BR112018075951A2 - apparatus and method for producing injection water - Google Patents
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Abstract
aparelho e método para produção de água de injeção a presente invenção se relaciona a um aparelho e método de baixo custo e de energia eficiente para produção in-situ de água de injeção para extração de hidrocarboneto offshore pelo uso de pelo menos um contator de membrana disposto em paralelo.Apparatus and Method for Injection Water Production The present invention relates to a low cost and energy efficient apparatus and method for in-situ production of injection water for offshore hydrocarbon extraction by the use of at least one disposed membrane contactor. in parallel.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ’’APARELHO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ÁGUA DE INJEÇÃO”.Descriptive Report of the Invention Patent for ’’ APPLIANCE AND METHOD FOR INJECTION WATER PRODUCTION ”.
[0001] A presente invenção se relaciona a um aparelho e método de baixo custo e de energia eficiente para produção in-situ de água de injeção de extração de hidrooarboneto offshore.[0001] The present invention relates to a low cost and energy efficient apparatus and method for in-situ production of offshore hydrooarbon extraction injection water.
Antecedentes [0002] O óleo em um reservatório de óleo é usualmente pressurizado da natureza, e fluirá por sua própria pressão para a superfície através de um poço de produção produzido para contatar o reservatório no primeiro estágio de um processo de extração de óleo. Este estágio de uma extração de óleo é conhecido como extração de óleo primária. Tipicamente, a extração de óleo primária pode extrair até cerca de 1/5 do teor de óleo original [0003] À medida que óleo está sendo extraído, a pressão de óleo subterrâneo no reservatório diminui tal que um período da pressão de óleo subterrâneo diminui suficientemente para o poço não ser mais de auto-produção. A partir deste momento, torna-se necessário aumentar ativamente a pressão de óleo subterrâneo para forçar o óleo até a superfície. Isto é tipicamente obtido por Injeção de água e/ou um gás na estrutura de rocha que transporta óleo. Este estágio de uma extração de óleo é conhecido como extração de óleo secundária, e pode tipicamente extrair outro 1/5 do teor de óleo original do reservatório.Background [0002] The oil in an oil reservoir is usually pressurized from nature, and will flow by its own pressure to the surface through a production well produced to contact the reservoir in the first stage of an oil extraction process. This stage of an oil extraction is known as primary oil extraction. Typically, primary oil extraction can extract up to about 1/5 of the original oil content [0003] As oil is being extracted, the underground oil pressure in the reservoir decreases such that a period of underground oil pressure decreases sufficiently so that the well is no longer self-producing. From this moment on, it becomes necessary to actively increase the underground oil pressure to force the oil to the surface. This is typically achieved by injecting water and / or a gas into the rock structure that carries oil. This stage of an oil extraction is known as secondary oil extraction, and can typically extract another 1/5 of the original oil content from the reservoir.
[0004] A produção de óleo intensificada ou terciária pode aumentar a taxa de extração adicionalmente por mudança da mobilidade (resistência de fluxo) do óleo remanescente no reservatório por aquecimento por injeção de vapor, adicionando tensioativos, etc.[0004] The production of intensified or tertiary oil can increase the rate of extraction further by changing the mobility (flow resistance) of the oil remaining in the reservoir by heating by injection of steam, adding surfactants, etc.
[0005] Para extração de óleo offshore (de reservatórios abaixo do leito marinho), é usualmente necessário transportar muitos dos[0005] For the extraction of offshore oil (from reservoirs below the seabed), it is usually necessary to transport many of the
2'16 equipamentos de processamento nas plataformas offshore devido à distância à localização de terra mais próxima, Uma plataforma de óleo e gás offshore típica é designada para uma vida útil ao redor de 50 anos em condições de clima muito severas. Como uma consequência, a estrutura que transporta partes de uma plataforma offshore necessita ser dimensionada tão robusta que todo kg de equipamento de processo da plataforma é pretendido para transporte, resultando em um aumento do peso da estrutura de transporte de carga da plataforma de cerca de 3 - 5 kg. O peso do equipamento de processo a ser montado em uma plataforma de óleo e gás offshore é, portanto, um fator de custo importante. É importante reduzir ambos a pegada (área de fricção requerida), o peso do equipamento de processo, e sua demanda de energia.2'16 processing equipment on offshore platforms due to the distance to the nearest land location. A typical offshore oil and gas platform is designed for a service life of around 50 years in very severe weather conditions. As a consequence, the structure that carries parts of an offshore platform needs to be dimensioned so robust that every kg of platform process equipment is intended for transportation, resulting in an increase in the weight of the platform's cargo transport structure by about 3 - 5 kg. The weight of the process equipment to be mounted on an offshore oil and gas platform is therefore an important cost factor. It is important to reduce both the footprint (required friction area), the weight of the process equipment, and its energy demand.
[0006] A distância típica das plataformas offshore para a localização de terra mais próxima e os volumes relativamente grandes de água de injeção requeridos para recuperação de óleo secundária, tornam desejáveis e econômico produzir água de injeção no local na plataforma. Os custas de transporte associados com a produção da água de injeção em localizações baseadas na terra tornam-se proibitivos.[0006] The typical distance from offshore platforms to the nearest land location and the relatively large volumes of injection water required for secondary oil recovery, make it desirable and economical to produce injection water on site on the platform. The transportation costs associated with the production of injection water in land-based locations become prohibitive.
