ЭКОТОК Альтернативная энергетика ветряки солнечные батареи тепловые насосы электромобили биотопливо энергосбережение  спецтехника автомобили строительство выставки eco technology
 
 

Извлечение промышленных компонентов из попутных нефтяных вод.

Извлечение промышленных компонентов из попутных нефтяных вод.

Вместе с нефтью на нефтяных промыслах извлекается огромное количество подземной воды. Чем дольше длится эксплуатация месторождения, тем большее количество воды поднимается на поверхность. В некоторых случаях количество извлекаемой воды достигает 90%. Наивысшее количество воды фиксируется при полном обводнении скважин. Так как извлекаемые компоненты используются, главным образом, в промышленности, они получили не совсем удачное название «промышленные».

 

Поскольку эти воды извлекаются с большой глубины, они обладают значительной минерализацией и высоким содержанием ряда ценных компонентов, в большинстве своем относящихся к разряду микрокомпонентов.

Конечно, интересы нефтяников и гидрогеологов – промысловиков прямо противоположны. Однако, они легко могут быть объединены, если учесть цена получаемого гидроминерального сырья, цена которого в оптимальных случаях может достигать или даже превышать цена нефтяных углеводородов.

Вопрос извлечения микроэлементов из попутных нефтяных вод необходимо рассматривать с экономической точки зрения. Для организации производства по извлечению промышленно ценных компонентов из попутных нефтяных вод нужно учитывать следующие моменты:

1.   Значения концентраций потенциально извлекаемых компонентов в водах.

2.   Общий расход (объем) попутных вод поступающий с площади месторождения за единицу времени.

3.   Эффективность технологии извлечения компонентов.

4.   Спрос и цены на мировых и внутренних рынках на перспективное сырье.

Наибольшие концентрации в нефтяных водах наблюдаются для брома. Количество брома в рассолах достигает 6-7 г/л. При содержании брома более 250 мг/л добыча брома становится рентабельной. В зоне распространения хлор – кальциевых вод отмечается рост содержания брома с увеличением минерализации и метаморфизации вод. Бром отличается высокой растворимостью в воде. Соли брома (бромиды) способны на 95% растворяться в воде. Основное количество брома накапливается в морских и океанических водах (содержание брома в морской воде составляет порядка 65 г/л). В процессе галогенеза бром постепенно накапливается в рассолах по мере увеличения минерализации. Бром поступает в подземные воды за счет растворения галогенных пород.

Бромные воды и рассолы имеют широкое распространение в нефтегазоносных бассейнах. Они развиты на большей части Восточно-Европейской и Сибирской платформ. В Северо-Двинском бассейне в отложениях палеозоя бромные рассолы с минерализацией до 190 г/л содержат 375-900 мг/л брома. На юге Тиммана, в Печорском бассейне в отложениях кембрия – палеогена скважинами вскрыты рассолы с минерализацией от 50 до 235 г/л и содержанием брома до 800 мг/л (Нижняя Омра, Северная Сылва).

В Припятском прогибе в ультракрепких рассолах содержание брома достигает 3,6 г/л.

В Поволжье бромные воды и рассолы распространены почти повсеместно. В Пермской области вплоть до восточной границы Предуральского прогиба ультракрепкие бромные рассолы распространены ниже ангидритовых пермских отложений и содержат до 1,8 г/л брома (Краснокамск).

В пределах Сибирской платформы  в глубоких горизонтах Конского, Среднеангарского, Ленско-Вилюйского бассейнов на глубине 2-3 км развиты ультракрепкие рассолы с содержанием брома до 7 г/л. В Иркутском бассейне в рассолах карбоновых отложений мотской свиты, на месторождениях Братское, Среднеботубинское в водах с минерализацией 290-450 г/л содержание брома составляет 5-6 г/л.

Не исключено, что новые месторождения, обнаруженные в акваториальной части древних платформ, также будут содержать кондиционные концентрации брома.

В Рф около 70% брома добывают из подземных вод. Остальные 30% получают из рапы озер и морских заливов и отходов калийного производства. Добывают бром из рассолов Краснокамского в Пермской области. Используются воды хлоридного – кальциевого –  натриевого состава.

