BR112012017561B1

BR112012017561B1 - processo para produção de uma corrente de água de injeção de salinidade controlada

Info

Publication number: BR112012017561B1
Application number: BR112012017561A
Authority: BR
Inventors: John Dale Williams
Original assignee: Bp Exploration Operating Company Limited
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2019-12-03
Also published as: CA2786348A1; EA025116B1; MX347833B; CN102803148B; AU2011206433B2; AU2011206433A1; BR112012017561A2; EP2523908B1; CN102803148A; CA2786348C; US20120261340A1; MX2012008177A; US9492790B2; US20150083656A1; US9555373B2; WO2011086346A1; EA201201005A1; EP2523908A1

Abstract

"processo para produção de uma corrente de água de injeção de salinidade controlada". um processo para produzir uma corrente de água de injeção de salinidade controlada e teor ânion sulfato controlado que é adequada para injeção na formação contendo óleo de um reservatório de óleo, o processo compreendendo as etapas de : (a) alimentar uma água de origem tendo um teor de sólidos dissolvidos total na faixa de 20.000 a 45.000 ppm e uma concentração de ânion sulfato na faixa de 1.000 a 4.000 ppm, de preferência, 1.500 ppm a 4.000 ppm para uma planta de dessalinização que compreende uma pluralidade de unidade de membrana de osmose reversa (or) e uma pluralidade de unidades de membrana de nanofiltração (nf) em que a água de origem é pressurizada a uma pressão na faixa de 350 a 1250 psi (2,41 a 8,61 mpa) absoluto, e dividindo a água de origem para fornecer uma água de alimentação para as unidades de membrana de or (daqui em diante "água de alimentação de or") e uma água de alimentação para as unidades de membrana de nf (daqui em diante "água de alimentação de nf"), (b), se necessário, aumentar a pressão da água de alimentação de or para um valor na faixa de 900 a 1250 psi (6,20 a 8,61 mpa) absoluto antes de introduzir a água de alimentação para as unidades de membrana de or e extrair um permeado de or e um retentado de or a partir das unidades de membrana de or em que as unidades de membrana de or são operadas em ou um modo de fase unica, de passagem única ou de duas fases, de passagem única e em que a recuperação do permeado de or está na faixa de 35 a 75% em volume, de preferência, 35 a 60% em volume com base no volume da água de alimentação de or que é alimentada para as unidades de membrana de or tal que o permeado de or tem um teor de sólidos dissolvidos total de menos de 250 ppm, e uma concentração de ãnionsulfato de menos de 3 ppm; (c), se necessário, reduzir a pressão da água de alimentação de nf para um valor na faixa de 350 a 450 psi (2,41 a 3,10 mpa) absoluto antes de introduzir a água de alimentação de nf para as unidades de membrana de nf e extrair um permeado de nf e um retentado de nf a partir das unidades de membrana de nf em que as unidades de membrana de nf são operadas em um modo de fase única, de passagem única e em que as unidades de membrana de nf são operadas com uma recuperação do permeado de nf na faixa de 35 a 60 % em volume com base no volume da água de alimentação de nf que é alimentada para as unidades de membrana de nf tal que o permeado de nf tem um teor de dissolvidos total na faixa de 15.000 a 40.000 ppm, de preferência, 15.000 a 35.000 ppm, e uma concentração de ânion sulfato de menos de 40 ppm, de preferência menos que 30 ppm, e (d) misturar pelo menos uma porção do permeado de or e pelo menos uma porção do permeado de nf em uma proporção na faixa de 2:1 a 40:1, de preferência, 4:1 a 27:1, em particular, 10:1 25:1 para fornecer uma água de injeção tendo um teor de sólidos dissolvidos total na faixa de 500 a 5.000 ppm, e uma concentração de ânion sulfato de menos de 7,5 ppm, de preferência, menos de 5 ppm, mais preferivelmente menos que 3 ppm.

Description

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UMA CORRENTE DE ÁGl DE SALINIDADE CONTROLADA A presente invenção refere-se a um { fornecer uma água de injeção de baixa salin. 5 reservatório de óleo tendo uma salinidade su evitar formação de dano e uma concentração si baixa de ânion sulfato para evitar aci reservatório, e a um sistema de dessali produzir tal uma água de injeção. Em particulc 0 invenção fornece um processo e sistema para água de baixa salinidade controlada, concentr sulfato controlada e concentração de cátion controlada.

Conforme descrito no pedido de patente 5 WO 2008/029124, sabe-se que injetar ági salinidade em uma formação contendo óleo de un de modo a melhorar a recuperação de óleo reservatório.

Um problema associado com a inundação de 0 salinidade é que as técnicas de dessalir produzir água tendo uma salinidade meno: salinidade ótima para recuperação melhorada altos níveis de argilas incháveis, formação ser evitada quando a água de injeção tem um te dissolvidos total (TDS) na faixa de 500 a 1 preferência, de 1.000 a 5.000 ppm. 5 No entanto, não é desejável mistur dessalinizada de baixo teor de cation multiva água de alta salinidade tal como água do mar alto teor de ânion sulfato e/ou teor de cátior da água de alta salinidade. Assim, o alto 1 0 sulfato de tais correntes de água misturadas j em uma acidificação do reservatório e/ou pr níveis inaceitáveis de sais minerais insolúv de depósitos), quando a água injetada contac precursores precipitados, tais como cátior 5 estrôncio e cálcio que estão comumente pres< sinergética da formação. Além disso, a mis dessalinizada com uma água de alta salinidade do mar pode resultar na corrente de água mistr níveis inaceitáveis de cátions multiv 0 particular, cátions de cálcio e magnésio. As obter a recuperação de óleo incrementai com injeção de baixa salinidade, a proporção da cc suprimento de água da salinidade excessú podería ser aumentada é pela mistura com έ salinidade. De acordo com WO 2007/138327, j obtido pelas etapas de: 5 substancialmente dessalinizar um primeiro : alimentação de água para fornecer um primeiro água tratada de baixa salinidade; tratar um segundo suprimento de alimentação fornecer um segundo suprimento de água trat< 0 concentração reduzida de íons bivalentes em c o segundo suprimento de alimentação e maior que o primeiro suprimento de água tratada; misturar o primeiro suprimento de água tratad suprimento de água tratada para fornecer um 5 água misturada tendo uma salinidade desejada injeção em um reservatório contendo óleo.