[0007] A água de injeção necessita ser quase completamente exaurida em oxigênio para impedir problemas em furo com corrosão e/ou crescimento de bactéria. A indústria de óleo ajustou um limite máximo para o teor de oxigênio de 20 ppb. Como uma comparação, água no equilíbrio termodinâmico com ar a uma pressão atmosférica contém cerca de 8,5 - 10 ppm. Isto é, é necessário reduzir o teor de oxigênio por um fator de 1000 para satisfazer as requisições para serem usadas como água de injeção em extração de óleo secundária offshore.[0007] The injection water needs to be almost completely depleted of oxygen to prevent problems in pitting with corrosion and / or bacterial growth. The oil industry has set a maximum oxygen content limit of 20 ppb. As a comparison, water in thermodynamic equilibrium with air at atmospheric pressure contains about 8.5 - 10 ppm. That is, it is necessary to reduce the oxygen content by a factor of 1000 to satisfy the requirements to be used as injection water in offshore secondary oil extraction.
TÉCNICA ANTERIOR [0008] Do WO 2001/85622, é conhecido que separadores dePREVIOUS TECHNIQUE [0008] From WO 2001/85622, it is known that separators of
3/16 membrana podem ser utilizados para produção no local de água de injeção da água do mar, O aparelho (1) compreende uma membrana substancialmente porosa (12) sendo provida com um meio de catalisador tal como paládio, e pelo menos uma admissão (16, 18) e uma descarga (20, 22) para admissão da água oxigenada e recuperação da água desoxigenada. A água do mar e hidrogênio são introduzidos no aparelho (1), o hidrogênio tipicamente sendo disperso pela membrana porosa (12). O oxigênio em excesso na água reage com o hidrogênio, desse modo, desoxigenando a água.3/16 membrane can be used for on-site production of seawater injection water. The apparatus (1) comprises a substantially porous membrane (12) being provided with a catalyst medium such as palladium, and at least one intake ( 16, 18) and a flush (20, 22) for the admission of hydrogen peroxide and recovery of deoxygenated water. Sea water and hydrogen are introduced into the device (1), the hydrogen typically being dispersed through the porous membrane (12). Excess oxygen in the water reacts with hydrogen, thereby deoxygenating the water.
[0009] De Pabby et al, (ed.), Handbook of Membrane Separations, Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications, CRC Press, ed. 2009, pages 7-27, é conhecido que um tipo de separador de membrana, que é frequentemente denotado membrana de contato, é um tipo efetivo de membrana capaz de reduzir o teor de oxigênio de uma fase de água a signifícantemente menos do que 20 ppb.[0009] De Pabby et al, (ed.), Handbook of Membrane Separations, Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications, CRC Press, ed. 2009, pages 7-27, it is known that a type of membrane separator, which is often referred to as a contact membrane, is an effective type of membrane capable of reducing the oxygen content of a water phase to significantly less than 20 ppb .
[0010] O Documento US 2010/0230366 ensina a produção de água de injeção em uma plataforma de óleo offshore de água do mar pelo uso de uma bateria envolvendo contatares de membrana conectados em série usando gás nitrogênio como gás de arraste.[0010] Document US 2010/0230366 teaches the production of injection water on an offshore seawater oil platform by using a battery involving membrane contacts connected in series using nitrogen gas as carrier gas.
[0011] Um contatar de membrana é usualmente composta de um alojamento de cilindro vazado alongado tendo uma admissão de líquido em uma primeira extremidade do alojamento de cilindro, e uma descarga de líquido em uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade do alojamento de cilindro. Dentro do ambiente vazado do alojamento de cilindro, existe um feixe de membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica que se prolonga de uma primeira tubulação de distribuição de gás na segunda extremidade do corpo do cilindro, e para uma segunda tubulação de distribuição de gás na primeira extremidade do corpo de cilindro. A primeira tubulação de distribuição[0011] A membrane contact is usually comprised of an elongated hollow cylinder housing having an intake of liquid at a first end of the cylinder housing, and a discharge of liquid at a second end opposite the first end of the cylinder housing. Within the hollow environment of the cylinder housing, there is a bundle of hydrophobic microporous hollow fiber membrane that extends from a first gas distribution pipe at the second end of the cylinder body, and to a second gas distribution pipe at the first end of the cylinder body. The first distribution pipe
4/16 de gás é conectada à um suprimento de gás externo, e faz com que o gás suprido entre no interior (também denotado como o lado do lúmen na literatura) da membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica, flua através da mesma e seja coletado pela segunda tubulação de distribuição de gás que é conectada a uma descarga de gás, usualmente equipada com uma bomba de vácuo a jusante para criar uma força de sucção que abaixa a pressão do gás no interior da membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica. Um líquido, por exemplo, água, é feito escoar no lado externo (também denotado como o lado de invólucro na literatura) da membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica na direção oposta do gás que escoa no lado do lúmen. Devido â natureza hidrofóbica da membrana de fibra vazada microporosa e á força capilar resultante em uma fase de água que escoa, a fase de água no lado de invólucro será impedida de escoar através dos micro-poros e entrar no lado do lúmen, mas, ao invés, se projetará parcialmente nos poros. A fase de água forma, desse modo, um menisco dentro dos micro-poros que entram em contato direto com a seguinte fase de gás no lado do lúmen, desse modo, a membrana de contato de nome. O transporte de gás através da interface gás-líquído (o menisco) torna-se governado pela lei de Henry e equações de transporte para difusão de massa sobre uma interface. Ver. por exemplo, Wiesler [2] para detalhes adicionais.4/16 gas is connected to an external gas supply, and causes the supplied gas to enter the interior (also known as the lumen side in the literature) of the hydrophobic microporous hollow fiber membrane, flow through it and be collected by the second gas distribution pipe that is connected to a gas discharge, usually equipped with a downstream vacuum pump to create a suction force that lowers the gas pressure inside the hydrophobic microporous hollow fiber membrane. A liquid, for example, water, is drained on the outer side (also referred to as the casing side in the literature) of the hydrophobic microporous cast fiber membrane in the opposite direction of the gas flowing on the side of the lumen. Due to the hydrophobic nature of the microporous hollow fiber membrane and the resulting capillary force in a draining water phase, the water phase on the sheath side will be prevented from flowing through the micro-pores and entering the lumen side, but at the instead, it will partially project into the pores. The water phase thus forms a meniscus within the micro-pores that come into direct contact with the next gas phase on the side of the lumen, thereby the name contact membrane. The transport of gas through the gas-liquid interface (the meniscus) becomes governed by Henry's law and transport equations for mass diffusion over an interface. See, for example, Wiesler [2] for further details.
