادة ً لا يحتوي على الأوكسجين وبعض مركباته هي في حالتها المختزلة وقد تتفاعل مع الأوكسجين إذا تلامس الماء المنتج مع الهواء الجوي. مما يؤدي الى ترسب بعض المركبات المعدنية والكبريت.

أما المشاكل التي يسببها الماء المنتج فهي:

• إحداث إنسداد في الآبار التي يتم الحقن إليها بواسطة الجزيئات الصلبة وقطرات النفط العالقة.
• حدوث إنسداد في الأنابيب، الصمامات، بسبب ترسب المواد اللاعضوية.
• التآكل بسبب الغازات الحامضية والتفاعلات الكهروكيمياوية للماء مع الأنابيب وجدران الأوعية.
• نمو البكتريا التي تسد الخطوط والصمامات.

أما طرق معالجة الماء المنتج فتتم بأحد التقنيات التالية:

• المعالجة الكيمياوية.
• الترشيح.
• فصل الأطوار.

إن الماء المنتج يعتبر اليوم من أهم المشاكل التي تواجه الصناعة النفطية وخاصة إذا علمنا أنه من اكبر مخلفات هذه الصناعة. وتصل كمية الماء المنتج في بعض الحقول النفطية في الولايات المتحدة الى حوالي 9.5 برميل/برميل نفط وفقاً للبيانات التي أعدّها مختبر أرگون الوطني لعام 2004.

إن معالجة الماء المنتج تعتبر اليوم من أكثر مكونات الصناعة النفطية تكلفة في الدول الغربية وبالذات في الولايات المتحدة وذلك بسبب القوانين الفدرالية، ويكون لهذا النوع من المعالجة طيف واسع من الخطط والأستراتيجيات أعتماداً على الخواص الفيزياوية والكيمياوية للماء، موقع الإنتاج، ونوع الهيدروكاربون المنتج.

ولقد قام مختبر أرگون الوطني وبتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية بتطوير موقع على الأنترنت يقوم بتجهيز المعلومات والخيارات الممكنة لمعالجة الماء المنتج وفقاً للتحديدات القانونية الفدرالية للبيئة.

أن هذه المؤسسات تهدف الى التعريف بهذا الموضوع والسعي الى خلق بيئة أنظف. حيث قامت أرگون وبالتعاون مع شركاءها كل من شركة شڤرون وشركة ماراثون بتطوير (منظومة المعلومات المتعلقة بمعالجة الماء المنتج).

وقد قام أكثر من 100 ألف متصفح بزيارة الموقع حتى الآن، ويقوم هذا الموقع بتجهيز ثلاث أمور وهي:

• تفاصيل تقنية ومعلومات وتفاصيل واقعية مبنية على تجارب مستخدمة لمعالجة الماء المنتج.
• تعريف بتفاصيل القوانين والتحديدات الفدرالية المتعلقة بهذا المجال.
• كما أن الموقع يجهّز نموذج يسأل المستخدم مجموعة معينة من الأسئلة لتعريفه فيما بعد بطرق معالجة الماء المنتج وخياراتها التي تتوافق معه وفقاً لظروف ذلك المستخدم.

فريق العمل لهذا الموقع يتألف من جون فيل John Veil والدكتور ماركوس برودر حيث أن (جون فيل) هو مدير برنامج تأمين المياه في قسم علوم البيئة في أرگون ولديه خبرة 27 عاماً في مجالات المياه، و15 عاماً في مجال معالجة الماء المنتج وقام بكتابة العديد من البحوث في المجلات والمؤتمرات داخل وخارج الولايات المتحدة.

أما ماركوس برودر فهو باحث ومحلل في قسم المخاطر البيئية ولديه خبرة 15 عاماً في القوانين والتحديدات البيئية مع تركيزه لـ 7 أعوام على قضايا الماء المنتج.

أن أول خطوة في مجال معالجة الماء المنتج هو محاولة تقليل كمية هذا الماء من خلال أعمال التسميت للآبار وذلك لمنع دخول الماء الى البئر وبالتالي تقليل الماء الذي يخرج مع النفط أو الغاز الى السطح.

أن الماء المنتج يجب التخلص منه أو الأستفادة منه ، حيث أن الفائدة الأكثر شيوعاً هي إعادة حقنه في المكمن وذلك بعد معالجته للتخلص من المركبات التي تسبب الضرر للمكمن أو الأنابيب ، وتعتمد هذه المعالجة على نوع الماء المنتج والذي يختلف من مكمن الى آخر.

كما يمكن أستخدام هذا الماء كسائل حفر أو في التبريد في محطات توليد الطاقة وفي الأماكن التي يندر فيها وجود الماء حيث يمكن معالجة الماء المنتج للأغراض الزراعية والري بالأضافة الى معالجته لأغراض الأستخدام المنزلي.

وبعد كل هذا فأن الماء المنتج المتبقي يجب التخلص منه من خلال الحقن في المكمن، وقبلها يجب تخليصه من الأملاح والمواد اللاعضوية وذلك باستعمال التبادل الآيوني، التقطير، الأنتقال عبر الأغشية بالنسبة للأملاح.

أما تقنيات إزالة المواد العضوية فتشمل الامتزاز أو الاستخلاص الفيزيائي.

 احصائيات

• في عام 1993 كانت كمية الماء المنتج 1.09 تريليون غالون ، وهذه الكمية تعادل الماء الساقط من شلالات نياكارا لمدة 9 أيام.
• إن 65% من الماء المنتج في الولايات المتحدة يتم إعادة حقنه في المكمن.
• تتراوح ملوحة الماء المنتج في الولايات المتحدة بين 100 ملجم / لتر الى 400 جم / لتر (تبلغ ملوحة ماء البحر 35 جم / لتر)

 المصادر

• U.S. Argonne National Laboratory, Argonne, IL (2004). "A White Paper Describing Produced Water from Production of Cruide Oil, Natural Gas and Coal Bed Methane."