Em modalidades preferidas da inve: 2007/138327, o primeiro suprimento de a substancialmente dessalini zado por um proce; 0 reversa enquanto a etapa de tratamento suprimento de alimentação de água é de realizada por nanofiltração. tenha a salinidade desejada adequada parí reservatório contendo óleo e tenha um níve' ânions sulfato assim mitigando o risco de pi depósito mineral ou no interior da formação 01 5 produção.

Sabe-se que a injeção de uma água que niveis de ânions sulfato pode estimular o c bactérias redutoras de sulfato que produze hidrogênio como um metabólito resultando na ac .0 um reservatório. Onde é desejado mitigar formação de depósito mineral, o nível de ânic suprimento de água misturada deve ser tão ba ppm. No entanto, onde é desejado mitigar acidificação em um reservatório, o nível de < 5 no suprimento de água misurada deve ser tão possível, por exemplo, menos que 7,5 ppm, de menos que 5 ppm.

Revelou-se que é necessário controlar c as condições de funcionamento do proc 0 2007/138327, a fim de obter um suprimento de i do teor de sólidos dissolvidos total c controlar a formação de danos e a baixa co """i V-l Π 1 1 I ■£“ 1 4- xJ í—* X*» I xJ . IA —Ί X·* X-» νκ 4- ΊΧ X I TX reservatório.

Assim, de acordo com uma primeira n presente invenção é fornecido um processo d< uma corrente de água de injeção de salinidade 5 concentração ânion sulfato controlada que é injeção em uma formação contendo óleo de um re óleo, o processo compreendendo as etapas de: alimentar uma água de origem tendo um teo dissolvidos total na faixa de 20.000 a 45.C 0 concentração de ânion sulfato na faixa de 1 ppm, de preferência, 1.500 ppm a 4.000 ppm pa de dessalinização que compreende uma pl unidades de membrana de osmose inversa pluralidade de unidades de membrana de nanof 5 em que a água de origem é pressurizada a ui faixa de 350 a 1250 psi (2,41 a 8,61 MPa) dividindo a água de origem para fornecer alimentação para as unidades de membrana de diante "água de alimentação de OR") e 0 alimentação para as unidades de membrana de diante "água de alimentação de NF"); se necessário, aumentar a pressão da água de c volume, de preferência, 35 a 60% em volume volume da água de alimentação de OR que é al as unidades de membrana de OR tal que o perme um teor de sólidos dissolvidos total de menos 5 uma concentração de ânion sulfato de menos de se necessário, reduzir a pressão da água de a NF para um valor na faixa de 350 a 450 psi MPa) absoluto antes de introduzir a água de a NF às unidades de membrana de NF e extrair u 0 NF e um retentado de NF a partir das unidade de NF em que as unidades de membrana de NF sã um modo de fase única, de passagem única unidades de membrana de NF são operadas com un do permeado de NF na faixa de 35 a 60% em vo 5 no volume da água de alimentação de NF que para as unidades de membrana de NF tal que o p tem um teor de sólidos dissolvidos total na fs a 40.000 ppm, de preferência, 15.000 a 35.0 concentração de ânion sulfato de menos de 0 preferência, menos que 30 ppm; e misturar pelo menos uma porção do permeado menos uma porção do permeado de NF em uma uma água produzida, um aquífero de água, residual.

De preferência, o teor de sólidos diss (TDS) do permeado de OR esta na faixa de 50 a 5 preferivelmente, 100 a 225 ppm, mais preferivc 200 ppm, em particular, de 150 a 175 ppm.

De preferência, a concentração de ânic permeado de OR está na faixa de 0,5 a particular, de 0,5 a 1,5 ppm.

.0 De preferência, o TDS do permeado de NF que 15.000 ppm menor, de preferência não mais ppm menor do que o TDS da água de origem.

De preferência, a concentração de ânic permeado de NF está na faixa de 10 a 5 preferivelmente 10 a 25 ppm, em particular, d<

A concentração ânion sulfato da água de dependente do teor de sólidos dissolvidos desejado para essa corrente e, consequ proporção de mistura para o permeado de OR 0 NF. Assim, a concentração ânion sulfato da áç irá aumentar com quantidades crescentes de p na corrente misturada. Tipicamente, a concenti dano e tendo uma concentração de sulfato si baixa para mitigar o risco de acidificação no dependendo da escolha da água de origem, a ág pode também ter uma concentração de cátion 5 suficientemente baixa para utilização como injeção de baixa salinidade assim obtendo r óleo incrementai a partir do reservatório.

Por conseguinte, a presente invenção tam a um processo e planta melhorados para supr. 0 corrente de água misturada de salinidade cont concentração de ânion sulfato controlada e cc cátion multivalente controlada para utilizaçãc injeção para uma inundação de água de bai. enquanto mitiga o risco de formação de dano 5 acidificação no reservatório.