[0012] No presente, existe um maior produtor comercial de membranas de contato para desoxidação de água. Estes contatores de membrana são vendidos sob o nome comercial Uqui-Cel® Membrane contactor. Estes contatores de membrana são conhecidos por serem testados para formação de água de injeção, conforme pode ser visto de, por exemplo, um TechBríef [1]. Este contator de membrana foi testado para produção de água de injeção de água do mar. A presente invenção é baseada no uso de contadores[0012] At present, there is a major commercial producer of contact membranes for water deoxidation. These membrane contactors are sold under the trade name Uqui-Cel® Membrane contactor. These membrane contactors are known to be tested for the formation of injection water, as can be seen from, for example, a TechBríef [1]. This membrane contactor has been tested to produce sea water injection water. The present invention is based on the use of meters
5/16 comercialmente disponíveis vendidos sob o nome comercial LiquiCel® Membrace contactor.5/16 commercially available sold under the LiquiCel® Membrace contactor trade name.
[0013] Sob operação de um membrana de contato na vida prática, pode existir vários fatores que podem ter um efeito na eficiência de desgaseificação, tal como, por exemplo, temperatura de água de admissão, composição da água de admissão, pressão do ar atmosférica, etc. Desse modo, para assegurar que um contator de membrana opera dentro do limite máximo especificado para teor de oxigênio da água desgaseifícada, é convencionalmente considerado necessário ajustar os parâmetros de operação (temperatura da água do mar, pureza do gás de arraste, e taxa de volume de fluxo, taxa de volume de fluxo de água, e nível de vácuo), para obter um nível de remoção de oxigênio teoricamente obtido bem abaixo do limite máximo para nível de oxigênio de água de injeção. É costumeiro operar os contatores de membrana tal que eles obtenham um desempenho médio bem abaixo do limite ajustado para teor de oxigênio máximo, para assegurar que a variação natural não resuita na produção de água de injeção com muito mais oxigênio,[0013] Under operation of a contact membrane in practical life, there may be several factors that can have an effect on the degassing efficiency, such as, for example, intake water temperature, intake water composition, atmospheric air pressure , etc. Thus, to ensure that a membrane contactor operates within the specified maximum limit for the oxygen content of degassed water, it is conventionally considered necessary to adjust the operating parameters (seawater temperature, carrier gas purity, and volume rate flow rate, water flow volume rate, and vacuum level), to achieve a theoretically obtained oxygen removal level well below the maximum limit for injection water oxygen level. It is customary to operate the membrane contactors such that they achieve an average performance well below the limit set for maximum oxygen content, to ensure that natural variation does not result in the production of injection water with much more oxygen,
OBJETIVO DA INVENÇÃO [0014] O objetivo principal da invenção é proporcionar um método para produção de água de injeção da água do mar em uma maneira eficiente de energia, e para proporcionar um aparelho de pequena pegada de baixo peso para realizar o método,OBJECTIVE OF THE INVENTION [0014] The main objective of the invention is to provide a method for producing seawater injection water in an energy efficient manner, and to provide a low weight, small footprint apparatus for carrying out the method,
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0015] A presente invenção é a redução para prática da descoberta que na vida real não existe a necessidade de usar tal margem de grande segurança quando se aplica contatores de membrana para produção de água de injeção da água do mar. Desse modo, torna-se possível economizar quantidades consideráveis de energia e pegada/peso por permitir que o aparelho de contator deDESCRIPTION OF THE INVENTION [0015] The present invention is the reduction to practice of the discovery that in real life there is no need to use such a margin of great safety when applying membrane contactors for the production of water from injection of sea water. In this way, it is possible to save considerable amounts of energy and footprint by allowing the contactor
6/16 membrana seja operado próximo ao limite ajustada para teor de oxigênio máximo do que que é presentemente considerado seguro, Existe, isto é, nenhuma necessidade de ter tal grande margem de segurança como presentemente necessária neste campo, [001S] Desse moda, em um primeiro aspecto, a presente invenção se relaciona a um método para produção de água de injeção de água do mar, no qual o método compreende:6/16 membrane is operated close to the limit adjusted for maximum oxygen content than what is presently considered safe. There is, therefore, no need to have such a large safety margin as is presently necessary in this field, [001S] a first aspect, the present invention relates to a method for producing water from seawater injection, in which the method comprises:
