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Trattamento delle acque di fratturazione da estrazione di shale gas

By 15 Settembre 2016case, oil, pcf_it

Il cliente
Il nostro cliente è un’azienda appartenente ad un gruppo con sede nell’Est Europa specializzato in attività di trivellazione e servizi agli impianti di estrazione ed esplorazione.

Le esigenze del cliente
Lo shale, è una roccia sedimentaria costituita prevalentemente da particelle consolidate di argilla. Lo shale gas, o gas da argille, è gas metano (al 90%) prodotto dalla digestione anaerobica della materia organica contenuta in queste particelle. Rappresenta un’importante fonte di gas naturale per paesi come gli Stati Uniti, il Canada, l’Europa, l’Asia e l’Australia.

Il gas intrappolato nei micro-pori dell’argilla non può essere estratto agevolmente senza stimolarne la fuoriuscita. Per migliorare dunque la permeabilità degli strati rocciosi e facilitare l’espansione del gas, i pozzi vengono trivellati sia orizzontalmente che verticalmente e si esegue una sequenza di fratture orizzontali in cui viene iniettata dell’acqua ad alta pressione che successivamente dev’essere necessariamente recuperata e trattata, prima di poter essere scaricata.

La soluzione fornita
L’impianto di trattamento delle acque reflue fornito al cliente comprende una fase di chiariflocculazione ed un sistema di filtri a pressa seguito da due step di evaporazione. L’acqua inizialmente subisce una chiarificazione durante la quale vengono opportunamente dosati dei prodotti chimici per la precipitazione di parte dei solidi sospesi e dei metalli. Successivamente, il filtro a pressa si occupa di eliminare i solidi rimanenti. L’acqua così trattata, contenente ancora sostanze organiche inquinanti e con una forte concentrazione di cloruri e solfati, viene inviata agli evaporatori. Il primo step è costituito da una serie di tre EVALED® PC E8000, ciascuno di essi con la capacità di 8000 l/giorno di distillato ed un consumo energetico specifico di 0,15 kW/h per litro, che recuperano circa il 70% della portata iniziale di refluo. Il concentrato di queste unità viene invece utilizzato per alimentare altri due evaporatori EVALED®, questa volta della serie PC R2000, ciascuno con una capacità di 2000 l/giorno di distillato ed un consumo energetico specifico di 0,12 kW/h per litro, impiegati per un’ulteriore riduzione dei volumi, pari a 1,5 volte.

Il distillato proveniente dalla fase di evaporazione viene scaricato direttamente al suolo, mentre il concentrato viene raccolto e destinato ad una società di smaltimento rifiuti.

Risultati & Vantaggi
Gli evaporatori EVALED® PC E8000 sono in grado di produrre un concentrato contenente fino a 300 g/l di solidi disciolti, metre quello delle unità R2000 contiene fino a 450 g/l di sali.
Le performance dell’impianto permettono una resa eccellente in termini di qualità del distillato e di riduzione dei volumi di refluo da smaltire.

La Tabella sottostante illustra le caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua di fratturazione e del distillato proveniente dagli evaporatori.

Parametri U.M. Acqua di fratturazione Distillato
pH 6 -7 7 – 8
Solidi sospesi mg/l 2000 – 4000 < 5
TDS 105°C % 3 – 10 < 0.1
Conducibilità µS/cm 40000 – 65000 50 – 200
COD mg/l 1500 – 5500 150 – 200
Cloruri mg/l 15000 – 45000 < 50
Solfati mg/l 1000 – 6000 < 10
Oli mg/l 1000 – 2000 < 50
Calcio mg/l 200 -1800 (*) < 2

– (*) prima della chiriflocculazione
Un ulteriore valore aggiunto offerto dalle unità EVALED® applicate per il trattamento delle acque di fratturazione per l’estrazione di shale gas è la non trascurabile opportunità di spostare gli evaporatori sul territoio, in base alla dislocazione dei pozzi di trivellazione.