从压裂井中的咸水进行经济有效的处理

从操作石油或气体生产的水，通常在接触地下岩石后的咸味非常咸，可以使用电渗析清洁其盐和其他污染物，然后重复使用以减少所需的淡水量。该图说明了该过程，在深蓝色和浅蓝色的淡水中咸水。使用膜和电荷的电渗析工艺在圆内部示出。插图：Jose-Luis Olivares / MIT（Inset Image由研究人员提供）

一个新出版的研究揭示了电渗盖机构如何提供石油和天然气井的经济高效处理。

通过液压压裂或压裂生产的石油和天然气的繁荣被视为满足美国能源需求的福音。但该过程的一个副产品是数百万加仑的水，这些水比海水在海水中浸出，从表面深的岩石浸出。

现在，麻省理工学院和沙特阿拉伯的研究人员表示，他们已经发现了一种经济的解决方案，用于从该水中取出盐。新的分析本周在杂志应用能源中出现，是由MIT教授John Lienhard，Postdoc Ronan McGovern和其他四个的文件。

它们提出处理从油气井中流动的“产生的水”的方法是几十年来已知的，但未被认为是极其高盐水的可行候选者，例如由此产生的油气井。该技术，电码，“已经存在了至少50年，”Lienhard，Abdul Latif Jameel教授水和食品教授以及清水和清洁能源中心主任，在麻省理工学院和国王石油公司矿物质（KFUPM）。

该研究团队还包括亚当·威尔，研究生Lige Sun和麻省理工学院的大学生切斯特分庭，以及在KFupm的教授。

“电渗析通常被认为是对相对低盐水的有利，”Lienhard说 - 如咸水，浅地下水在许多地方发现，通常在海水的十分之一的盐度左右。但新的分析表明，电渗土也在经济上可行，在盐度谱的另一端。

额外咸

生产的水从化石燃料井中的水有盐度，比海水大3倍到六倍;新的研究表明，通过电渗析的连续阶段可以有效地消除该盐。

研究人员说，这个想法不会充分净化水以使其能够饮用。相反，它可以清洁足以使其重用作为在随后的井中注入的液压压裂液的一部分重用，从而显着减少了来自其他来源所需的水。

Lienhard解释说，如果您试图制作纯净水，电渗透度变得越来越少，因为水少盐水，因为它要求电流通过水本身流动：咸水良好地进行电，但纯净的水没有。

MIT机械工程系和铅铅作者的博士后麦戈尔恩表示，所提出的系统的另一个优势是“我们去除的盐量的灵活性。我们可以生产任何水平的输出盐度。“他说，安装电镀系统的成本似乎对其他广泛使用的系统进行了比较，以便处理生产的水。

目前尚不清楚，麦格多恩说，最佳盐度是用于压裂流体的。“目前的大问题是你应该重复使用水的盐度，”他说。“我们提供一种能够控制这种集中的方法。”

过滤

在到达海水淡化阶段之前，研究人员设想使用常规过滤除去水中的化学杂质。一个剩余的不确定度是用于电渗析的膜的膜在暴露于含有油或气体的痕量之后会抵押。“我们需要一些基于实验室的响应表征，”McGovern说。

如果系统的工作以及此分析表明，它不仅可以在需要从农业，饮用水或其他用途中受到影响的淡水量，但也可以显着降低受污染水量的淡水这需要从这些钻井场所处理。

“如果你能关闭周期，”Lienhard说：“你可以减少或消除对淡水需求的负担。”他说，这在德克萨斯州的主要油产地区可能尤为重要，这已经遇到了水资源稀缺。

Lienhard现在提供电渗析技术，但解释说，此应用程序将需要开发一些新设备。

在以色列本·吉尔尼亚大学研究海水化和水处理的杰克·吉尔（没有参与这项研究）表示，该团队已经“创造了令人印象深刻的令人印象深刻地证明了它们的系统方法[Electrodialsis]性能[in]生产的水系统。”然而，他补充说：“作者正确地指出，必须回答缩放和有机污垢的问题，以实际上将[电渗透]施加到这种系统的实践中。”

这项工作得到了KFUPM，Hugh Hampton Young Memorial奖学金和麻省理工学院能源倡议的支持。

出版物：Ronan K.Cggovern等，“关于高盐度饲料的电渗析成本，”应用能源，2014年12月31日，第649-661号“第64卷”; DOI：10.1016 / J.Apenergy.2014.09.050

图像：Jose-Luis Olivares / MIT（Inset Image由研究人员提供）