[0017] - aplicar um conjunto de pelo menos um contator de membrana, [0018] onde cada contator de membrana no conjunto compreende: [0019] - um alojamento vazado alongado tendo um espaço alongado interno, [0020] - uma admissão de água do mar localizada em uma primeira extremidade do alojamento, e adaptada para injetar água do mar no espaço alongado interno, [0021] - uma descarga de água do mar localizada em uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade do alojamento, e adaptada para extrair água do mar a partir do espaço alongado interno, [0022] - uma admissão de gás de arraste conectada a uma primeira tubulação de distribuição de gás de arraste localizada no espaço alongado interno na segunda extremidade do alojamento, [0023] - uma descarga de gãs de arraste conectada à tubulação de coleta de gás de arraste localizada no espaço alongado interno na primeira extremidade do alojamento, [0024] - um suprimento de gás de arraste conectado á admissão de gás de arraste, [0025] - uma bomba de vácuo localizada a jusante de e conectada à descarga de gás de arraste, e [0026] - pelo menos um feixe de membrana de fibra vazada[0017] - apply a set of at least one membrane contactor, [0018] where each membrane contactor in the set comprises: [0019] - an elongated hollow housing having an internal elongated space, [0020] - an inlet water from the sea located at a first end of the housing, and adapted to inject sea water into the internal elongated space, [0021] - a discharge of sea water located at a second end opposite the first end of the housing, and adapted to extract sea water from the internal elongated space, [0022] - a carrier gas intake connected to a first carrier gas distribution pipe located in the internal elongated space at the second end of the housing, [0023] - a discharge of connected carrier gas to the carrier gas collection pipe located in the internal elongated space at the first end of the housing, [0024] - a supply of carrier gas connected to the inlet gas d and drag, [0025] - a vacuum pump located downstream of and connected to the carrier gas discharge, and [0026] - at least one hollow fiber membrane beam
microporosa hidrofóbica de polipropíleno, e tendo uma área de surperfícíe total na faixa de 200 ~ 250 m2 localizado no espaço alongado interno, e conectado, em uma extremidade, à primeira tubulação de distribuição de gás e, em uma outra extremidade, à segunda tubulação de distribuição de gás, tal que o gás de arraste pode ser passado através de um lado do lúmen de cada da membrana de fibra vazada microporosa hídrofóbíca no feixe, [0027] - dispor o conjunto de contator(es) de membrana em paralelo por conexão da admissão de água do mar de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto a uma tubulação de suprimento de água do mar, conectando a descarga de água do mar de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto a uma tubulação coletora de água de injeção, conectando a admissão de gás de arraste de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto a uma tubulação de suprimento de gás de arraste, e conectando a descarga de gás de arraste de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto a uma tubulação de coleta de gás de arraste, e [0028] - produzir a água de injeção por suprimento da água do mar que é para ser desgaseificada a tubulação de suprimento de água do mar, e simultaneamente suprir gás de arraste à tubulação de suprimento de gás de arraste, engatando a bomba de vácuo, e coletando a água do mar desgaseificada que sai da tubulação coletora de água de injeção, e [0029] em que [0030] - a água do mar a ser desgaseificada está tendo uma temperatura na faixa de 15 - 20*C, e é suprida à tubulação de suprimento de água do mar a uma taxa de fluxo de volume na faixa entre 12-18 m3/hora por contator de membrana sendo aplicada no conjunto de contator(es) de membrana disposto(s) paralelo(s), [0031] - o gás de arraste contém menos do que 0,01 peso% dehydrophobic polypropylene polypropylene, and having a total surface area in the range of 200 ~ 250 m 2 located in the internal elongated space, and connected, at one end, to the first gas distribution pipe and, at the other end, to the second pipe gas distribution, such that the carrier gas can be passed through one side of the lumen of each of the hydrophobic microporous hollow fiber membrane in the bundle, [0027] - arrange the membrane contactor set (s) in parallel by connection the seawater intake of each of the membrane connector (s) in the assembly to a seawater supply pipe, connecting the seawater discharge from each of the membrane connector (s) to the assembly to an injection water collection pipe, connecting the carrier gas intake of each of the membrane connector (s) in the assembly to a carrier gas supply pipe, and connecting the carrier gas discharge here of the membrane connector (s) in the assembly to a carrier gas collection pipe, and [0028] - produce the injection water by supplying the sea water which is to be degassed the water supply pipe of the sea, and simultaneously supplying carrier gas to the carrier gas supply pipe, engaging the vacuum pump, and collecting the degassed sea water that comes out of the injection water collection pipe, and [0029] where [0030] - the sea water to be degassed is having a temperature in the range of 15 - 20 * C, and the seawater supply pipe is supplied at a volume flow rate in the range between 12-18 m 3 / hour per diaphragm contactor being applied to the array of parallel diaphragm contactor (s), [0031] - the carrier gas contains less than 0.01 weight% of
8/16 oxigênio, e é suptido a uma taxa de fluxo na faixa entre 0,8 - 1,1 Nm3/hora por contator de membrana sendo aplicado no conjunto de contator(es) de membrana dísposto(s) paralelo(s), e [0032] ~ a bomba de vácuo é regulada para dar uma pressão do gás de arraste no lado do lúmen da membrana de fibra vazada microporosa hídrofóbíca é na faixa de 6,67 ~ 11,33 kPa.8/16 oxygen, and is supported at a flow rate in the range between 0.8 - 1.1 Nm 3 / hour per membrane contactor being applied to the set of parallel membrane contactor (s) , and [0032] ~ the vacuum pump is regulated to give a carrier gas pressure on the lumen side of the hydrophobic microporous hollow fiber membrane is in the range of 6.67 ~ 11.33 kPa.
