Critical Elements Extraction from Flowback and Produced Water: From Lab to Field
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Flowback and produced water (FPW) from multi-fractured horizontal wells (MFHWs) are possible sources of critical elements (CE) from unconventional hydrocarbon reservoirs. The objective of this study is to compare temporal variations of CE (Li, Mg) concentrations in FPW at lab- and field-scales, with examples from prominent Canadian unconventional hydrocarbon plays. A secondary objective was to evaluate whether CE could be extracted (i.e. ‘leached’) from reservoir rocks by FPW. Quantifying elemental leaching is important for reserves evaluation and identifying the relative importance of mechanisms contributing to CE enrichment in FPW (e.g., fluid mixing vs. fluid-rock interaction). High-temperature (150 °C), high-pressure (2200 psi) fluid-rock interaction experiments were conducted on three crushed-rock Montney (siltstones/sandstones) and Duvernay (organic/clay-rich shales) samples with variable composition, fabric, and reservoir quality. Time-lapsed fluid analysis (+30 days), using spectroscopy and ion chromatography (ICP-OES/IC) enabled observations of Li and Mg concentration profiles at the lab-scale. Lab-scale Li and Mg concentration profiles were then compared to post-fracture Li and Mg concentration profiles from multiple MFHWs completed in the Montney and Duvernay formations (public data). At the lab-scale, maximum measured Li concentrations for the Montney and Duvernay samples were 0.27 mg/L and 0.53 mg/L, respectively. Maximum lab-scale Li recoveries were significantly (about two orders of magnitude) smaller than those measured in the field (28-72 mg/L for the Montney wells, 26-54 mg/L for the Duvernay wells). This could be attributed to the 1) dominance of the fluid mixing mechanism in the field, relative to fluid-rock interaction, 2) variable rock-water mass ratios at lab and field scales, and/or limited (initial) content of Li in the analyzed samples, amongst other factors. Lab-scale Li and Mg concentration profiles exhibited similarities to and discrepancies with those observed in the field. Notably, larger Li concentrations (up to twice) were associated with lower pH, in agreement with field observations. Interestingly, lab-scale Li and Sr concentrations appear to co-vary for the Duvernay FPW, in agreement with field observations, suggesting the possibility of using Sr as a ‘proxy element’ for predicting Li anomalies in the Duvernay FPW. Quantifying temporal evolution of CE concentrations in FPW is essential for evaluating the feasibility of CE recovery from MFHWs and the selection of optimal Li extraction technologies over the well lifetime. This study provides the first-time comparison between lab- and field-scale temporal variations of CE concentrations in FPW for the purpose of evaluating CE extraction from unconventional hydrocarbon reservoirs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».