유연한 제어. 다양한 수처리.

생산수 관리의 더 나은 방법 

원유는 유전에서 추출되는 유일한 요소가 아닙니다. 자연적으로 존재하는 물, 즉 “생산수”는 환경 규정을 준수하는 방식으로 반드시 관리해야 하는 항상 존재하는 부산물입니다.

물은 시추 및 파쇄에도 필수적입니다.

Endpoint Industrial Controls의 CEO John Clay는 “물은 유정 시추 과정에서 압력을 균등하게 하고 노출된 암석을 안정화하는 데 사용되는 '시추 머드'의 주요 성분입니다.”라고 말했습니다. “물은 또한 균열을 생성하는 데 사용되어 탄화수소가 더 쉽게 흐를 수 있도록 합니다.”      

고염분의 미처리 생산수는 시추 및 파쇄 작업에 적합하지 않습니다. 그리고 비교적 최근까지 대부분의 생산수는 엄격하게 규제되는 염수 처리(SWD) 유정으로 파이프라인을 통해 운반되었습니다. 석유 회사들은 생산에 필요한 물을 다른 수원에 의존했습니다.

하지만 수처리 역량이 확대되면서 생산수는 점점 더 많이 재활용되고 있습니다. 한 생산수 미드스트림 회사가 그 선두에 있습니다. 이 회사는 혁신적인 수처리 및 재활용 기술에 맞는 민첩한 제어 시스템을 위해 Endpoint에 도움을 요청했습니다.    

Endpoint Industrial Controls는 석유 및 가스, 재생에너지, 제조 등 다양한 산업을 위한 턴키 자동화 및 제어 솔루션을 제공합니다. 본사는 콜로라도주 러브랜드에 있으며, Rockwell Automation® PartnerNetwork™ 프로그램의 일원입니다.

시스템 복잡성 및 용량 요구 사항

2013년에 설립된 Endpoint의 고객은 텍사스 서부와 뉴멕시코의 석유가 풍부한 퍼미안 분지 전역에 지리적으로 분산된 12개 이상의 물 재활용 시설과 관련 파이프라인을 운영하고 있습니다. 이들 시설은 총 120만 배럴의 생산수를 하루에 관리합니다.

“이 회사는 영구 시설과 이동식 유닛을 모두 보유하고 있습니다.”라고 Clay는 말했습니다. “이동식 시스템은 몇 달 또는 몇 년 동안 설치되었다가 다른 현장으로 이동할 수 있습니다.”

용존 공기 부상(DAF) 기술이 시스템의 핵심입니다. 유입수는 DAF 용기에 펌핑되며, 여기서 응집제, 플록큘런트, 산화제 등 다양한 화학약품으로 물을 처리합니다. 압축된 기류가 도입되어 용액 내에 미세 기포를 생성합니다.

물 속의 가벼운 입자는 기포에 달라붙어 표면으로 떠오르고, 무거운 입자는 바닥으로 가라앉습니다. 이 입자들(대부분 탄화수소, 화학물질, 고형물)은 슬러지로 제거됩니다. 처리된 방류수는 투명도 테스트를 거쳐 저장된 후, 재사용을 위해 프래킹 작업장으로 펌핑됩니다.

제어 관점에서 이 시스템은 두 가지 중요한 과제를 제시합니다.

“첫째, 이 현장들은 모두 동일하지 않으며, 하나의 DAF 또는 여러 유닛을 다룰 수 있습니다.”라고 Clay는 설명했습니다. “둘째, 시스템은 분당 최대 3000갤런, 즉 현장 내 각 DAF당 하루 100000배럴의 물을 관리할 수 있을 만큼 충분히 반응성이 있어야 합니다.”

원격 위치에서의 적응형 제어  

수처리 솔루션은 프로젝트별로 설계되기 때문에 Endpoint는 Rockwell Automation®의 민첩한 PlantPAx® 분산 제어 시스템(DCS)을 기반으로 제어 솔루션을 구축했습니다.

Clay는 “현장마다 계기 변경이 자주 발생합니다.”라고 말했습니다. “PlantPAx 플랫폼을 사용하여 짧은 기간에 높은 구성 가능성을 제공하는 프로그램을 개발했습니다.”