[0033] Em um segundo aspecto, a presente invenção se relaciona a um aparelho para produção de água de injeção de água do mar, no qual o aparelho compreende:[0033] In a second aspect, the present invention relates to an apparatus for producing seawater injection water, in which the apparatus comprises:
[0034] - um conjunto de pelo menos um contator de membrana disposto em paralelo, [0035] onde cada contator de membrana no conjunto compreende: [0036] - um alojamento vazado alongado tendo um espaço alongado interno, [0037] - uma admissão de água do mar localizada em uma primeira extremidade do alojamento, e adaptada para injetar água do mar no espaço alongado interno, [0033] - uma descarga de água do mar localizada em uma segunda extremidade oposta á primeira extremidade do alojamento, e adaptada para extrair água do mar a partir do espaço alongado interno, [0039] - uma admissão de gás de arraste conectada a uma primeira tubulação de distribuição de gás de arraste iocaiizada no espaço alongado interno na segunda extremidade do alojamento, [0040] - uma descarga de gás de arraste conectada à tubulação de coleta de gás de arraste localizada no espaço alongado interno na primeira extremidade do alojamento, [0041] - um suprimento de gás de arraste conectado á admissão de gás de arraste, [0042] - uma bomba de vácuo localizada a jusante de e conectada[0034] - a set of at least one membrane contactor arranged in parallel, [0035] where each membrane contactor in the set comprises: [0036] - an elongated hollow housing having an internal elongated space, [0037] - an admission of sea water located at a first end of the housing, and adapted to inject sea water into the internal elongated space, [0033] - a discharge of sea water located at a second end opposite the first end of the housing, and adapted to extract water from the sea from the internal elongated space, [0039] - a carrier gas intake connected to a first carrier gas distribution pipe located in the internal elongated space at the second end of the housing, [0040] - a gas discharge from drag connected to the carrier gas collection pipe located in the internal elongated space at the first end of the housing, [0041] - a supply of carrier gas connected to the intake carrier gas, [0042] - a vacuum pump located downstream of and connected
9/16 à descarga de gás de arraste, e (0043] - um feixe de membrana de fibra vazada microporosa hídrofóbíca localizado no espaço alongado interno, e conectado, em uma extremidade, á primeira tubulação de distribuição de gás e, em uma outra extremidade, à segunda tubulação de distribuição de gás, tal que gás de arraste pode ser passado através de cada da membrana de fibra vazada microporosa hídrofóbica no feixe em seu lado do lúmen, [0044] - uma tubulação de suprimento de água do mar conectada á admissão de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto, [0045] - uma tubulação coletora de água de Injeção conectada à descarga de água do mar de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto, [0046j - urna tubulação de suprimento de gás de arraste conectada à admissão de gás de arraste de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto, [0047] - uma tubulação de coleta de gás de arraste conectada para conexão da descarga de gás de arraste de cada do(s) conector(es) de membrana no conjunto, [0048] ~ um suprimento de gás de arraste conectado à tubulação de suprimento de gás de arraste, [0049] - uma descarga de gás de arraste conectada à tubulação de coleta de gás de arraste, [0050] - uma bomba de vácuo localizada na descarga de gás de arraste a jusante da tubulação de coleta de gás de arraste, [0051] - um suprimento de água do mar conectado à tubulação de suprimento de água do mar, e [0052] ~ uma linha de descarga de água de injeção conectada ao coletor de água de injeção, [0053] O termo dispondo o conjunto de contator(es) de membrana9/16 to the carrier gas discharge, and (0043] - a bundle of hydrophobic microporous hollow fiber membrane located in the internal elongated space, and connected, at one end, to the first gas distribution pipe and, at the other end , to the second gas distribution pipe, such that carrier gas can be passed through each of the hydrophobic microporous hollow fiber membrane in the beam on its side of the lumen, [0044] - a seawater supply pipe connected to the intake each of the membrane connector (s) in the assembly, [0045] - an Injection water collecting pipe connected to the discharge of seawater from each of the membrane connector (s) in the assembly, [0046j - a carrier gas supply pipe connected to the carrier gas intake of each of the membrane connector (s) in the assembly, [0047] - a carrier gas collection pipe connected for connection of the gas discharge drag c of the membrane connector (s) in the assembly, [0048] ~ a carrier gas supply connected to the carrier gas supply pipe, [0049] - a carrier gas discharge connected to the carrier collection tubing carrier gas, [0050] - a vacuum pump located at the carrier gas discharge downstream of the carrier gas collection pipe, [0051] - a sea water supply connected to the sea water supply pipe, and [0052] ~ an injection water discharge line connected to the injection water collector, [0053] The term arranging the membrane contactor (s) set
10/16 em paralelo”, conforme aqui usado, significa que os contatores de membrana sendo aplicados no conjunto de contatores de membrana são mutuamente dispostos tal que a água do mar que é para ser desgaseificada somente pode passar através de um contator de membrana no arranjo. Isto é, a invenção, de acordo com o primero e segundo aspect, desgaseifica a água do mar em apenas uma etapa por passagem através de um contator de membrana, conforme oposto à um arranjo em série onde a água do mar é desgaseificada em duas ou mais etapas por ser sucesslvamente passada através de dois ou mais conectores de membrana.10/16 in parallel ”, as used herein, means that the membrane contactors being applied to the set of membrane contactors are mutually arranged such that sea water that is to be degassed can only pass through a membrane contactor in the arrangement . That is, the invention, according to the first and second aspect, degasss sea water in just one step per passage through a membrane contactor, as opposed to a series arrangement where sea water is degassed in two or more steps as it is successively passed through two or more membrane connectors.
