Negli impianti di estrazione, il greggio estratto dai pozzi arriva in superficie miscelato con acqua e gas. Quest’acqua, nota come Acqua di Produzione (Produced Water), Deve essere separata dal petrolio e dal gas.

Oltre agli oli, gli inquinanti principali dell’acqua di produzione sono metalli pesanti, solidi disciolti e solidi sospesi. L’Acqua di Produzione è solitamente trattata per essere utilizzata come acqua di iniezione, per essere riutilizzata o per raggiungere le caratteristiche necessarie allo scarico (solitamente a mare).

Acqua di produzione da impianti on-shore

Nelle applicazioni on-shore, l’acqua di produzione è principalmente trattata per l’utilizzo come acqua di iniezione nei bacini di estrazione per la movimentazione del greggio. L’acqua è solitamente re-iniettata al di sotto dello strato di greggio, all’interno delle rocce di “formazione”.

Poiché le rocce sono altamente porose, l’acqua di produzione trattata per l’iniezione deve essere libera da oli, Sali che possano depositarsi e solidi: ciò è fatto al fine di evitare l’occlusione dei pori e per massimizzare la durata del pozzo di estrazione, strettamente correlata con la dimensione delle particelle solide.

Le soluzioni di Cannon Artes per il trattamento delle Acque di Produzione si basano sulla progettazione di sistemi a più stadi definiti in base al contenuto di solidi e oli nell’influente.

  • Il primo stadio si basa sull’utilizzo di unità per la disoleazione per l’intercettazione dell’olio: separatori a piatti coalescenti (CPI) o a piatti inclinati (TPI). Questi sistemi impiegano una serie di pacchi di piatti corrugati, inclinati a specifiche angolature e installati a distanza ravvicinata; una tecnica efficace per l’ingrandimento delle particelle di olio e per la sedimentazione di solidi senza la necessità di ampi spazi per l’installazione.
  • Per il secondo stadio si utilizzano tecnologie quali la Flottazione a Gas Indotta (IGF, Induced Gas Flottation) o la Flottazione a Gas Disciolto (DAF, Dissolved Gas Flotation): bolle fini di gas sono iniettate dal basso e, risalendo attraverso l’acqua oleosa, si attaccano alle particelle di olio accelerandone il percorso verso la superficie dove lo strato di olio che viene a formarsi è appositamente rimosso.

Il terzo stadio consiste in un processo altamente accurato di filtrazione al fine di raggiungere la massima purezza in termini di contenuto di particelle solide per permettere l’utilizzo dell’acqua per l’iniezione. I filtri a Walnut Shell di CANNON ARTES sono particolarmente adatti per questo tipo di applicazione, assicurando una rimozione del 98% dei contaminanti presenti nell’acqua alimentata e la rimozione tramite coalescenza dell’olio residuo.

Acqua di produzione da impianti off-shore

Nei bacini di estrazione, il greggio galleggia su uno strato acquoso chiamato “acqua di formazione”. Le operazioni di scavo ed estrazione mirate a massimizzare la produzione di petrolio, sono controbilanciate da una grossa produzione di acqua contaminata definita Acqua di Produzione. Oltre agli oli, gli inquinanti principali dell’acqua di produzione sono metalli pesanti, solidi disciolti e solidi sospesi.

Negli impianti off-shore, l’acqua di produzione è solitamente scaricata a mare dopo i trattamenti per la rimozione di contaminanti.

Cannon Artes fornisce soluzioni compatte e leggere per il trattamento di Acque di Produzione basate sull’applicazione in serie delle seguenti tecnologie:

  • Primo step sono i Dissabbiatori Idrociclonici. I Dissabbiatori Idrociclonici sfruttano la differenza in densità tra particelle solide e fase liquida. Il flusso miscelato è alimentato tangenzialmente all’interno dell’idrociclone ed è forzato dal profilo interno dell’apparecchio a seguire un movimento a spirale: il profilo interno a cono accelera inoltre il moto causando la separazione della fase più densa verso la parte esterna del ciclone, mentre l’acqua e l’olio sono collettati attraverso il cono centrale. La parte solida separata continua nel suo moto a spirale nella parte esterna della sezione conica e viene scaricata. Il flusso liquido ripulito dalle particelle solide, tramite una contro-pressione, viene fatto risalire attraverso la sezione centrale dell’idrociclone e scaricato attraverso l’apertura di overflow.
  • Il secondo step per il trattamento dell’Acqua di Produzione comprende il passaggio attraverso Idrocicloni per la Disoleazione, che sfruttano la differenza di densità tra particelle d’olio e acqua per la separazione. L’alimentazione tangenziale crea un vortice all’interno dei liners e la forza centrifuga è incrementata dalla forma conica dello stesso. Le particelle di olio da rimuovere si spostano dal fluido verso la sezione centrale dell’idrociclone, dove la fase oleosa viene rimossa. Il flusso d’acqua fuoriesce lungo la sezione esterna dell’idrociclone.
  • Negli impianti off-shore, la rimozione di olio libero residuo, olio emulsionato e solidi sospesi si ottiene mediante Unità di Flottazione Compatta (CFU, Compact Flotation Unit). I CFU sfruttano bolle di gas per rimuovere l’olio: fattore chiave per l’efficienza dell’operazione è la dimensione delle bolle iniettate e raggiungere la turbolenza necessaria. L’acqua e il gas sono alimentati tangenzialmente per creare un vortice il quale crea una forza centrifuga che ha effetto su olio, acqua e gas dello stream. Le bolle di gas iniettate inducono un movimento verso l’alto dello stream e aumentano la velocità nel nucleo centrale, creando una forza che muove l’acqua più densa verso l’esterno e i più leggeri olio e gas verso il centro. L’olio e il gas escono attraverso un ugello centrale sulla sommità del vessel, mentre l’acqua sale lentamente su un deflettore interno nell’anello esterno da dove viene scaricato.

Oltre alle tecnologie sopra citate, Cannon Artes è in grado di fornire sistemi per il lavaggio sabbia (progettato per rimuovere l’olio dalla sabbia e dai solidi separati) degasatori (adatti per separare i gas intrappolati nella fase acquosa dalla prima separazione), filtri (in caso siano fornite richieste più stringenti sulla quantità di solidi sospesi residui).