Assim, em uma segunda modalidade da prese é fornecido um processo de produção de uma coi de injeção de salinidade controlada, cor sulfato de ânion controlada e concentraçê 0 multivalente controlada que é adequado para i formação contendo óleo de um reservatório processo compreende as etapas de: οΙ'ίγΥΊΑηΉον' i ί m -ί n o /-s -? λπλ 4- /-> r-i <-] z-n i ί yy\ t de membrana de osmose reversa (OR) e uma p unidades de membrana de nanofiltração (NF) em origem é pressurizada a um valor na faixa de í (2,41 a 8,61 MPa) absoluto, e dividindo a á 5 para fornecer uma água de alimentação de OR alimentação de NF; se necessário, aumentar a pressão da água de é OR para um valor na faixa de 900 a 1250 psi MPa) absoluto antes de introduzir a água de é 0 OR para as unidades de membranade OR e extrai de OR e um retentado de OR a partir das membrana de OR em que as unidades de membrs operadas ou em um modo de fase única, de pass em um modo de duas fases, de passagem ún: 5 recuperação do permeado de OR está na faixa d volume, de preferência, 35 para 65% em volum volume da água de alimentação de OR que é al as unidades de membrana de OR tal que o perme um teor de sólidos dissolvidos total de meno 0 uma concentração de ânion sulfato de menos c teor de cátion multivalente de até 10 ppm; se necessário, reduzir a pressão da água de ε Μ T V-S ΊΧ —l Ί Ί m TT —t Ί Xx IX -|Xl ·Ρ -l Ί xl A O C /1 C X, r-í -! é alimentada para as unidades de membrana de permeado de NF tem um teor de sólidos dissoli, faixa de 15.000 a 40.000 ppm, de preferênc 35.000 ppm, uma concentração de ânion sulfat 5 40 ppm, de preferência, menos de 30 ppm e um t multivalente de até 200 ppm, de preferência mais preferivelmente até 100 ppm, e misturar pelo menos uma porção do permeado menos uma porção do permeado de NF em uma .0 faixa de 2:1 a 40:1, de preferência, de 4: particular, 10:1 para 25:1 para fornecer injeção tendo um teor de sólidos dissolvidos t de 500 a 5.000 ppm, de preferência, de 1.000 uma concentração de ânion sulfato de menos d .5 preferência, menos de 5 ppm, mais preferivelrr que 3 ppm e um teor de cátion multivalente de Novamente, a água de origem pode ser águ; estuarina, uma água produzida, um aquífero de residual. :0 0 TDS preferido para a água de origem, OR, o permeado de NF e a água de injeção : acima indicados para a primeira modalidade invenção.

De preferência, a concentração multivalentes no permeado de OR está na fai ppm, de preferência, 1 a 5 ppm, em particular, 5 De preferência, a concentração multivalentes no permeado de NF está na faix< ppm, de preferência, 50 a 150 ppm. A concentração de cátions multivalente: injecção será dependente do TDS desejado para 0 e, consequentemente, a proporção de mistura pc de OR e permeado de NF. Assim, a concentra» multivalente da água de injeção irá quantidades crescentes do permeado de NF misturada. Tipicamente, a concentração 5 multivalente para uma corrente de água de ii teor de sólidos dissolvidos total de 1000 ppm de 2 a 10 ppm, e os valores para a faixa de cc cátion multivalente devem ser dimensionados injeção de maior TDS. 0 Como discutido acima, onde é dese j recuperação do óleo incrementai com uma água baixa salinidade, a proporção entre a coi salinidade desejada e baixa concentraçãc multivalente desejada para se obter a recupe incrementai quando injetada em uma forma hidrocarbonetos de um reservatório enquanto 5 suficiente de sólidos dissolvidos total formação de dano e uma concentração de i suficientemente baixa para mitigar o risco de no reservatório (assim como mitigar o risco de de sais minerais insolúveis na formação e 0 produção).

Tipicamente, a formação em que a água salinidade controlada (TDS controlado) , baixe do ânion sulfato controlada e baixa concentra multivalente controlada é injetada é uma 5 arenito contendo óleo que contém um alto te· incháveis, por exemplo, argilas esmectitas. de argilas incháveis significa um teor de argj de 10% em peso ou maior, por exemplo, um te incháveis na faixa de 10 a 30% em peso. 0 Tipicamente, nestas primeira e segunda π presente invenção, o permeado de OR e o perme misturados em uma proporção em volume (volum origem; (D) a temperatura em que as unidades de membre OR são operadas; (E) a recuperação de volume em percentua. 5 unidades de membrana de OR e NF são operadas; (F) a salinidade desejada da água de injeção; (G) a concentração desejada ânion sulfato injeção, e (H) a concentração de cátion multivalente des 0 de injeção.

Fatores (F) , (G) e (H) são, por sua vez, características do reservatório em que é desej água tratada tal como a quantidade de argilas níveis de bactérias redutoras de sulfato e a 5 de cátion multivalente da água sinergé dependendo da proporção da mistura do permeadc permeado de NF, a corrente da água de inj e salinidade suficiente para controlar a formé uma concentração de sulfato suficientement» 0 controlar a acidificação no reservatório de concentração de cátion multivalente suficien em que a proporção entre a concentraçã ΊΊΐ^ΊΤΤηΙ/ΎΤΊ^Λ y] —\ Ί —» y-J y-k -I v-i —I y-χ y /X -y-k -Λ ν' -Λ 1 /VI salinidade (teor de TDS) da água de ir preferência é a condutividade da água de condutividade é uma medida do teor de TDS injeção. Alternativamente, ou adicionalmente 5 medida pode estar relacionada com a concentra multivalentes na água de injeção ou no permeac concentração de ânions divalentes selecionada ânions sulfato, na água de injeção ou no pe Alternativamente, ou adicionalmente, a variáve 0 estar relacionada com a concentração de cátior na água de injeção ou no permeado de NF, ou a de cátions multivalentes selecionados, tais cc cálcio e/ou cátions de magnésio na água de permeado de NF. 5 A vazão da corrente de água de injeção da água de origem pode também ser controlada uma variável medida.

Por modo "de fase única, de passagem úni que a água de alimentação é passada ati 0 pluralidade de unidades de membrana individu dispostas em paralelo. Assim, uma água de passada para cada uma das unidades de me: ΧΌΥΎΌΥί-Ι-ΛΊ χΊ ΙΧΥΥΊ Π /4 /Λ Χχ Ί Ί TVt '"Λ xJ Χ\ Ί um período de tempo definido, por exemplo, ο λ de alimentação processada em um dia e volume c permeado combinada produzido em um dia.