[0054] O termo ’lado do lúmen, conforme aqui usado, significa o lado interno de uma membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica, enquanto que o termo lado de invólucro” significa no lado externo de uma membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica. [0055] O termo gás de arraste”, conforme aqui usado, significa qualquer gas tendo um teor de oxigênio de menos do que 0,01 peso%, e que não reage quimicamente com a água, a membrana de fibra vazada microporosa hidrofóbica, e/ou as paredes do coletor de membrana. Exemplos de gases de arraste adequados incluem, mas não são limitados a, nitrogênio, argônio, hidrogênio, hidrocarbonetos gasosos, e CCh.[0054] The term 'lumen side, as used here, means the inner side of a hydrophobic microporous hollow fiber membrane, while the term "sheath side" means the outer side of a hydrophobic microporous hollow fiber membrane. [0055] The term "carrier gas", as used herein, means any gas having an oxygen content of less than 0.01 weight%, and which does not chemically react with water, the hydrophobic microporous hollow fiber membrane, and / or the walls of the membrane collector. Examples of suitable carrier gases include, but are not limited to, nitrogen, argon, hydrogen, gaseous hydrocarbons, and CCh.
[0056] O termo água do mar é aqui usado em um sentido amplo, e inclui qualquer água retirada do mar. A água do mar pode ser intocada (isto é, usada como é do mar), ou tratada de qualquer maneira conhecida antes de ser desoxidada pelo processo de acordo com a presente invenção. Os tratamentos a montante da água do mar podem ser um ou mais de; redução de sulfato, redução de sal, filtração, e combinações destes. A transpiração pode vantajosamente ser submetida a uma etapa de filtração a montante para remover particudos e outros objetos arrastados tendo um diâmetro[0056] The term sea water is used here in a broad sense, and includes any water taken from the sea. Sea water can be untouched (i.e. used as it is from the sea), or treated in any known manner before being deoxidized by the process according to the present invention. Upstream treatments of seawater can be one or more of; sulfate reduction, salt reduction, filtration, and combinations thereof. Sweat can advantageously be subjected to an upstream filtration step to remove particles and other entrained objects having a diameter
11/16 característico acima de 5 microns, [0057] A invenção, de acordo com o primeiro e segundo aspecto, proporciona um desempenho surpreendentemente bom que capacita o uso de somente uma etapa de desgaseíficação sem ser punido por ter que usar quantidades excessivas do gás de purga e/ou energia excessiva para criar baixos vácuos no lado do lúmen das membranas. Isto é obtido por permitir que o processo a ser operado com parametros proporcionando um teor de oxigênio médio na água do mar desgaseificada de modo a se aproximar do teor de oxigênio permissive! máximo que é convencionalmente considerado ser condições de operação não-seguras. Contudo, a experiência peio inventor verificou que este não é um problema na vida prática.11/16 characteristic above 5 microns, [0057] The invention, according to the first and second aspects, provides a surprisingly good performance that enables the use of only one degassing step without being punished for having to use excessive amounts of gas purging and / or excessive energy to create low voids on the lumen side of the membranes. This is achieved by allowing the process to be operated with parameters providing an average oxygen content in degassed seawater in order to approach the permissive oxygen content! maximum that is conventionally considered to be unsafe operating conditions. However, experience by the inventor has found that this is not a problem in practical life.
[0058] Uma precaução de segurança comum aplicada pe!a indústria de óleo relacionada á desoxidação à base de membrana de água de injeção é para assumir que a eficiência de remoção de oxigênio das membranas tipicamente varia à um nível requerendo um fator de segurança de 1,7, Isto é, se o teor de oxigênio permissive! máximo ê 20 ppb, o teor de oxigênio médio da água que sai da desoxidação à base de membrana deve ser não mais do que 11,8 ppb para evitar a variação natural resultando na produção de água tendo mais do que 20 ppb de oxigênio. O presente inventor descobriu que esta precaução de segurança não ê proptíamente encontrada na vida real. Um contator de membrana pode ser operado em um teor de oxigênio médio mais alto mesmo através da variação natural no processo de desoxidação à base de membrana que pode, então, na teoria, proporcionar água tendo mais do que 20 ppb de oxigênio. Na vida prática, este não ê problema porque se o teor máximo é ultrapassado, este somente será o caso de quanta suficientemente pequena de água tratada para representar um problema para seu uso como água de injeção. Desse modo, o processo de membrana, de[0058] A common safety precaution applied by the oil industry related to injection water membrane-based deoxidation is to assume that the oxygen removal efficiency of membranes typically varies at a level requiring a safety factor of 1 , 7, That is, if the permissive oxygen content! maximum is 20 ppb, the average oxygen content of water leaving membrane-based deoxidation should be no more than 11.8 ppb to avoid natural variation resulting in the production of water having more than 20 ppb of oxygen. The present inventor has discovered that this safety precaution is not actually found in real life. A membrane contactor can be operated at a higher average oxygen content even through natural variation in the membrane-based deoxidation process which can then, in theory, provide water having more than 20 ppb of oxygen. In practical life, this is not a problem because if the maximum level is exceeded, this will only be the case for how small enough treated water to represent a problem for its use as injection water. In this way, the membrane process,
12/16 acordo com a presente invenção, é executado para opera em níveis de parâmetro que, na teoria, pode produzir água de injeção tendo mais do que 20 ppb de oxigênio, mas nâo em uma quantidade que representa um problema para seu uso como água de injeção. Q efeito técnico disto é uma economia considerável em material e uso de energia para desoxidaçâo de água do mar para uso como água de injeção.12/16 according to the present invention, it is performed to operate at parameter levels that, in theory, can produce injection water having more than 20 ppb of oxygen, but not in an amount that represents a problem for its use as water injection. The technical effect of this is considerable savings in material and energy use for deoxidizing seawater for use as injection water.