По добыче брома Россия находится на 4 месте уступая USA, Англии, Германии и Израилю. Мировое производство брома оценивается порядка 550 тыс. тонн в г., цена на бром составляет около 1 тыс. долл. за тонну. Россия импортирует бром из USA и Израиля в объема 20-25 тыс. тонн в г..

Другим распространенным галогеном, получаемым из подземных вод, является йод. Йод не концентрируется в горных породах, сырьем для его получения служит гидросфера и водная растительность. Йод содержится в водах с невысокой минерализацией. Накопление йода в воде ассоциируется с повышенным содержанием органических веществ. Главные концентраторы йода – морские растения и организмы. В составе растений преобладают минеральные формы йода – йодиты. Так как водорослевый материал отлагается на участках опресненной морской воды, то йод, прежде всего, связан с седиментационными водами пониженной минерализации. Для вод  нефтяных месторождений характерны высокие концентрации йода. Взаимодействие пород с подземными водами происходит с участием органического вещества, которое регулирует концентрацию и форму миграции йода в подземных водах. В минерализованных водах переходу йода из пород способствует щелочная среда, восстановительная обстановка и температура.

По составу йодные воды являются хлоридно-гидрокарбонатными или гидрокарбонатно-хлоридными натриевыми.

В распространении и содержании йода в подземных водах проявляется определенная зависимость от возраста водовмещающих пород. Так, в бассейнах областей мезозой- кайнозойской складчатости среднее содержание йода в подземных водах составляет 36,3 мг/л, а водах палеозойской складчатости 12,5 мг/л.

В неокомском комплексе центральной зоны Западно-Сибирского мегабассейна воды имеют минерализацию 11 – 27 г/л, а содержание йода составляет 18-34 мг/л.

На первом месте по производству йода в мире находится Япония, Россия находится на 3 месте. Цена за тонну йода составляет около 33 тыс. долларов.

Стронций традиционно извлекается из обогащенных стронцием минералов. Однако, 24% мировых запасов стронция находится в подземных водах. В настоящее время имеются технологии извлечения стронция из подземных вод.

В юрских отложениях Западно-Сибирского мегабассейна на месторождениях  Ямало –Ненецкого автономного округа – Фестивальном и Харампурском воды хлоридно-кальциевые и имеют минерализацию 18,5-19 г/л, содержание стронция составляет 79-163 мг/л (0,6%), что ниже установленных в нашей стране кондиций (300 мг/л). Цена стронция на мировом рынке составляет 1200 – 1500 долл. за тонну. Поэтому, даже большие запасы вод нефтяных месторождений северной части Западной Сибири не оправдают затрат на его производство. Однако, потребности в стронции в нашей стране удовлетворяются, в основном, за счет импорта, а также переработки апатитового концентрата, где карбонат стронция составляет 2,4%.

До 63% мировых запасов лития содержится в подземных водах. Около 30% производится из подземных и поверхностных вод. Наиболее передовые технологии извлечения лития развиты в USA. В штатах Мичиган и Оклахома нефтяные воды содержат до 3 г/л лития.

В Рф принята кондиция для лития в 10 мг/л. По состоянию на начало 2008 г., цена за тонну лития составила 6,3 тыс. долларов. Таким образом, извлечение лития из нефтяных вод месторождений Ямало-Ненецкого округа при использовании современных технологий может оказаться рентабельным, учитывая большие запасы вод.

Интересно рассмотреть возможность извлечения некоторых редких элементов из нефтяных вод Ямало – Ненецкого автономного округа. Вопрос извлечения скандия, цезия и германия носит сложный характер.

Содержание скандия в нефтяных водах составляет до 0,012 мг/л. Кондиционное содержание для скандия не установлено, но известно что скандий добывается из попутных бокситовых и урановых руд с содержанием от 0,00001% до 0,002%. Содержание скандия в морской воде составляет 4х10-5 мг/л. Цена на скандий доходит до 206 тыс. долл. за килограмм.

 

А.Н. Воронов, А.В. Тудвачев

Геологический факультет СПбГУ

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПОПУТНЫХ НЕ,попутные нефтяные воды, технологии очистки воды

 
 
Добавление комментариев временно отключено!