Trennung von Öl, Gas und Wasser

Das Rohöl aus der Bohrung ist normalerweise ein Gemisch aus Öl, Gas und Wasser. Zur Verarbeitung des Öls und seiner Bestandteile werden diese drei Komponenten zunächst getrennt. Je nachdem, ob das Rohöl Gas enthält oder nicht, ist eine Zwei- oder Dreiphasentrennung erforderlich.

Bohrungen mit hohem Gasanteil weisen auch einen hohen Druck auf. In der Separationsanlage wird dieser Druck reduziert. Dies geschieht in sogenannten Hochdruckseparatoren sowie Mittel- oder Niederdruckseparatoren. Es handelt sich um einen kontinuierlichen Prozess, bei dem am Eingang des Separators laufend Flüssigkeit und Gas zugeführt werden. Das Gas wird oben abgeführt, während sich das Öl-Wasser-Gemisch mithilfe der Schwerkraft und von Chemikalien trennt. Das Gemisch enthält auch Emulsion, die bei diesem Prozess ebenfalls Probleme verursacht. Das Emulsionsproblem und die entsprechende Lösung werden jedoch in einem eigenen Kapitel behandelt. Da Öl leichter ist als Wasser, steigt es nach oben, während das Wasser gleichzeitig nach unten sinkt. Am Ende des Separators werden Öl und Wasser getrennt abgeführt. Dieser Vorgang klingt recht einfach, ist in Wirklichkeit aber anspruchsvoll. Es müssen große Mengen an Chemikalien zugesetzt werden, und manchmal wird Wärme eingebracht, um die Trennung zu beschleunigen und möglichst reine Flüssigkeiten zu erhalten.

Die Zweiphasentrennung funktioniert wie die Dreiphasentrennung, nur dass kein Gas vorhanden ist, das entfernt werden muss. Sie erfolgt entweder kontinuierlich wie oben beschrieben oder chargenweise. Bei der chargenweisen Trennung wird das Rohöl in sehr große Tanks eingebracht und dort für eine festgelegte Zeit gelagert. Währenddessen trennt die Schwerkraft Öl, Emulsion und Wasser. Das schwerste Medium, Wasser, befindet sich unten, das leichteste, Öl, oben. Dazwischen liegt die Emulsion, ein Gemisch aus Öl und Wasser, dessen Gewicht entsprechend zwischen dem von Öl und Wasser liegt.

Nach einiger Zeit, normalerweise nach Stunden, hat sich das Rohöl getrennt und wird zu weiteren Prozessschritten gepumpt. Die Verweilzeit im Tank beruht auf Erfahrungswerten, denn auch bei längerer Lagerung trennt sich das Rohöl nicht weiter. Auch hier sind die Schwierigkeiten größer, als es zunächst scheint. Die Qualität des angelieferten Öls kann je nach Situation an den Bohrungen schwanken. Der Wasseranteil ist manchmal höher, manchmal niedriger usw. Deshalb müssen viele Chemikalien zugesetzt werden, um den Prozess zu beschleunigen und zugleich in kürzerer Zeit eine bessere Trennung mit reineren Komponenten zu erzielen.

Die elektrostatische Trennung wird ebenfalls eingesetzt, um Rohöl mit geringerem Wasseranteil zu trennen. Im Separator befindet sich ein Drahtgitter, über das ein elektrostatisches Feld in der Flüssigkeit erzeugt wird. Dieses elektrische Hochspannungsfeld beschleunigt die Trennung und liefert reineres Wasser und Öl. Allerdings haben auch diese Anlagen einen Nachteil: Das elektrische Feld muss an die Qualität und Zusammensetzung des einströmenden Rohöls angepasst werden. Ändert sich das Rohöl schnell, lagern sich Verunreinigungen am Gitter ab und das elektrische Feld bricht zusammen. Dies führt zu einem Prozessstillstand. Vor dem Wiederanfahren ist eine Reinigung erforderlich. Außerdem wird viel Energie benötigt, um das elektrische Feld aufrechtzuerhalten. Auch im elektrostatischen Separator sind weiterhin große Mengen an Chemikalien erforderlich.

Merus hat in vielen dieser Separatoren gezeigt, dass sich alle Ziele der Trennung verbessern lassen: Die Trennung verbessert sich um 10% und mehr. Die Trennzeit verkürzt sich um bis zu 50%. Öl und Wasser weisen eine höhere Reinheit auf. Der Chemikalieneinsatz wird optimiert; es werden 10 bis 30% weniger Chemikalien benötigt. Das elektrische Feld bricht deutlich seltener zusammen. Zudem arbeiten viele Separatoren an ihrer Kapazitätsgrenze. Bei einem höheren Wasseranteil im Rohöl muss immer mehr Flüssigkeit verarbeitet werden, um dieselbe Rohölmenge zu gewinnen. Durch eine effizientere und schnellere Trennung kann mehr Flüssigkeit durch diese Anlagen geführt werden. Eine Angabe zur Amortisation dieser Anwendung ist sehr schwierig und fällt von Anlage zu Anlage unterschiedlich aus. Berücksichtigt man allein die eingesparten Chemikalien, beträgt die Amortisationszeit nur wenige Tage.