一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)和工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)和工藝，包括取水泵，管道混合器，絮凝沉淀池，清水池，超濾供水泵，粗過濾器，超濾裝置，中間儲水池，中間增壓泵，精密過濾器，阻垢劑和還原劑加藥裝置，高壓泵，納濾裝置，回注水池等。本發(fā)明可去除海水中的懸浮物、膠體、有機物、微生物，降低水中的硬度等，制得合格的油田回注水，有效解決了海上油井平臺回注水品質(zhì)差造成油井開發(fā)中設(shè)備腐蝕及地層結(jié)垢問題；另外，本發(fā)明還具有工藝先進、占地少、運行成本低、能耗低、自動化程度高，勞動強度低的優(yōu)勢。
【專利說明】一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)和工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)水處理及石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)和工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國許多油田已經(jīng)到了二次和三次采油期，通過注水和改變注入水的特征來提高采油率已成為主要的開發(fā)方式。多數(shù)油井平臺采用海水直接回注的方式，容易產(chǎn)生腐蝕及結(jié)垢。伴隨著油田注水開發(fā)生產(chǎn)的進行，造成管柱腐蝕以及管線和地層的結(jié)垢問題日趨嚴重，顯著影響了正常生產(chǎn)，而解決腐蝕及結(jié)垢問題的方法之一就是提高回注水水質(zhì)。目前，海水淡化技術(shù)主要有熱法和膜法，而熱法所需熱能較多，多數(shù)與熱電廠聯(lián)用；反滲透膜法比熱法所需能耗低，但噸水成本較高，且產(chǎn)水水質(zhì)遠遠優(yōu)于油田回注水的要求，故反滲透膜法不適宜應用在生產(chǎn)油田回注水上。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種能夠解決油井腐蝕及結(jié)垢問題的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)和工藝，利用超濾膜作預處理，同時利用納濾膜對海水進行淡化處理，以獲得合格油田回注水，解決現(xiàn)有技術(shù)中油井中腐蝕及結(jié)垢的問題，實現(xiàn)油井平臺的高采油率并降低采油生產(chǎn)成本。
[0004]本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0005]一種利用 海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)，包括取水泵，管道混合器，絮凝沉淀池，清水池，超濾供水泵，粗過濾器，超濾裝置，中間儲水池，中間增壓泵，精密過濾器，阻垢劑和還原劑加藥裝置，高壓泵，納濾裝置，回注水池，能量回收裝置，能量回收增壓泵；取水泵通過管道混合器與絮凝沉淀池相連接，絮凝沉淀池與清水池相連接，清水池通過超濾供水泵與粗過濾器相連接，粗過濾器與超濾裝置相連接，超濾裝置與中間儲水池相連接，中間儲水池通過中間增壓泵與精密過濾器相連接，精密過濾器與納濾裝置通過高壓泵相連接，精密過濾器與高壓泵之間安裝有阻垢劑和還原劑加藥裝置，納濾裝置與回注水池相連接，納濾裝置與能量回收裝置相連接，能量回收裝置通過能量回收增壓泵與納濾裝置相連接。
[0006]進一步的，在取水泵和絮凝沉淀池之間，還包括絮凝劑和助凝劑及殺菌劑加藥裝置，與管道混合器相連。
[0007]一種利用海水制取油田回注水的處理工藝，包括以下步驟:
[0008]( I)取海水:采用深井取水或者深海表面取水兩種方式取得海水，用泵經(jīng)輸送管道送入絮凝沉淀池；
[0009](2)粗過濾:以超濾供水泵將絮凝沉淀池的出水泵入粗過濾器，去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使過濾后的水滿足超濾膜過濾裝置的進水要求；
