Voorbereiding van een pilot experiment voor de behandeling van productiewater: evaluatie van mogelijke pilot locaties

Samenvatting 

Productiewater dat vrijkomt bij de exploitatie van gasvelden bevat gascondensaat. Voor lozing op zee mag dit water niet meer dan 30 ppm aan gascondensaat bevatten. Met het ouder worden van gasvelden daalt de druk in de velden. Het productiewater kan zich in het productiesysteem gaan ophopen waardoor uiteindelijk de gasproductie wordt geblokkeerd en niet meer mogelijk is. Om dit te ondervangen worden schuimers in de bodem van de put geïnjecteerd zodat de productie ook bij een lagere druk kan plaatsvinden. Daarnaast kan voor gaswinning uit mature velden ook inzet van andere productiechemicaliën, zoals corossion inhibitors, nodig zijn. Hierdoor kan langer en meer gas uit het veld geproduceerd worden en wordt de levensduur van het veld en de bijbehorende installaties verlengd. De eisen voor het mogen lozen van productiewater zullen naar verwachting in de nabije toekomst verder worden aangescherpt. Voor her-injectie worden ook eisen over afdoende reiniging van geproduceerd water gesteld. De mate waarin productiechemicaliën (corrosion inhibitors, foamers, H2S scavengers) in water aanwezig mogen zijn om dit water te kunnen lozen of te gebruiken voor her-injectie staat ook ter discussie.

Om langer gas te produceren uit mature velden, moeten nieuwe waterbehandelingsmethoden worden ontwikkeld. In eerdere onderzoeksprojecten (fasen) zijn verschillende scheidingsmethoden geëvalueerd. Membraanfiltratie met keramische SiC-membranen blijkt één van de potentieel geschikte methoden te zijn om de emulsie zodanig te behandelen dat het aan de kwaliteitseisen voldoet. Een volgende stap is demonstratie van deze technologie op pilotschaal. Om de pilotschaal te realiseren zijn er verschillende onshore en offshore locaties geëvalueerd en is geïnventariseerd welke stappen nodig zijn om de pilot uit te voeren. Omdat in de pilot vooral naar de invloed van twee additieven corrosion inhibitor en foamer gekeken wordt, blijkt de locatiekeuze bepaald te worden door de aanwezigheid van deze additieven. Een locatie waar corrosion inhibitor toegepast wordt is alleen offshore te realiseren. Daarom zal rekening gehouden moeten worden met zowel offshore als onshore omstandigheden. Voor alle locaties geldt dat er onder ATEX-condities gewerkt moet worden. Ook is de beschikbaarheid van de relevante vergunningen op de locatie belangrijk. Omdat de pilotinstallatie in principe ‘plug and play’ moet zijn, is er bij de selectie van locaties ook rekening gehouden met de aanwezige faciliteiten en de aansluiting van de pilot daarop. Het project heeft naast de evaluatie van de pilotlocaties als resultaat
een draaiboek opgeleverd voor de opzet van een veldtest om de prestaties te kunnen meten van SiC-membranen bij het reinigen van productiewater afkomstig van aardgas- of aardolieproductie.

Het project levert een bijdrage aan de beoogde kennisontwikkeling op dit gebied. Om het traject van de innovatie en technologieontwikkeling af te kunnen ronden, is het nodig dat in een finale ontwikkelingsfase 4 (vervolgproject) op TRL7-niveau kennis wordt opgedaan waarmee de robuustheid van de technologie wordt verbeterd. Na afronding van fase 4 kan de ontwikkelingsfase worden afgesloten en echte demonstratie en implementatie van de ontwikkelde technologie plaats vinden.

Projectdoelstelling

Het evalueren van diverse pilotlocaties en inventariseren/bepalen welke stappen nodig zijn om een demonstratie van de technologie te geven op pilotschaal. 

