随伴水
ペンシルベニア州の掘削リグで掘削されているシェールガス井

産出水とは、石油産業や地熱産業において、石油や天然ガスの抽出中に副産物として生成される水、[ 1 ]または熱抽出の媒体として使用される水を指す用語です。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]炭化水素とともに産出される水は、一般的に汽水で塩分を帯びた性質です。[ 6 ]石油貯留層やガス貯留層には、炭化水素だけでなく水が含まれることが多く、炭化水素の下にある層にある場合もあれば、石油やガスと同じ層にある場合もあります。地熱発電所では、産出水は通常高温です。産出水には溶解した溶質やガスを含む蒸気が含まれており、地熱系の地質学的、化学的、水文学的特性に関する重要な情報を提供します。[ 2 ] 油井は石油とともに大量の水を産出することがありますが、ガス井は少量の水しか産出しない傾向があります。

油田が古くなると、炭化水素を生産する自然な駆動力が低下し、生産量が減少します。石油回収率を最大限に高めるために、水攻法（ウォーターフラッディング）がしばしば実施されます。これは、油層に水を注入して石油を生産井へ押し出す方法です。沖合では海水が用いられます。陸上施設では、注入水は河川、処理済み産出水、または地下水から得られます。注入水は、注入に適した状態にするために、多くの化学物質で処理されます。注入水は最終的に生産井に到達し、水攻法の後期段階では、総生産量に占める産出水の割合（「カット」）が増加します。[ 7 ]

水質

水の組成は、井戸ごとに、また同じ井戸の寿命の中でも大きく異なります。 生産水の多くは塩水であり、ほとんどの地層では、再利用するには高すぎる総溶解固形物が生成されます。 油田では、ほぼすべての生産水に油と浮遊固形物が含まれています。[ 8 ]生産水には重金属や微量の天然放射性物質（NORM）が含まれることもあり、時間が経つと井戸の配管に放射性スケールが堆積します。[ 9 ] [ 10 ]生産水中に含まれる金属には、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、バリウムなどがあります。[ 11 ]地熱地帯では、生産水はHCO3-Ca⋅Mg、HCO3-Na、SO4⋅Cl-Naの3つの化学的タイプに分類されます。[ 2 ]米国環境保護庁（EPA）は1987年と1999年に、掘削と操業中に、機器やケーシングへの固形物の堆積を減らすために添加剤が使用される可能性があることを示しています。地熱発電のために地下層から生産される水は、総溶解固形物、フッ化物、塩化物、硫酸塩の一次および二次飲料水基準を超えることがよくあります。

水管理

生産水を処分するための注入井の図

従来の地熱システムとEGSの両方において、発電所のライフサイクル全体を通して水が必要です。従来のプロジェクトでは、資源で利用可能な水は通常、発電所の運転中のエネルギー生成に使用されます。[ 12 ]

歴史的に、生産水は大規模な蒸発池に廃棄されていました。しかし、環境と人体の健康の両方の観点から、この廃棄方法はますます受け入れられなくなっています。生産水は産業廃棄物とみなされています 。[ 13 ]

再利用のための幅広い管理オプションとしては、直接注入、環境上許容される未処理水の直接使用、または廃棄またはユーザーへの供給前に政府が発行した基準に従って処理することなどがある。処理要件は世界各地で異なる。米国では、これらの基準は米国環境保護庁（EPA）によって地下注入[ 14 ] [ 15 ]と表層水への排出について発行されている[ 16 ]。飲料水や農業への有益な再利用が研究されているものの、業界ではコスト、水の入手可能性、公衆衛生上の懸念からこれらの対策は採用されていない[ 17 ] 。

重力分離装置、ハイドロサイクロン、プレートコアレッサー、溶解ガス浮上法、ナッツ殻フィルターなどは、生産水からの廃棄物を処理するために使用される技術の一部です。[ 18 ]

放射能

道路の凍結防止に産出水を使用することは安全ではないと批判されている。[ 19 ]

2020年1月、ローリングストーン誌は、生産水中の放射能含有量と、それが全米の労働者や地域社会に及ぼす影響について、詳細なレポートを掲載しました。オハイオ州の工場から採取された塩水サンプルをピッツバーグ大学の研究所で検査したところ、ラジウム濃度が3,500 pCi/Lを超えることが報告されました。原子力規制委員会（NRC）は、ラジウムの最も一般的な同位体であるラジウム226とラジウム228について、産業排水をそれぞれ60 pCi/L未満に抑えることを義務付けています。 [ 20 ]

参照

参考文献

  1. ^クレムツ、アナ・キャロライン;ヴェッシェンフェルダー、シルビオ・エデガー。リマ・デ・カルヴァーリョ・ネト、サルヴィオ。パスコアル・ダマス、マイラ・ステファニー。トレド・ヴィヴィアーニ、ジュリアーノ・セザール。マズール、ルシアナ・プラゼレス。マリーニョ、ベリサ・アルカンタラ。ペレイラ、レオナルド・ドス・サントス。ダ・シルバ、アドリアーノ。ボルヘス・ヴァッレ、ホセ・アレクサンドル。デ・ソウザ、アントニオ・アウグスト大学;ゲリ・U・デ・ソウザ、マサチューセッツ州セレーネ（2021-04-01）。「液液抽出による油田生成水処理: レビュー」。石油科学および工学ジャーナル。199 108282. Bibcode : 2021JPSE..19908282K。doi : 10.1016/j.petrol.2020.108282 . ISSN  0920-4105 . S2CID  233073324 .
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