[0010](3)超濾裝置過濾:粗過濾的出水進入超濾裝置，在壓力驅(qū)動下，利用超濾膜的微孔過濾作用，將海水中的大分子有機物、細菌、微生物等去除，超濾產(chǎn)水進入中間儲水池；[0011](4)精密過濾器過濾:用中間增壓泵增壓，將中間儲水池的水泵送至精密過濾器，通過阻垢劑和還原劑加藥裝置加入阻垢劑和還原劑，除去水中的顆粒物，防止較大顆粒的固體進入納濾膜系統(tǒng)造成納濾膜的物理損傷；
[0012](5)納濾裝置過濾:精密過濾器出水經(jīng)高壓泵加壓后進入納濾裝置，利用納濾膜將水中的二價及多價離子、小分子有機物脫除，一價離子部分脫除，降低水中的礦化度及硫化物雜質(zhì)，納濾產(chǎn)水經(jīng)過脫碳等處理后進入回注水池，納濾濃水進入能量回收裝置與海水進行能量交換后排掉，與納濾濃水進行能量交換后的海水經(jīng)能量回收增壓泵再次進入納濾裝置中進行納濾處理。
[0013]所述步驟(1)中，對進入絮凝沉淀池的海水投加絮凝劑和助凝劑、殺菌劑，經(jīng)攪拌混合后進入沉淀池，降低海水的濁度，經(jīng)沉淀后的上清液用泵送入疊片式過濾器。
[0014]所述步驟(2)的粗過濾器為多介質(zhì)過濾器、疊片式過濾器、纖維球過濾器中的任一種。
[0015]所述步驟(3)中所用的膜為微濾膜或超濾膜。
[0016]所述步驟(5)中所用膜的納濾膜元件或?qū)σ粌r離子截留率較低的反滲透膜元件。
[0017]所述步驟(5)中能量回收裝置為水力透平式能量回收裝置或者功交換式能量回收
裝置。
[0018]本發(fā)明所述利用海水制取油田回注水的系統(tǒng)用于利用海水制取油田回注水的應用。
[0019]納濾(Nanofiltration, NF)是一種介于超濾和反滲透之間的膜過程，因其膜孔徑在Inm左右而得名。跟反滲透膜相比，納濾膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為疏松，具有有良好的脫鹽性能，截留相對分子質(zhì)量范圍為200~1000。可實現(xiàn)聞相對分子質(zhì)量與低相對分子質(zhì)量有機物分離；納濾膜大多為荷電膜，對離子具有選擇性，在較低的操作壓力下，能實現(xiàn)對二價和多價離子的較高截留率。其性能也介于超濾和反滲透之間，可以解決超濾不能脫鹽、對中等分子有機物、部分病毒截留效果差的問題；與反滲透相比，工作壓力低、能耗小、節(jié)能等。隨著海水淡化逐步成為未來水資源的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)方案，納濾膜不斷體現(xiàn)出在這一方面強勁的技術(shù)優(yōu)勢和重要性。納濾膜技術(shù)作為海水淡化預處理過程，能脫除水中大部分結(jié)垢離子，如Ca2+、Mg2+、S042_、HC03_等，大幅降低海水硬度和TDS含量，解決傳統(tǒng)海水淡化過程中存在的結(jié)垢污染等諸多問題。
[0020]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過嚴謹?shù)乃幚硐到y(tǒng)提高回注水水質(zhì)來解決油井開發(fā)中設(shè)備腐蝕及地層結(jié)垢的問題；以超濾裝置除去海水中的懸浮物、膠體、微生物等雜質(zhì)；利用納濾膜裝置對一價離子低脫除率和多價價離子高脫除率的特性，脫除海水中的部分一價鹽和大部分的二價及多價離子，從而實現(xiàn)脫鹽和除去鐵等離子；同時基于納濾膜自身有較低的膜阻力，運行壓力較低，采用能量回收裝置后使大部分能量重復利用，使用海水制取油田回注水的品質(zhì)好,產(chǎn)率高,成本低,大大降低了回注水對油田開發(fā)管柱、管線設(shè)施的腐蝕，改善了油井地層結(jié)垢的情況；對于海上油田開發(fā)具有重要的實用價值。本發(fā)明可去除海水中的懸浮物、膠體 、有機物、微生物，降低水中的硬度等，制得合格的油田回注水，有效解決了海上油井平臺回注水品質(zhì)差造成油井開發(fā)中設(shè)備腐蝕及地層結(jié)垢問題；另外，本發(fā)明還具有工藝先進、占地少、運行成本低、能耗低、自動化程度高，勞動強度低的優(yōu)勢?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖中:1_取水泵，2-管道混合器，3-絮凝沉淀池，4-清水池，5-超濾供水泵，6_粗過濾器，7-超濾裝置，8-中間儲水池，9-中間增壓泵，10-精密過濾器，11-阻垢劑和還原劑加藥裝置，12-高壓泵，13-納濾裝置，14-回注水池，15-能量回收裝置，16-能量回收增壓泵，17-絮凝劑和助凝劑及殺菌劑加藥裝置。