Projectbeschrijving

Ter voorbereiding op de bouw en installatie van de pilot zijn de volgende activiteiten uitgevoerd: 

Proces engineering


Alvorens de pilot membraaninstallatie te ontwerpen, is vastgesteld welke doelen bereikt moeten worden met de installatie en wat dit betekent voor de uitvoering van de installatie. Vervolgens is er een P&ID van de membraaninstallatie gemaakt en gekeken wat (apparatuur en voorzieningen) nodig is om deze installatie te integreren in de bestaande faciliteiten op de testlocatie.

Mechanische engineering

De mechanische onderdelen in de pilot zijn gespecificeerd (b.v. type aansluitingen, kleppen, materiaalkeuze etc.).


E&I engineering

Het ontwerp van de elektrische installatie en instrumentatie is uitgevoerd.

HSE analyse

In deze analyse zijn alle aspecten benoemd die van invloed zijn op het veilig en gezond werken met oog voor de milieu-implicaties. 

HAZID studie
Op basis van de P&ID van de installatie zijn mogelijke risico’s geïdentificeerd en maatregelen beschreven om deze risico’s te beheersen (als voorbeeld is de membraaninstallatie gekozen).

Resultaten

Evaluatie mogelijke pilotlocaties 
De voorkeur gaat uit naar een onshore-locatie, omdat dit onder meer logistiek veel gemakkelijker is voor zowel aanvoer van materialen en personeel en daardoor ook goedkoper. Onshore is er meer flexibiliteit en kan de pilotlocatie ontkoppeld worden van de gasproductielocatie. Maar omdat in de pilot vooral naar de invloed van twee additieven corrosion inhibitor en foamer gekeken wordt, blijkt de keuze bepaald te worden door de aanwezigheid van deze additieven. Een locatie waar corrosion inhibitor toegepast wordt is alleen offshore te realiseren. Daarom zal met de voorbereiding van de pilot rekening gehouden moeten worden met zowel offshore- als onshore-omstandigheden. Offshore zijn in principe alle gasproductieplatforms geschikt wanneer er voldoende ruimte en utility voorzieningen zijn. In een offshore-situatie zal de installatie op een gasproductieplatform komen te staan en zal het ontwerp en de uitvoering van de pilot sterk bepaald worden door de lokale omstandigheden. Voor alle locaties geldt dat er onder ATEX-condities gewerkt moet worden. De ATEX-classificatie zal echter ook afhangen van de omliggende activiteiten. Tevens is de beschikbaarheid van de relevante vergunningen op de locatie belangrijk. Omdat de pilotinstallatie in principe ‘plug and play’ moet zijn, is er bij de selectie van locaties ook rekening gehouden met de aanwezige faciliteiten en de aansluiting van de pilot daarop. Offshore is een gasproductieplatform geselecteerd waar corrosion inhibitor toegepast wordt en onshore is bijvoorbeeld Plant One in Rotterdam een geschikte locatie (ontkoppeld van gasproductie) om een pilot uit te voeren. In deze laatste situatie zal dan wel rekening gehouden met de wijze waarop aan- en afvoer van productiewater voor de pilot georganiseerd wordt.

Het project heeft verder als resultaten opgeleverd:

• Een draaiboek voor de opzet van een veldtest voor het meten van de prestaties bij het reinigen van productiewater afkomstig van aardgas- of aardolieproductie
• Resultaten m.b.t. proces engineering
• Resultaten m.b.t. mechanische engineering
• Indicatie van de te adresseren productieparameters 
• Resultaten m.b.t. elektrische engineering 
• HSE-analyse
• De resultaten van een uitgevoerde HAZID-analyse


Veel van de informatie is vertrouwelijk, is onder voorwaarden gedeeld en eigendom van bij een eventuele veldtest te betrekken partijen (zoals de P&ID van de leverancier van de membraanmodule). Het uitvoeren van de veldtesten zelf valt buiten de scope van dit project – en daarmee ook daarmee behaalde resultaten. Wel kan gemeld worden dat dankzij dit project rond maart 2017 een eerste succesvolle veldtest op corrosie inhibitor bevattend geproduceerd water uitgevoerd is op een offshore gasproductieplatform. Ook daarmee is essentiële kennis vergaard om tot verdere implementatie van de technologie te kunnen komen.