[0059] O efeito acima da invenção é obtido na prática quando a taxa de fluxo de volume do gás de arraste está em uma das seguintes faixas: de 0,8 a 1,1 Nm3/hora, de 0,8 a 1,0 Nm3/hora, ou de 0.85 a 0,95 Nm3/hora, combinados com qualquer das seguintes faixas do nível de vácuo no lado do lúmen da membrana de fibra vazada mícroporosa hidrofóbica de; de 50 a 85 Torr (6,67 a 11.33 kPa), de 60 a 82 Torr (7,99 a 10,93 kPa), ou de 70 a 80 Torr (9,33 - 10,67 kPa). Uma combinação especialmente preferida de consumo de gás de arraste e nível de vácuo é uma taxa de fluxo de volume do gás de arraste de 0.8 Nm3/hora. e um nível de vácuo no lado do lúmen da membrana de fibra vazada mícroporosa hidrofóbica de 80 Torr (10,67 kPa).[0059] The above effect of the invention is obtained in practice when the volume flow rate of the carrier gas is in one of the following ranges: from 0.8 to 1.1 Nm 3 / hour, from 0.8 to 1, 0 Nm 3 / hour, or 0.85 to 0.95 Nm 3 / hour, combined with any of the following vacuum level ranges on the lumen side of the hydrophobic microporous hollow fiber membrane; 50 to 85 Torr (6.67 to 11.33 kPa), 60 to 82 Torr (7.99 to 10.93 kPa), or 70 to 80 Torr (9.33 - 10.67 kPa). An especially preferred combination of carrier gas consumption and vacuum level is a carrier gas volume flow rate of 0.8 Nm 3 / hour. and a vacuum level on the lumen side of the 80 Torr hydrophobic microporous hollow fiber membrane (10.67 kPa).
[0060] Por desgaseifícação da água do mar a um nível aceitável de teor de oxigênio a ser usada como água de injeção por somente uma etapa de desgaseifícação, a invenção, de acordo com o primeiro e segundo aspecto capacita umna economia de custo considerável para extração de hidrocarboneto offshore pelo uso de um número relativamente pequeno de contatores de membranas (a presente invenção controla com menos membranas de contato como o sistema revelado em, por exemplo, US 2010/0230366, que ensina o uso de três contatores montados em série. Desse modo, o presente aparelho, de acordo com o segundo aspecto da invenção, tem uma pegada significantemente reduzida (área de Instalação requerida) e peso, ambos aspectos muito importantes uando designando plataforma offshore. O consumo de gás de arraste e a formação de vácuo[0060] By degassing sea water to an acceptable level of oxygen content to be used as injection water for only one degassing step, the invention, according to the first and second aspects, enables considerable cost savings for extraction of offshore hydrocarbon by the use of a relatively small number of membrane contactors (the present invention controls with less contact membranes as the system disclosed in, for example, US 2010/0230366, which teaches the use of three series mounted contactors. Thus, the present device, according to the second aspect of the invention, has a significantly reduced footprint (required installation area) and weight, both very important aspects when designating offshore platform. The consumption of carrier gas and the formation of vacuum
13/16 requerida também tomam-se significantemente menores,13/16 required also become significantly smaller,
VERIFICAÇÃO DA INVENÇÃO [0061] Um conector de membrana vendido sob o níme comerciai Liqui-CeKã) 8x80 Extra-Flow pela 3M Company foi testado. Este contator de membrana tem um feixe de membranas de polipropileno mícroporosa de 2210 mm de comprimento com orna área de surperficie total de 242 m2. A água do mar foi filtrada para remover particulados e pequenos animais etc., antes de ser passada no contator de membrana, [0062] Os resultados de teste obtidos são apresentados na TabelaVERIFICATION OF THE INVENTION [0061] A membrane connector sold under the commercial name Liqui-CeKã) 8x80 Extra-Flow by 3M Company has been tested. This membrane contactor has a 2210 mm long microporous polypropylene membrane bundle with a total surface area of 242 m 2 . The sea water was filtered to remove particulates and small animals etc., before being passed through the membrane contactor, [0062] The test results obtained are shown in Table
1. Estes são resultados calculados com uma temperatura de água do mar de 20°C, gás de arraste a 99,99% de pureza, e taxa de volume de fluxo da água do mar de 15 m3/hora. Conforme visto pela Tabela 1, a carga de vácuo (isto è, a capacidade de sucção da bomba de vácuo) diminui consideravelmente se o contator de membrana está operando com uma pressão do gás de arraste/nlvel de vácuo no lado do lúmen de ao redor de 10 kPa, enquanto que o teor de oxigênio médio da água do mar desgaseíficada é ao redor de 14 ppb, e o teor de oxigênio máximo devido à variação normal em membranas de contato pode tomar-se tão alto quanto ao redor de 24 ppb. Contudo, se a precaução de segurança padrão que demanda que o teor de oxigênio máximo devido à variação normal é para ser mantida abaixo de 20 ppb é aplicada, isto é, que o teor de oxigênio médio necessita ser abaixado para menos do que cerca de 12 ppb, nós vemos da Tabela 1 que a carga de vácuo aumenta por um fator de dois ou mais.1. These are results calculated with a sea water temperature of 20 ° C, carrier gas at 99.99% purity, and a volume flow rate of sea water of 15 m 3 / hour. As seen in Table 1, the vacuum load (ie, the suction capacity of the vacuum pump) decreases considerably if the membrane contactor is operating with a carrier gas pressure / vacuum level on the side of the surrounding lumen 10 kPa, while the average oxygen content of degassed seawater is around 14 ppb, and the maximum oxygen content due to normal variation in contact membranes can be as high as around 24 ppb. However, if the standard safety precaution that requires that the maximum oxygen content due to normal variation is to be kept below 20 ppb is applied, that is, that the average oxygen content needs to be lowered to less than about 12 ppb, we see from Table 1 that the vacuum load increases by a factor of two or more.
