[發(fā)明專利]采油中的采出水處理

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380015396.0
• 申請(qǐng)日: 2013-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104271879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.弗里斯克;林鉉勝;L.C.巴特斯;P.安德林;B.埃-博諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號(hào): E21B43/34
• 分類號(hào): E21B43/34;C02F1/52;C02F1/00;C02F1/24;C02F1/56;C02F101/32;C02F103/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛(ài)

背景技術(shù)

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于開(kāi)采重油和超重油的方法，更具體地講，涉及采油方法，所述方法利用過(guò)濾方法以從水處理和蒸汽生成過(guò)程上游的采出水中除去二氧化硅和殘余的油。

2.相關(guān)領(lǐng)域說(shuō)明

常規(guī)的一次采油涉及鉆井以及從井中泵出油和水的混合物以及有時(shí)是天然氣。將油與水和天然氣分開(kāi)?；厥账?被稱為采出水)可被回收用于其它用途，并且常常(且通常)被注入下地表地層。常規(guī)的開(kāi)采對(duì)于低粘度和中等粘度油，并且對(duì)于從油層中首先從油層中被采出并最容易從油層中提取的原油而言極為奏效。

對(duì)于稍后從油層中采出并更難以從油層中提取的低粘度和中等粘度油而言，使用了許多類型的提高采油率工藝。這些工藝被稱為二次采油工藝、三次采油工藝，以及更一般地說(shuō)提高采油率(EOR)工藝。常用的提高采油率工藝使用水，有時(shí)使用化學(xué)品，以從油層中提取一次采油步驟過(guò)程中不能開(kāi)采的油。常常，可使用至多20倍體積的水以開(kāi)采一體積單元的油，并且該采油工藝常常被稱為注水。當(dāng)使用化學(xué)品時(shí)，該工藝可被稱為化學(xué)驅(qū)。化學(xué)驅(qū)包括堿、表面活性劑、聚合物以及堿-表面活性劑-聚合物驅(qū)。用于該方法中的水與油以及有時(shí)與天然氣一起上升至地表。將油與水和天然氣分開(kāi)。將采出水回收、處理，然后再循環(huán)回該過(guò)程中以繼續(xù)注水。

一次采油、注水和化學(xué)驅(qū)工藝在環(huán)境溫度下操作。已經(jīng)開(kāi)發(fā)用于環(huán)境溫度工藝的油/水分離技術(shù)和水處理技術(shù)在這些采油工藝中極為奏效。然而，在環(huán)境溫度下操作的常規(guī)的一次采油工藝和提高采油率工藝對(duì)于較高粘度的重油和超重油不太有效。

采用熱方法的采油工藝用于改善重油和超重油從下地表油層中的開(kāi)采。熱方法使用蒸汽注入和原位燃燒。蒸汽注入含重油地層中是廣泛應(yīng)用的EOR方法。對(duì)于連續(xù)的蒸汽采油工藝而言，每噸采出油需要數(shù)噸蒸汽。在蒸汽輔助重力泄油方法(SAGD)中，蒸汽在高于200℃的溫度下注入，并在油層內(nèi)部冷凝，使整個(gè)油層溫度上升。較高的溫度降低油層中油的粘度并且使油和冷凝的蒸汽由于重力朝下流動(dòng)到收集井。(蒸汽冷凝并與油混合以形成油/水混合物)。通過(guò)天然壓力或通過(guò)人工提升，使油和水以及天然氣的混合物上升至地表。因?yàn)樵谏叩臏囟认逻M(jìn)行采油處理，由采出液形成更稠密的乳液并且水包含更高含量的溶解的有機(jī)物、固體和二氧化硅。此外，在許多實(shí)施SAGD的行政轄區(qū)，執(zhí)行要求生產(chǎn)者在使用非鹽補(bǔ)給水時(shí)，回收并重新使用多達(dá)至少90％的水的法規(guī)。

在地面上，在集中的SAGD設(shè)施中，通過(guò)使用去乳化化學(xué)物質(zhì)和多次水-油分離和脫油步驟將油與水分離。這些脫油步驟包括除油罐、氣浮和除油過(guò)濾器。在水脫油之后，將水送入用于除去包括二氧化硅在內(nèi)的溶解物質(zhì)的過(guò)程中。初始的油/水分離步驟在接近油層中溫度的溫度下進(jìn)行。在一次油/水分離步驟之后，使采出水流的溫度降低到水的常壓沸點(diǎn)以下，以降低對(duì)后續(xù)脫油和溶解物質(zhì)除去步驟所需的壓力容器的要求。由接近水的常壓沸點(diǎn)操作脫油和溶解物質(zhì)除去步驟產(chǎn)生顯著的節(jié)能。如果水處理工藝溫度將進(jìn)一步降低至最常用于常規(guī)水處理工藝的環(huán)境溫度，則該工藝的熱損耗將是顯著的。較高的水處理溫度施加了不太適合用于常規(guī)水處理技術(shù)的特定要求。

目前在用的用于除去溶解物質(zhì)(包括反應(yīng)性和膠態(tài)二氧化硅)的兩種方法被稱為(a)熱石灰軟化法(機(jī)械分離顆粒并弱酸陽(yáng)離子交換)，以及(b)蒸發(fā)法(機(jī)械蒸汽再壓縮)。兩種方法均足以除去水中的污染物，以使該水送入蒸汽發(fā)生器中從而制造蒸汽。然而，兩種方法不像減少過(guò)程中結(jié)垢的趨勢(shì)所需的那樣作用良好。當(dāng)使用所述方法時(shí)，水中的二氧化硅通常在蒸發(fā)器和蒸汽發(fā)生器內(nèi)部的熱石灰軟化器下游的蒸汽發(fā)生器中產(chǎn)生頻繁結(jié)垢。當(dāng)管理不當(dāng)時(shí)，結(jié)垢可導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器和蒸發(fā)器中的嚴(yán)重故障。即使在管理適當(dāng)時(shí)，結(jié)垢也可導(dǎo)致定期或不定期的停產(chǎn)增多，降低SAGD方法的能量效率，降低該方法的蒸汽生成容量，并在采油油層中產(chǎn)生阻礙采油的較低溫度。

期望回收至少90％的已被注入井中的采出水以及蒸汽。就這一點(diǎn)而言，已使用膜來(lái)除去水被其污染的二氧化硅。例如，美國(guó)專利號(hào)8,047,287采用了以橫流模式操作的陶瓷膜。

在該最終應(yīng)用中，陶瓷和其它膜通常以切向流過(guò)濾模式(又叫做橫流過(guò)濾模式)操作。橫流過(guò)濾是連續(xù)過(guò)程，其中進(jìn)料流平行于(切向)膜過(guò)濾表面流動(dòng)并產(chǎn)生兩個(gè)輸出流。在橫流過(guò)濾過(guò)程中，僅被稱為滲透物或?yàn)V液的小部分進(jìn)料(通常1-10％)作為穿過(guò)所述膜的經(jīng)純化的液體被分離出。進(jìn)料的剩余部分(被稱為滯留物或濃縮物)包含被膜拒絕的顆粒。需要一種方法，所述方法使得多于一小部分的進(jìn)料被純化，更優(yōu)選使全部進(jìn)料均被純化。