[0023]具體實施例方式
[0024]為了加深對本發(fā)明的理解，下面通過實施例和附圖對本發(fā)明進行具體描述。有必要在此指出的是本實施例只用于對發(fā)明作進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，若該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明保護范圍。
[0025]圖1為本發(fā)明的處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，本發(fā)明所述的一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)，包括取水泵1，管道混合器2，絮凝沉淀池3，清水池4，超濾供水泵5，粗過濾器6，超濾裝置7，中間儲水池8，中間增壓泵9，精密過濾器10，阻垢劑和還原劑加藥裝置11，高壓泵12，納濾裝置13，回注水池14，能量回收裝置15，能量回收增壓泵16。在取水泵和絮凝沉淀池之間，還包括絮凝劑和助凝劑及殺菌劑加藥裝置17，與管道混合器2相連。取水泵I通過管道混合器2與絮凝沉淀池3相連接，絮凝沉淀池3與清水池4相連接，清水池4通過超濾供水泵5與粗過濾器6相連接，粗過濾器6與超濾裝置7相連接，超濾裝置7與中間儲水池8相連接，中間儲水池8通過中間增壓泵9與精密過濾器10相連接，精密過濾器10與納濾裝置 13通過高壓泵12相連接，精密過濾器10與高壓泵12之間安裝有阻垢劑和還原劑加藥裝置11，納濾裝置13與回注水池14相連接，納濾裝置13與能量回收裝置15相連接，能量回收裝置15通過能量回收增壓泵16與納濾裝置13相連接。
[0026]本發(fā)明所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，包括以下步驟:
[0027]( I)取海水:采用深井取水或者深海表面取水兩種方式取得海水，用泵經(jīng)輸送管道送入絮凝沉淀池；
[0028]對進入絮凝沉淀池的海水投加絮凝劑和助凝劑、殺菌劑，經(jīng)攪拌混合后進入沉淀池，降低海水的濁度，經(jīng)沉淀后的上清液用泵送入疊片式過濾器；
[0029](2)粗過濾:以超濾供水泵將絮凝沉淀池的出水泵入粗過濾器，去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使過濾后的水滿足超濾膜過濾裝置的進水要求；
[0030]其中，粗過濾器為多介質(zhì)過濾器、疊片式過濾器、纖維球過濾器中的任一種；
[0031](3)超濾裝置過濾:粗過濾的出水進入超濾裝置，在壓力驅(qū)動下，利用超濾膜的微孔過濾作用，將海水中的大分子有機物、細菌、微生物等去除，超濾產(chǎn)水進入中間儲水池；
[0032]其中，超濾裝置采用的膜為微濾膜或超濾膜；
[0033](4)精密過濾器過濾:用中間增壓泵增壓，將中間儲水池的水泵送至精密過濾器，通過阻垢劑和還原劑加藥裝置加入阻垢劑和還原劑，除去水中的顆粒物，防止較大顆粒的固體進入納濾膜系統(tǒng)造成納濾膜的物理損傷；
[0034](5)納濾裝置過濾:精密過濾器出水經(jīng)高壓泵加壓后進入納濾裝置，利用納濾膜將水中的二價及多價離子、小分子有機物脫除，一價離子部分脫除，降低水中的礦化度及硫化物雜質(zhì)，納濾產(chǎn)水經(jīng)過脫碳等處理后進入回注水池，納濾濃水進入能量回收裝置與海水進行能量交換后排掉，與納濾濃水進行能量交換后的海水經(jīng)能量回收增壓泵再次進入納濾裝置中進行納濾處理；
[0035]其中，納濾裝置所用膜為納濾膜元件或?qū)σ粌r離子截留率較低的反滲透膜元件。能量回收裝置為水力透平式能量回收裝置或者功交換式能量回收裝置。
[0036] 本發(fā)明所述利用海水制取油田回注水的系統(tǒng)用于利用海水制取油田回注水的應用。