Por modo "de duas fases, de passagem úni 5 que a água de alimentação é alimentada para duas unidades de membrana que estão dispostas o retentado a partir das unidades da primei, ser usada como água de alimentação para as segnda membrana na série. Tipicamente, pode 0 pluralidade de unidades de primeira membra dispostas em paralelo e uma pluralidade de segunda membrana dispostas em paralelo. Geral menos unidades de segunda membrana do que a: primeira membrana já que as unidades de seg 5 irão processar um menor volume de água ao período de tempo definido do que as unidade; membrana. Tipicamente, as correntes do pernu das unidades de primeira membrana são mis fornecer uma primeira corrente de permeado e 0 do retentado a partir das unidades de primeirs misturadas para formar uma primeira corrente A primeira corrente do retentado é então usade —ϊ Ί -i YVl V“X 4“ νΛ —X v» -Ί —i -V-S Ί 1 -Ί V· —x Π -! z-l —1 z“x. z-] z“i 1 -fc-S -Ί j-J —X zJ ζ-χ. □ tipicamente misturadas para fornecer uma retentado combinada que é descarregada a par de dessalinização. No entanto, há outras forme as várias correntes ao operar uma pluralidad 5 de membrana em um modo "de duas fases, de pa que estão dentro do conhecimento geral coir versada na técnica. A recuperação em percentagem das unidade quando operadas em um modo de "duas fases, 0 única" é: [ (volume da primeira corrente d partir das unidades da primeira membrana segunda corrente do permeado a partir das segunda membrana)/o volume da água de alimen unidades da primeira membrana)) x 100]. Este 5 determinados durante um período de tempo de por exemplo, um dia.

As unidades de membrana de NF são pi operadas em um modo de "fase única, de passaç unidades de membrana de OR são preferivelment 0 ou um modo de "fase única, de passagem únicí "duas fases, de passagem única", em partici "fase única, de passagem única". A I TX X X< X* T" XX t ΤΎ x x> X X* Ί t VX xJ X. xJ X XI xJ X VA .

Tipicamente, o diferencial de pressão unidades de membrana de OR (pressão da água c OR - pressão do retentado de OR combinada) est 25 a 100 psi (0,17 a 0,68 MPa) , de preferênci 5 (0,24 a 0,51 MPa), por exemplo, cerca de 50 ps Por conseguinte, as correntes do retentado unidades de membrana de OR estão em relativamente alta. De preferência, algumas correntes do retentado de OR que são para ser 0 a partir das unidades de membrana de C combinadas e a corrente do retentado de OF passada através de uma unidade de recuperaçã por exemplo, uma turbina de recuperação hid: turbocar regador que é acoplado a uma bomba 5 para a água de alimentação de OR. Assim, recuperação hidráulica recupera a energia unidade do retentado de OR e utiliza recuperada para aumentar a pressão da água d de OR reduzindo assim as exigências de pot 0 planta de dessalinização. Tipicamente, a corrente do retentado de OR combinada a j usan de recuperação hidráulica é menor que 100 psi yí «-> /4 y *1 A —i ^7 Ct w y -í yr /A A 6 volume da água de alimentação de NF.

Tipicamente, o diferencial de pressão unidades de membrana de NF (pressão da água c de NF - pressão do retentado de NF) está na 5 100 psi (0,17 a 0,68 MPa) . Por conseguinte, corrente do retentado de NF combinada é tipi baixa para garantir a recuperação de energia c corrente. No entanto, se desejado energia po recuperada a partir da corrente do retentado 0 uma unidade de recuperação hidráulica.

De preferência, a planta de dessalinizaç pelo menos dois trains de membrana, de prefere mais preferivelmente, de 2 a 8, por exemple particular, de 4 a 6 trains de membrana, em c 5 compreende uma pluralidade de unidades de mem uma pluralidade de unidades de membrana de NF. a proporção de unidades de membrana de OR par membrana de NF em cada train está na faixa d de preferência, 4:1a 27:1, em particular, 10: 0 conseguinte, uma vantagem da planta de dess presente invenção é que um train de NF separac o que reduz considerações de espaço e peso. manutenção, ou o evento de uma emergência.

Cada train pode ser fornecido com bombeamento dedicado, e, opcionalmente, recuperação hidráulica dedicados. Alternati’ 5 haver um sistema de bombeamento comum, opci sistema de recuperação hidráulica comum, para de trains.

