[發明專利]一種油田注水和注聚用水的制備方法

有效

• 申請號: 201210513841.3
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102942282A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 蘇保衛;高學理;王燕;高從堦
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于油田開發技術領域，涉及一種基于納濾海水軟化技術進行海水軟化、基于膜脫氣技術進行脫氧，生產用于海上油田注水和配制驅油聚合物溶液用水的方法，特別是一種油田注水和注聚用水的制備方法。

背景技術：

我國陸上油田大多采用注水或注聚合物驅油的方式，采出污水處理所提供的水量往往難以滿足回注水的水量要求，因此需要采取其它水源作為補充水，一般采用清水（河水或打水源井抽取淺層地下水）作補充注水，注水開發和聚合物驅油也是海上油田開發一項重要的提高采收率舉措，這兩種提高采收率方式均需要合適的水源，特別是聚合物驅技術對配制聚合物溶液用水的硬度和礦化度等都有較高的要求；但海上油田開發目前面臨的挑戰之一就是淡水資源缺乏，常用的水源是通過打水源井提取地層清水獲取的，但是，打水源井的成本一般較高，且水量一般不易保證；用高鹽高硬度的海水直接作為注水則與地層水不配伍，會與地層粘土和地層水發生作用，導致結垢和粘土運移等，造成嚴重的油井和地層堵塞；如果用海水直接配聚，則因為海水的礦化度和二價離子含量很高，常規聚合物所配制的聚合物溶液粘度很低，達不到驅油效果，若使用耐鹽聚合物則成本相對較高，且聚合物用量大，因此，海上油田注水開發和聚合物驅油開發的技術關鍵之一是尋找能與地層水配伍的大量水源作為注入水或作為配制聚合物溶液用水。

目前，納濾海水軟化技術在油田注水開發中的應用大多以去除海水中易結垢的二價硫酸根離子后直接作為油田采油注入水為目的，如美國馬拉公石油公司專利US4723603A1和美國GE公司專利US2004007358(A1)；中國專利ZL200910016067.3（本申請者）公開了一種用納濾膜進行海水軟化和采出水的深度處理，并通過清污混注，降低油田采油集輸系統與地層結垢的方法；在納濾技術用于注聚開發方面，中國專利申請號200710113282.6公開了一種將海水或苦咸水用于油田注水及配聚過程的方法，利用旋流和膜分離集成技術，這種方法存在旋流器無法去除低密度顆物的固有缺點。以上專利均沒有考慮注入水或配聚用水的脫氧問題，無論是注水還是配聚驅油，都要求含氧量不能超過0.1mg/L,否則易造成采油管線嚴重腐蝕，腐蝕問題是海上油田開發存在的主要問題之一。目前多采用熱力或超重力除氧的方式，需要消耗較多的能量。配聚溶液中的氧的存在還易造成聚合物的氧化和斷鏈，造成聚合物降解和粘度下降，降低驅油效果。此外，在膜應用過程中，水溫每下降一度，膜通量下降3%左右，因此，冬季膜通量大幅度下降，僅為25度時的一半或三分之一左右，而油田注水開發和注聚開發所需的水量不會因此改變，為確保冬季正常提供足夠的水量就需要膜裝置具有非常寬的操作彈性，這對于膜過程的設計與運行是非常困難的。一般只能采用增大膜面積的方式，從而大大增加占地面積，這對于海上采油平臺及海上浮式采油儲油輪（PFSO）的有限空間來說是代價很高的。因此，海上油田注水和注聚開發的關鍵環節之一是確保提供與地層水和儲層配伍的注入水和配制聚合物溶液用水，并確保所需要的水量，才能維持油田穩定生產，并降低后處理成本，提高采油過程的經濟效益。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，針對海上油田注水開發和配聚驅油中存在的問題，并針對海上采油平臺及海上浮式采油儲油輪（PFSO）的有限空間，尋求設計提供一種油田注水開發和注聚開發用水的制備方法，采用前處理、預熱、超濾、納濾、膜法脫氣的緊湊式集成膜法處理工藝技術，為海上油田注水開發和注聚開發提供所需要的軟化水，降低結垢趨勢和腐蝕速率，提高配聚驅油效果，提高采收率。

為了實現上述目的，本發明的主體工藝步驟包括：

（1）、將海水采用常規的電解制氯裝置進行殺菌殺藻；

（2）、將步驟（1）得到的海水經過疊片式自清洗過濾器去除粒徑為50μm以上的懸浮顆粒物和藻類，得過濾海水；

（3）、將過濾海水經過一級預熱器與納濾濃水進行逆流流動換熱，吸收納濾濃水的熱量，將原水溫度提高3～10℃，回收熱量之后的納濾濃水直接排放，得預熱后的過濾海水；

（4）、將預熱后的過濾海水經過二級預熱器與采出水進行逆流流動換熱，進一步提高海水溫度至25～35℃，并通過流量閥門控制海水溫度不超過40℃；

（5）、用低壓泵將步驟（4）得到的海水輸送至超濾裝置，去除過濾水中的微量懸浮物質、大分子有機物、殘留油分、藻類和細菌，得到的超濾產水SDI小于3.0，濁度小于0.1NTU；超濾濃水直接至一級預熱器加熱海水，將熱量傳遞給海水后，超濾濃水直接排放；