【權(quán)利要求】
1.一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)，其特征在于:包括取水泵，管道混合器，絮凝沉淀池，清水池，超濾供水泵，粗過濾器，超濾裝置，中間儲水池，中間增壓泵，精密過濾器，阻垢劑和還原劑加藥裝置，高壓泵，納濾裝置，回注水池，能量回收裝置，能量回收增壓泵；取水泵通過管道混合器與絮凝沉淀池相連接，絮凝沉淀池與清水池相連接，清水池通過超濾供水泵與粗過濾器相連接，粗過濾器與超濾裝置相連接，超濾裝置與中間儲水池相連接，中間儲水池通過中間增壓泵與精密過濾器相連接，精密過濾器與納濾裝置通過高壓泵相連接，精密過濾器與高壓泵之間安裝有阻垢劑和還原劑加藥裝置，納濾裝置與回注水池相連接，納濾裝置與能量回收裝置相連接，能量回收裝置通過能量回收增壓泵與納濾裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用海水制取油田回注水的處理系統(tǒng)，其特征在于:在取水泵和絮凝沉淀池之間，還包括絮凝劑和助凝劑及殺菌劑加藥裝置，與管道混合器相連。
3.一種利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)取海水:采用深井取水或者深海表面取水兩種方式取得海水，用泵經(jīng)輸送管道送入絮凝沉淀池；(2)粗過濾:以超濾供水泵將絮凝沉淀池的出水泵入粗過濾器，去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使過濾后的水滿足超濾膜過濾裝置的進水要求；(3)超濾裝置過濾:粗過濾的出水進入超濾裝置，在壓力驅(qū)動下，利用超濾膜的微孔過濾作用，將海水中的大分子有機物、細菌、微生物等去除，超濾產(chǎn)水進入中間儲水池；(4)精密過濾器過濾:用中間增壓泵增壓，將中間儲水池的水泵送至精密過濾器，通過阻垢劑和還原劑加藥裝置加入阻垢劑和還原劑，除去水中的顆粒物，防止較大顆粒的固體進入納濾膜系統(tǒng)造成納濾膜的物理損傷；(5)納濾裝置過濾:精密過濾器出水經(jīng)高壓泵加壓后進入納濾裝置，利用納濾膜將水中的二價及多價離子、小分子有機物脫除，一價離子部分脫除，降低水中的礦化度及硫化物雜質(zhì)，納濾產(chǎn)水經(jīng)過脫碳等處理后進入回注水池，納濾濃水進入能量回收裝置與海水進行能量交換后排掉，與納濾濃水進行能量交換后的海水經(jīng)能量回收增壓泵再次進入納濾裝置中進行納濾處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:所述步驟(I)中，對進入絮凝沉淀池的海水投加絮凝劑和助凝劑、殺菌劑，經(jīng)攪拌混合后進入沉淀池，降低海水的濁度，經(jīng)沉淀后的上清液用泵送入疊片式過濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:所述步驟(2)的粗過濾器為多介質(zhì)過濾器、疊片式過濾器、纖維球過濾器中的任一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:所述步驟(3)中所用的膜為微濾膜或超濾膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:所述步驟(5)中所用膜的納濾膜元件或?qū)σ粌r離子截留率較低的反滲透膜元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海水制取油田回注水的處理工藝，其特征在于:所述步驟(5)中能量回收裝置為水力透平式能量回收裝置或者功交換式能量回收裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~2任一所述的的利用海水制取油田回注水的系統(tǒng)的應用，其特征在于:用于利用海水制取油田回注水的應用。
【文檔編號】C02F1/44GK103601314SQ201310533154
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】王思亮, 梁松苗, 吳宗策 申請人:貴陽時代沃頓科技有限公司