Skydda ditt Frac-vatten med TETRA Water Storage Management
Av Matt Cappers | Driftschef för vattenbehandling | 17 maj 2021
Vattenbehandling: De (mycket) tidiga åren
I och med hydraulisk spräckning har lagring, behandling och underhåll av stora mängder vatten stadigt utvecklats till en viktig del av verksamheten på arbetsplatsen. Frackvatten lagras vanligen i tankar ovan jord eller, vilket är vanligare, i markdammar (eller vattenbrunnar) som är utrustade med foder. Det finns dock en utmaning med att lagra stora mängder vatten.
Forntida civilisationer visste redan för flera hundra år sedan att vatten som lagras på lång sikt blir olämpligt för mänsklig användning, även om de inte visste något om vetenskapen om vattenburna patogener. Faktum är att vin sannolikt är den första vattenbehandling som uppfanns av människor. I de antika civilisationerna i Medelhavsregionen skars vatten för konsumtion vanligtvis med vin eftersom dess alkoholhalt (något över de 10-14 procent som moderna viner har) låg nästan exakt på den punkt som dödar bakterier, vilket gör vattnet säkert.
Bakterier: Inte bara ett dricksvattenproblem
Precis som dricksvatten måste även frac-vatten behandlas på rätt sätt för att förhindra bakterietillväxt. Bakterier som har förmågan att föröka sig i snabb takt reducerar sulfater i vattnet och skapar därmed farlig vätesulfidgas (H2S) och järnsulfidförekomster. De sistnämnda kan allvarligt skada porositeten i en reservoar och följaktligen minska produktionen om de pumpas in i en brunn.
Nödvändigheten av förvaltning av vattenlagring
Trots risken för bakterietillväxt är en korrekt hantering av lagringsdammar för fracvatten en ofta underskattad del av verksamheten. I själva verket är korrekt hantering av dammar en sund förebyggande åtgärd som kräver minimala investeringar och som vanligtvis innebär att vattnet behandlas med en biocid, luftning och en kemikalie för att främja separering av fasta ämnen. Att försumma dammförvaltningen kommer alltid att leda till dyrare saneringar längre fram.
Riktlinjer för förvaltning av TETRA-vattenlager
Vattenbehandling
Det första steget i dammförvaltningen är vattenbehandling, som börjar med att bestämma nivåerna av löst syre (DO), oxidations-reduktionspotential (ORP) och adenosintrifosfat (ATP), en organisk förening som ger bränsle till levande celler som bakterier. Därefter sker en första chockbehandling med natriumhypoklorit (blekmedel), som vanligtvis uppgår till 12,5 volymprocent, men som varierar beroende på ATP-nivån. Därefter följer en långtidsbehandling med dimetyldialkylammoniumklorid (DDAC) som ger ytterligare desinfektion och separering av fasta ämnen. Varje behandling bör också åtföljas av luftning för att blanda vattnet och de kemiska tillsatserna ordentligt. Om en damm saknar ett luftningssystem kan man använda en överföringspump för att "rulla" vattnet.
Veckovis underhåll
Varje vecka ska en tekniker registrera dammens nivå, temperatur och utseende samt samla in prover från fyra jämnstora punkter längs omkretsen. Vanliga beskrivningar av utseendet är klar, mjölkvit, ogenomskinlig vit, grönt färgad, brun färgad och svart. I veckoprotokollet bör man också notera om dammen har luftats (eller "rullats") vid eller omkring tidpunkten för provtagningen.
Analys av vattenprover
Vattenprover bör analyseras varje vecka för att bestämma DO- och ORP-nivåerna. Om ORP sjunker under 50 millivolt bör provet analyseras ytterligare för att bestämma ATP-nivån. Annars kan prover för ATP-analys samlas in varannan vecka i stället för varje vecka. Om ATP-nivån överstiger 10 000 picogram per milliliter bör en dosering på 30 ppm av 80 % aktivt DDAC användas för att upprätthålla vattenkvaliteten.
Luftning av dammar
Det mest effektiva sättet att lufta en stor damm är att använda ett luftningssystem under markytan för att föra in diffus luft direkt i vattnet. Till skillnad från ytluftare och fontäner skapar luftning under ytan mest luft-till-vattenkontakt, cirkulation och blandning och orsakar minst avdunstning. Om dammen saknar ett luftningssystem kan man, som nämnts ovan, använda en överföringspump för att "rulla" dammen, men detta är inte idealiskt.
Luftning sker vanligtvis en eller två gånger per 24 timmar, beroende på vattentemperaturen och de lokala väderförhållandena. I varmare klimat kan det vara nödvändigt att driva luftningssystemet kontinuerligt, men här bör man vara försiktig eftersom för mycket luft kan göra att dammen blir grumlig. TETRA rekommenderar att man upprätthåller en minimal DO-nivå på 2-4 ppm för att förhindra bakterietillväxt; högre nivåer är att föredra om de kan upprätthållas.