De preferência, as unidades de membrana estão dispostas em uma pluralidade de fileira 0 fim de reduzir a marca da planta de dess preferível que essas fileiras estejam disposta outra. De preferência, cada train de membra entre 3 a 15 fileiras, de preferência, e fileiras. Geralmente, existem entre 4 e lê 5 membrana, de preferência, entre 6 a 12 unidade em cada fileira. Tipicamente, as unidades de n estão dispostas juntas, por exemplo, toda ou i unidades de membrana de uma ou mais das filei unidades de membrana de NF. Onde as unidades c 0 OR são operadas em um modo de "duas fases, única", é preferido que as unidades da prim nas séries estejam dispostas juntas em As unidades de membrana de NF e as membrana de OR de cada train compreendem uma j compartimento de confinamento de pressão qu< menos uma membrana, de preferência, 4 a 8 5 compartimentos podem ser formados de resina vidro ou de aço. Tipicamente, cada compa: resistir a uma pressão em excesso de 1100 p absoluto, de preferência em excesso de 1300 p absoluto, em particular, em excesso de 1400 p 0 absoluto. Tipicamente, os compartimentos s cilíndrica e estão dispostos paralelamente um fileiras (ou berços), com os eixos longitud dos compartimentos sobrejacentes em substancialmente horizontal. 5 Em um primeiro aspecto preferido da prese a água de origem pode ser pressurizada < alimentação desejada para as unidades de memb cada train, por exemplo, utilizando uma b pressão. A água de origem é então dividida pa 0 água de alimentação de OR para as unidades d OR e a água de alimentação de NF para as membrana de NF. Onde as unidades de membrana c Γ”’’ "Λ V“X ν' —x z-J í—i Wi Ί 1 TY1 vyx jZx. z*J z*. J >—x y—J Ί Ϊ -f- i—I y—x x %—x —» r alimentação de NF, um direcionador do reten' corrente do retentado combinada e um dii permeado para uma corrente do permeado direcionador de alimentação de OR e dii 5 alimentação de NF estão em comunicação fluida de alimentação para a água de origem. Onde contém somente unidades de membrana de OR o’ membrana de NF, uma linha de alimentação comu conduzindo a partir do direcionador de 0 apropriada (cabeça de alimentação de OR e dl alimentação de NF, respectivamente) para individuais da membrana de cada fileira. Simi linha de fluxo do retentado comum e uma linh permeado comum conduzem a partir de unidade; 5 indivudais de cada fileira para os direc permeado e retentado respectivamente. Onde contém tanto as unidades de membrana de OR que uma linha de alimentação comum dedicada é forr unidades de membrana de OR que conduzem 0 direcionador de alimentação de OR e ui alimentação dedicada comum adicional para a; membrana de NF que conduzem a partir do di acima, a pressão de entrada ou de aliment unidades de NF está na faixa de 350 a 450 p absoluto, em particular, de 380 a 420 psi (2,ê absoluto, por exemplo, cerca de 400 psi 5 absoluto. Onde a pressão da água de origem pressão de entrada desejada para as unidades c NF, a válvula de alívio de pressão pode ser fc em cada linha de alimentação de NF comum tal pode ser reduzida para a pressão de entr< 0 Alternativamente, uma válvula de controJ fornecida na ou em cada linha de aliment unidades de membrana de NF em que a válvulí regula o fluxo da água de origem para as membrana de NF e também alivia a pressão da ê 5 para a pressão de entrada desejada para as membrana de NF. Prevê-se também que um controJ possa ser fornecido a montante do dir alimentação de NF, controlando assim a separaç origem entre o direcionador de alimentaçãc 0 direcionador de alimentação de NF e, conseq separação da água de origem entre as unidade de OR e unidades de membrana de NF. Se ne Τ7ηΊτΓ1ΐΊ-\ X, I “i T T "I Xx x] Xx V> Xx Xi Xi Λ Λ A Zx 4- X>L nnlx XTA X< Xx conseguinte, é necessário aumentar a pressa alimentação de OR utilizando uma bomba de c preferência, a bomba de compressão é acoplada de recuperação hidráulica que recupera a ene 5 da corrente do retentado combinada que sai da membrana de OR. Esse sistema de recuperação h: ser uma turbina hidráulica. Assim, um eixo da acionar um eixo da bomba de compressão. Este ser conectados através de um sistema de en 0 entanto, a pessoa versada na técnica irá comp energia adicional deve ser fornecida para compressão sè a água de alimentação de OR é pé pressão de entrada desejada para as unidades c OR. 5 Tipicamente, a água de origem é press valor na faixa de 350 a 1.100 psi (2,41 absoluto antes de ser dividida para fornec alimentação de OR e água de alimentação de NE pressurizar a água de origem para um valor aci 0 de entrada para as unidades de membrana de dividir a água de origem para fornecer alimentação de OR e NF. Assim, é preferido qu< direcionador de alimentação para a água de s NF (que tem sido tipicamente aliviada na j pressão na faixa de 350 a 450 psi ( MPa)absolutos), um direcionador do retenté 5 corrente de retentado combinada e um dii permeado para uma corrente do permeado combir fileira contém somente unidades de membran; linha de alimentação comum é fornecida conduz do direcionador de alimentação de OR para 0 individuais de membrana de OR de c<

Similarmente, uma linha de fluxo do retentad linha de fluxo do permeado comum conduzem unidades individuais de membrana de OR de cadé asdirecionadors do retentado e permeado reí 5 Onde uma fileira contém unidades de membran linha de alimentação comum é fornecida para c membrana de NF que conduzem a partir do di alimentação de NF. Similarmente, as unidades c NF da fileira são fornecidas com linhas 0 retentado comuns e permeado comuns c àsdirecionadors do retentado e permeado rei Onde uma fileira contém ambas as unidades de r De um modo similar com o primeiro aspectc presente invenção, um controlador de fluxo fornecido de modo a controlar a separação da í entre o direcionador de alimentação de OR e c 5 de alimentação de NF. Tipicamente, uma válvulí pressão é fornecida a montante do dir alimentação de NF tal que a pressão pode ser a pressão de entrada desejada para as unidade de NF. No entanto, é também previsto que ui .0 alivio de pressão possa ser fornecida na ou de alimentação de NF comum. Alternativamente, acima, uma válvula de controle pode ser montante do direcionador de alimentação de NI assim tanto separação da água de origem quantc 5 água de alimentação de NF. A provisão das unidades de membrana d train da planta de dessalinização permite continue a operar e produzir água de salinidac concentração de ânion sulfato e concentraç ,0 multivalente no caso em que se torna necessár: ou mais dos trains para manutenção ou limpeza, Tipicamente, a membrana (s) contida em ce uma linha de permeado NF comum, estas linhas f a uma linha de permeado de NF combinada e retro-pressão pode ser fornecida nessa linha c NF combinada. A válvula de retro-pressão as 5 pressão do permeado de NF esteja suficientem pressão do permeado de OR para permitir que NF seja injetado no direcionador do permeado, permeado misturado resultante é a corrente injeção que entra então em uma linha de flui 0 injeção. Adequadamente, a válvula de retro-pr quando a pressão do permeado de NF excede uma definida e permite o fluxo suficiente de pe através da válvula para manter a pressão do p acima da pressão pré-definida. Tipicamente, a 5 definida da válvula de retro-pressão é de pel (0,03 MPa) maior que a pressão do perrn Geralmente, a pressão do permeado de OR estar 10 a 75 psi (0,06 a 0,51 MPa) absoluto, de pi 20 a 55 psi (0,13 a 0,37 MPa) absoluto. 0 De preferência, a água de origem pode tei menos um de: filtração para remover a matéria limpeza com cloro, doseamento com biocida, /4 o o Ti m Λίπ 4- x πζλυπ i ίτπ ί Ί -ΐ /4/λ v- V Ή a montante da planta de dessalinização, pr< deaerador pode ser fornecido a jusante c dessalinização, a fim de controlar a corrosão injeção, bombas de injeção e os poços de 5 vantagem de fornecer um deaerador a jusante é de água que é desaerada é substancialmente me o deaerator fosse disposto a montante c dessalinização. No entanto, tendo um deaerat da planta de dessalinização reduz o risco d 0 interior da planta de dessalinização e, portai utilização de aços mais baratos. Por consegui vantajoso fornecer uma desaerador a montante dessalinização.

