[發(fā)明專利]利用來(lái)自水純化處理的廢水生產(chǎn)油和氣的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780051664.9
• 申請(qǐng)日: 2007-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN101610982A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰拉爾德·J·格羅特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杰拉爾德·J·格羅特
• 主分類號(hào): C02F1/00
• 分類號(hào): C02F1/00;C02F1/42
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 曹津燕

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及利用來(lái)自水純化處理的廢水生產(chǎn)油和氣的方法。

水純化處理一般生成“相對(duì)潔凈的水”的第一流出液和包含不需要的 污染物的“廢水”的第二流出液。例如，通過去除鈣和鎂對(duì)硬水軟化對(duì)于 工業(yè)和家庭的使用而言都是必需的。

已知的水軟化處理是通過離子交換、膜軟化或沉淀的方法進(jìn)行的。在 離子交換處理中，二價(jià)的鈣和鎂離子與一價(jià)的鈉交換，并且通過大量過量 的氯化鈉實(shí)現(xiàn)了離子交換樹脂的再生。該處理產(chǎn)生再生流出液，該流出液 通常為不得不被丟棄的相對(duì)濃的鈉、鈣和鎂的氯化物的水溶液。可選擇地， 能夠利用將氫離子與鈣和鎂離子交換的弱酸性樹脂，并且可以使用礦物酸 再生失去效力的樹脂。盡管該方法產(chǎn)生較少的廢水，但是它比較昂貴并且 產(chǎn)生具有腐蝕性的酸性較強(qiáng)的軟水。膜軟化將鈣、鎂的鹽和其它二價(jià)離子 的鹽濃縮，生成需要高成本處理的廢水。傳統(tǒng)的沉淀處理通過“石灰-蘇打” 法來(lái)進(jìn)行，其中將石灰加到硬水中以將水溶性碳酸氫鈣轉(zhuǎn)化為不溶于水的 碳酸鈣。該處理也會(huì)產(chǎn)生難于過濾并需要笨重設(shè)備的廢水。

因此，廢水的處理對(duì)于社會(huì)而言已經(jīng)成為昂貴的問題。例如，僅僅在 加利福尼亞州，水處理的操作和油田就產(chǎn)生了含有大約800,000噸混合的 鈉、鈣、鎂的氯化物和硫酸鹽的大約16.1億加侖的廢水。這些廢水的處理 每年要花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元。在世界的其他地方，廢水的處理甚至已經(jīng)更成問 題，并且為處理付出的努力每年要花費(fèi)數(shù)十億美元。以回收和利用鹽成分 的方式對(duì)含鹽廢水進(jìn)行經(jīng)濟(jì)利用是非常有利的，由此可以為社會(huì)帶來(lái)利 益。

農(nóng)田與灌溉用水通常不能接受含量高的鈉。含有相對(duì)于鈣鹽和/或鎂鹽 更大量的鈉鹽的灌溉用水能夠在土壤中形成鈉鹽的積累。這種鈉過量的土 壤導(dǎo)致土壤膠狀顆粒的分散以及土壤pH的升高。當(dāng)干燥時(shí)，膠狀顆粒的 分散導(dǎo)致土壤變硬，并且對(duì)水的滲透和浸透的抵抗能力提高。當(dāng)濕潤(rùn)時(shí)， 由于土壤膨脹，富含鈉的土壤也會(huì)阻止水的滲透。土壤和灌溉用水的總鹽 度也是受到關(guān)注的。鹽度指的是水中的總鹽量，鹽度中重要的正離子(陽(yáng) 離子)為鈣、鎂和鈉離子，以及重要的負(fù)離子(陰離子)為氯、硫酸根和 碳酸氫根離子。

所有的灌溉用水都含有一些溶解的鹽。當(dāng)土壤具有高含量的溶解鹽， 或灌溉用水具有足夠的鹽以提高土壤的鹽度時(shí)，土壤就傾向于保持水分， 而非借助滲透壓通過植物的根吸收來(lái)釋放水。即使土壤含有大量的水分， 植物也將會(huì)由于不能吸收必需的水分而枯萎。

發(fā)明簡(jiǎn)述

簡(jiǎn)言之，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明人改進(jìn)了油井或氣井的鉆探或生產(chǎn)。這 些改進(jìn)提供了之前只能被丟棄的水的有益且經(jīng)濟(jì)的用途。

在一個(gè)實(shí)施方案中，改進(jìn)包括以下步驟的組合：收集含有以重量計(jì)為 0.15％或更多的Na、Ca、Mg、K、Cl、SO₄或CO₃的鹽或其組合的被污染 的水，對(duì)被污染的水進(jìn)行分離處理以生成基本上是固體的或液體的第一分 離產(chǎn)物和基本上是固體的或液體的第二分離產(chǎn)物，并且將這些產(chǎn)物之一作 為增重劑加到鉆井液中。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，改進(jìn)包括以下步驟的組合：收集含有 以重量計(jì)為0.15％或更多的Na、Ca、Mg、K、Cl、SO₄或CO₃的鹽或其組 合的被污染的水，對(duì)被污染的水進(jìn)行分離處理以生成基本上是固體的或液 體的第一分離產(chǎn)物和基本上是固體的或液體的第二分離產(chǎn)物，與收集的水 相比，第一分離產(chǎn)物中氯化鈉增加，氯化鎂和氯化鈣減少或其組合，第二 分離產(chǎn)物中氯化鈉減少，氯化鎂和氯化鈣增加或其組合，將第一分離產(chǎn)物 用于混合鹽飽和的水泥，并且將水泥用于鉆孔套管。

在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中，改進(jìn)包括以下步驟的組合：收集含有 以重量計(jì)為0.15％或更多的Na、Ca、Mg、K、Cl、SO₄或CO₃的鹽或其組 合的被污染的水，對(duì)被污染的水進(jìn)行分離處理以生成基本上是固體的或液 體的第一分離產(chǎn)物和基本上是固體的或液體的第二分離產(chǎn)物，與收集的水 相比，第一分離產(chǎn)物中氯化鈉增加，氯化鎂和氯化鈣減少或其組合，第二 分離產(chǎn)物中氯化鈉減少，氯化鎂和氯化鈣增加或其組合，并且將第一廢產(chǎn) 物注入到油井或氣井的地層中以改善生產(chǎn)。