Em uma outra modalidade da presente 5 fornecida uma planta de dessalinização comp pluralidade de trains cada um compreendendo ur de unidades de membrana de OR e uma pluralidac de membrana de NF em que a proporção de membrana de OR para unidades de membrana de 0 train de membrana está na faixa de 2:1 preferência, 4:1 a 27:1, em particular 10:1 que cada train de membrana é fornecido com: linhas de permeado combinam para proporcionar água de inj eção; (C) uma linha de retentado (ou direciona» unidades de membrana de OR e uma linha 5 (oudirecionador) para as unidades de membrana (D) um controlador de fluxo e válvula de ali^ na linha de alimentação de NF.

Como discutido acima, prevê-se que um c fluxo e uma válvula de alívio de pressã» 0 combinados na forma de uma válvula de controle De preferência, as unidades de me dispostas em fileiras colocadas uma por cima preferência, as unidades de membrana de NF es juntas em uma ou mais fileiras. Tipicamente, 5 membrana compreende entre 3 e 15 fileiras corr compreendendo entre 4 e 16 unidades de membrar De preferência, uma bomba de compressão é linha de alimentação de OR e uma unidade d hidráulica na linha do retentado de OR em que 0 recuperação hidráulica é acoplada à bomba d Tipicamente, a unidade de recuperação hidr turbina hidráulica do tipo descr 7\ Ί t /h vmh o t ί τ τ Όι m ζ>·η Ί- ’-χ ίί ϋί ί /4 -λ /4 vo/μί ν-χ /-χ ν- —χ ζ~χ t—χ -ΐ bbls (4.625,08 e 6.937, 62 L) de água por salinidade desejada e baixa concentração de desej ada.

De preferência, uma válvula de ret 5 fornecida na linha (s) do permeado de NF de mc a medição precisa do permeado de NF no pe resultando assim na produção de uma água de as características desejadas, por exemplo, desejada controlada, concentração ânion sulfa 0 concentração de cátion multivalente desejada. A presente invenção será agora descrita c aos seguintes exemplos e figuras, em que: A Figura 1 é um diagrama esquemático c planta de dessalinização da presente invenção, 5 A Figura 2 é um diagrama esquemái modificação do processo e planta de dess; presente invenção presente, e A Figura 3 é um diagrama esquemático d< unidades de membrana para utilização no 0 presente invenção.

Na Figura 1, uma alimentação da água de uma planta de dessalinização que compreende un y] zx ί τ vx -i yJ —s yl y y y3 y. y» witx iz —x y y] y, / wx y. y -P -iy —x y] y. zx y* zvi ■> sistema de filtração para remover a matéri para um nível desejado, tipicamente a um ní\ com um índice de densidade de sedimentos (SE de menos de 5 e de preferência menos que 3 . 5 SDI pode ser obtida usando uma variedade d< conhecidos, incluindo a microfiltração, ultra sistemas de filtração do meio e filtração pc filtrado pode ser doseado com um limpador jusante do sistema de filtração, para rem .0 cloro residual livre que de outro modo poderi; membranas das unidades de membrana que estã jusante da bomba 4. A água de origem poc passada através de um desaerador para remove controlando assim a corrosão na planta de de; .5 jusante da planta de dessalinização, por exemj de injeção, bombas de injeção, e poços de desejado, a água de origem pode também ser d biocida a montante da bomba 4, a fim de atividade biológica que de outro modo poder !0 sistema. Inibidor de depósitos pode também se: a água de origem a montante da bomba 4, a fir o depósito sobre as superfícies da membrana a de alimentação de NF 6 é controlada pelo c fluxo 7. A pressão da água de alimentação de reduzida para um valor na faixa de 350 a 45' 3,10 MPa) absoluto através de uma válvula 5 pressão 8 antes de ser alimentada para as membrana de NF 3. O retentado de OR 9 removidc de membrana de OR 2 e o retentado de NF 10 unidades de membrana de NF 3 são rejeitado; permeadode OR 11 removido das unidades de merr 0 e o permeado de NF 12 removido das unidades c NF 3 são combinados para fornecer uma água de salinidade controlada e concentração âi controlada. A Figura 2 é uma modificação do process 5 dessalinização da Figura 1, na qual a bomba pressão da água de origem para um valor de Mpa) absoluto antes de dividir a água de orige de alimentação de OR 5 e uma água de alimentaç água de alimentação de OR 5 para a pluralidac 0 de membrana de OR 2 é então comprimida em p pressão de funcionamento desejada das unidade de OR 2 (1100 psig) utilizando uma bomba de (2,41 a 3,10 MPa) absoluto através de uma váL· de pressão 8, tal como descrito em relação a I Figura 3 ilustra uma secção transversal train de membrana 20 para uso no processo 5 dessalinização da presente invenção. O train c compreende sete fileiras 21 com cada fileira oito unidades de membrana 22 dispostae substancialmente horizontais uma sobre a outre prevê-se que o train de membrana pode compre .0 que ou menos do que sete fileiras e que cada compreender mais do que ou menos do que oit membrana. Cada uma das unidades de membrana compartimento que é substancialmente cilíndi tendo um comprimento na faixa de 35 a 345 polí .5 8,76 metros), e um diâmetro interno na faixe polegadas (6,35 cm a 1,91 metros). 0 compart pelo menos uma membrana enrolada em espiral (r de preferência, duas a quatro membranas en preferência três ou quatro membranas enrolada :0 Cada uma das membranas em espiral enrolada sob a forma de um cilindro e têm um compriment 30 a 60 polegadas (0,762 a 1,52 metros) e X « » 4— X. IA VX X, v-x X —X 4 Ύ ϊ· X. x] Xx Ό CT ■—X Ί O Vx X. Ί Λ X*· . xJ —. X. / Π O J 0 train de membrana 20 tem um dii alimentação 23a para a água de origem direcionador de alimentação 23b para a água c de NF. O direcionador de alimentação di 5 tipicamente disposto substancialmente na vei ponto médio do train de tal modo que a metade de membrana de OR de cada fileira esteja disp os lados da mesma. Por exemplo, onde cad membrana tem oito unidades de membrana de OR 0 de membrana de OR podem ser fornecidas em ambc direcionador de alimentação OR 23a. A maioria de membrana do train são unidades de osmose r o restante são unidades de membrana de nanof com a proporção de unidades de OR para unidade 5 dependente da proporção de mistura desejada d OR e permeado de NF que, por sua vez, é recuperação em % em volume do permeado í unidades de membrana de OR e NF. A Figura 3 unidades de membrana de NF 24 dispostas na fiJ 0 para a esquerda do direcionador de alimentaç; entanto, é também previsto que o dir alimentação NF 23b pode ser disposto no pc uma segunda linha de alimentação comum 26 partir do direcionador de alimentação NF 23b j unidades de membrana de NF 24 dispostas para direcionador de alimentação NF 23b. Assim, a 5 através da segunda linha de alimentação c alimentação de água de NF. Uma válvula de cont e válvula de alívio de pressão (não ir fornecidas na segunda linha de alimentação < reduzir a pressão da alimentação da água < 0 pressão de funcionamento das unidades de membi A válvula de alívio de pressão é controlada controlador de pressão (não mostrado) tal que água de alimentação de NF a jusante da vá 2 faixa de 350 a 450 psi (2,41 a 3,10 MPa) 5 unidades de membrana de NF 24 são unidades d de passagem única com o retentado a partir da membrana de NF sendo rejeitado por uma linha retentado comum (não mostrado) que conduz a un de retentado de NF (não mostrado). O permead* 0 cada unidade de membrana de NF é alimentado p de permeado de NF comum (não mostrado) que direcionador de permeado de NF (não mostrado).

Tal como as unidades de membrana de NF, a; membrana de OR mostradas na Figura 3 são uni fases, de passagem única. No entanto, como dií as unidades de membrana de OR do train pod< 5 unidades de duas fases, de passagem única. A j: na técnica iria entender como modificar o tra: de modo que as unidades de membrana de OR sã um modo de duas fases, de passagem única. 0 unidades de membrana de OR de cada fileira é 0 ser alimentado através de uma linha de rejeite comum (não mostrado) para o direcionador do re (não mostrado) . 0 retentado de NF e retente opcionalmente combinados e/ou são descarre ambiente, por exemplo, para o mar, ou são in 5 poço de injeção ou em uma formação contendo I ou um aquífero. O permeado das unidades de m de cada fileira é alimentado através de permeado de OR comum (não mostrado) para um dJ permeado (não mostrado) onde é combinado com 0 NF. A linha de permeado de NF é fornecida co de retro-pressão para assegurar que a pressã de NF esteja suficientemente acima daqueça d multivalente (soma de concentrações de cát magnésio), de 1830 ppm, alimentando a água de taxa de 320 mil barris de água por dia (ml planta de dessalinização compreendendo uma p 5 unidades de membrana de OR e uma pluralidade c membrana de NF. A alimentação da água d< dividida para proporcionar uma água de alirm para as unidades de membrana de OR (310 mbwd) alimentação de NF para as unidades de membre 0 mbwd). As unidades de membrana de OR foram o pressão de 1000 psi (6,89 MPa) absoluto e un de 50% em volume, para proporcionar 155 corrente de permeado de OR tendo um TDS de concentração de ânion sulfato de 1,5 ppm e ume 5 de cátion multivalente de 2,5 ppm. A água de e NF para as unidades de membrana de NF foi pressão através de uma válvula de alívio de uma pressão de 400 psi (2,75 MPa) absoluto funcionamento das unidades de membrana de NF) 0 de membrana de NF foram operadas a uma recup em volume, para proporcionar 5 mbwd de um; permeado de NF tendo um teor de sólidos diss Exemplo 2 Uma corrente de água de injeção de bai pode ser preparada a partir de uma água de oa teor de TDS de 35.800 ppm, uma concentra 5 sulfato de 2.750 ppm e uma concentraçã multivalente (soma das concentrações de cát magnésio), de 1830 ppm, alimentando a água de taxa de 320 mil barris de água por dia (ml planta de dessalinização compreendendo uma p .0 unidades de membrana de OR e uma pluralidade < membrana de NF. Alimentação da água de origen para fornecer uma alimentação de água de unidades de membrana de OR (261,4 mbwd) e alimentação de NF para as unidades de membrar 5 mbwd) . As unidades de membrana de OR foram c pressão de 1000 psi (6,89 MPa) absoluto e un de 50% em volume, para fornecer 130,7 mbwd de de permeado OR tendo um TDS de 177 ppm, uma cc ânion sulfato de 1,5 ppm e uma concentraç 0 multivalente de 2,5 ppm. A água de alimentaç as unidades de membrana de NF foi reduzic através de uma válvula de alívio de pres n r* d Αχ /1ΓΊΓΊ vsz-ιη / O TE ΚΛ Ό —. \ . t-s. η λ Ί n 4— x / combinadas para fornecer 160 mbwd de uma cor de injeção tendo um TDS de 5000 ppm, uma cc ânion sulfato de 5,8 ppm e uma concentraç multivalente de 26,2 ppm (usando uma proporç 5 de permeado de OR para permeado NF de 4,5:1) .

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo para produção de uma corrente de água de injeção de salinidade controlada e teor de ânion sulfato controlado que é adequado para injeção em uma formação contendo óleo de um reservatório de óleo, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) alimentar uma água de origem tendo um teor de sólidos dissolvidos total na faixa de 20.000 a 45.000 ppm e uma concentração de anion sulfato na faixa de 1.000 a 4.000 ppm, para uma planta de dessalinização que compreende uma pluralidade de unidades de membrana de osmose reversa (OR) e uma pluralidade de unidades de membrana de nanofiltração (NF) em que a água de origem é pressurizada a uma pressão na faixa de 2,41 a 8,61 MPa (350 a 1250 psi) absoluto por um sistema de bombeamento comum para dita pluralidade de unidades de membrana de OR e dita pluralidade de unidades de membrana de NF, e dividindo a água de origem para fornecer uma água de alimentação para as unidades de membrana de OR (daqui em diante "água de alimentação de OR") e uma água de alimentação para as unidades de membrana de NF (daqui em diante "água de alimentação de NF"); (b) aumentar a pressão da água de alimentação OR para um valor na faixa de 6,20 a 8,61 MPa (900 a 1250 psi) absoluto se a água de alimentação de OR dividida da água de origem tiver uma pressão menor que 6,20 Mpa (900psi) absoluto antes de introduzir a água de alimentação OR para as unidades de membrana OR e extrair um permeado de OR e um retentado de OR das unidades de membrana de OR em que as unidades de membrana de OR são operadas em qualquer um modo de uma fase única, de passagem única ou em um modo de duas fases, de passagem única e em que a recuperação do permeado de OR está na faixa de 35 a 75% em volume com base no volume da água de alimentação de OR que é alimentada para as unidades de membrana de OR tal que o permeado de OR tem um teor de sólidos dissolvidos total de menos de 250 ppm, e uma concentração de ânion sulfato de menos de 3 ppm; (c) reduzir a pressão da água de alimentação de NF para um valor na faixa de 2,41 a 3,10 MPa (350 a 450 psi) absoluto se a água de alimentação de NF dividida da água de origem tiver uma pressão maior que 3,10 Mpa (450 psi) absoluto por meio de uma válvula de alívio de pressão ou uma válvula de controle antes de introduzir a água de alimentação de NF às unidades de membrana de NF e extrair um permeado de NF e um retentado de NF das unidades de membrana de NF em que as unidades de membrana de NF são operadas em um modo de fase única, de passagem única e em que as unidades de membrana de NF são operadas com uma recuperação de permeado de NF na faixa de 35 a 60% em volume com base no volume da água de alimentação de NF que é alimentada às unidades de membrana de NF tal que o permeado de NF tem um teor de sólidos dissolvidos total na faixa de 15.000 a 40.000 ppm e uma concentração de ânion sulfato de menos de 40 ppm; e (d) misturar pelo menos uma porção do permeado de OR e pelo menos uma porção do permeado de NF em uma proporção na faixa de 2:1 a 40:1 em um ponto de mistura, para proporcionar uma água de injeção tendo um teor de sólidos dissolvidos total na faixa de 500 a 5.000 ppm e uma concentração de ânion sulfato de menos de 7,5 ppm; e em que a pressão do permeado de NF é mantida pelo menos 0,03 MPa (5 psi) acima da pressão do permeado de OR por meio de uma válvula de retro-pressão que é fornecida a montante do ponto de mistura para o permeado de NF e permeado de OR e em que o permeado de NF é injetado no permeado de OR no ponto de mistura para formar a água de injeção.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água de origem tem uma concentração de cátion multivalente na faixa de 700 a 3.000 ppm, o permeado de OR tem um teor de cátion multivalente de até 10 ppm, o permeado de NF tem um teor de cátion multivalente de até 200 ppm, e a água de injecção tem um teor de cátion multivalente de até 50 ppm.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a energia é recuperada a partir do retentado de OR usando uma unidade de recuperação hidráulica e em que a pressão da água de alimentação de OR é aumentada na etapa (b), utilizando uma bomba de compressão que é acoplada à unidade de recuperação hidráulica .

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão da água de alimentação de NF é reduzida em pressão na etapa (c) a uma pressão na faixa de 2,41 a 3,10 MPa (350 a 450 psi) absoluto, por meio de uma válvula de alívio de pressão.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a água de origem é selecionada a partir de água do mar, água estuarina, uma água produzida, um aquífero de água, e uma água residual.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de sólidos dissolvidos total do permeado de OR está na faixa de 50 a 225 ppm e o teor de ânion sulfato do permeado de OR é de pelo menos 0,5.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor de sólidos dissolvidos total do permeado de NF é não mais do que 15.000 ppm menor do que o teor de sólidos dissolvidos total da água de origem e em que o permeado de NF tem uma concentração de ânion sulfato de pelo menos 10 ppm.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a concentração de cátion multivalente no permeado de OR está na faixa de 1 a 10 ppm e a concentração de cátion multivalente no permeado de NF está na faixa de 50 a 200 ppm .

9. Processo de acordo qualquer a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais da vazão da água de origem, a proporção da mistura do permeado de OR e permeado de NF, e a vazão da água de injeção são determinados de acordo com uma variável medida que é selecionada a partir de um ou mais da condutividade da água de injeção, a concentração total de ânions divalentes na água de injeção ou no permeado de NF, e a concentração de ânions sulfato na água de injeção ou no permeado de NF.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a pressão da água de alimentação de NF é reduzida em pressão na etapa (c) a uma pressão na faixa de 2,62 a 2,89 MPa (380 a 420 psi) absoluto, por meio de uma válvula de alívio de pressão.