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Tabela 1 Resultados de teste obtidos por um contator de membrana Liqui-Cel® 8x80 Extra-Flow executado dentro da janela de parâmetro da presente invençãoTable 1 Test results obtained by a Liqui-Cel® 8x80 Extra-Flow membrane contactor performed within the parameter window of the present invention
TESTE DE COMPARAÇÃO [0063] As especificações recomendadas pelo fornecedor do contator de membrana Líquí-Cel® 8x80 Extra-Flow, indicam que o contator de membrana deve ser aplicado com uma taxa de fluxo de volume de gás de arraste de 2,7 NrrP/hora, e um nível de vácuo a 50 Torr quando a taxa de volume de fluxo de gua é 15 mVhora, e o gás de arraste contém menos do que 0,01 pe$o% de oxigênio, [0064] Com estes parâmetros combinados com a precaução de segurnça padrão de um fator de 1,7 vezes o teor de oxigênio médio é aplicado, isto é, o teor de oxigênio médio deve ser não mais alto do que cerca de 12 ppb para assegurar que o teor de oxigênio máximo não exceda 20 ppb, é obtido dos seguintes resultados resumidos na Tabela 2 para um fluxo de água do mar similar de 15 m3/hora, um fluxo de volume de gás de arraste de 2,7 Nm3/hora e nível de vácuo de 6,67 kPa (50 torr) no lado do lúmen para temperaturas da água do mar de 4 a 13*0:COMPARISON TEST [0063] The specifications recommended by the supplier of the Liquid-Cel® 8x80 Extra-Flow membrane contactor, indicate that the membrane contactor must be applied with a carrier gas flow rate of 2.7 NrrP / hour, and a vacuum level at 50 Torr when the water flow volume rate is 15 mVh, and the carrier gas contains less than 0.01 p and% oxygen, [0064] With these parameters combined with the standard safety precaution of a factor of 1.7 times the average oxygen content is applied, ie the average oxygen content should be no higher than about 12 ppb to ensure that the maximum oxygen content does not exceed 20 ppb, it is obtained from the following results summarized in Table 2 for a similar flow of sea water of 15 m 3 / hour, a flow rate of carrier gas of 2.7 Nm 3 / hour and a vacuum level of 6, 67 kPa (50 torr) on the lumen side for seawater temperatures from 4 to 13 * 0:
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Tabela 2Table 2
[0065] Os resultados da Tabela 2, comparados com os resultados da Tabela 1, mostram que a carga de vácuo quando operando o contatar de membrana, conforme recomendado pelo fornecedor, dá uma carga de vácuo de cerca de um fator de quatro vezes mais alto do que obtida pela presente invenção, e cerca de três vezes como alto consumo de nitrogênio. Isto dá um aumento signifícante no consumo de energia para operação da bomba de vácuo, e produzindo gás nitrogênio, que é calculado para resultar em cerca de 20% menos facilidade de desoxídação de custo eficiente do que a presente invenção. Isto é, a pegada reduzida e consumo de energia de uma facilidade de contator de membrana para produção de água de injeção de água do mar operando com os parâmetros de processo da presente invenção, podem produzir uma quantidade similar de água de injeção em cerca de 20% menos de custos de operação do que uma facilidade similar que opera conforme recomendado pelo fornecedor.[0065] The results in Table 2, compared with the results in Table 1, show that the vacuum load when operating the membrane contact, as recommended by the supplier, gives a vacuum load of about a factor four times higher than obtained by the present invention, and about three times as high nitrogen consumption. This gives a significant increase in energy consumption for operating the vacuum pump, and producing nitrogen gas, which is estimated to result in about 20% less cost-effective deoxidation facility than the present invention. That is, the reduced footprint and energy consumption of a membrane contactor facility for producing seawater injection water operating with the process parameters of the present invention, can produce a similar amount of injection water in about 20 % less operating costs than a similar facility that operates as recommended by the supplier.
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REFERÊNCIAS [0066] 1. MEMBRANE, '‘L/puf-Ce/® Membrane ContactarREFERENCES [0066] 1. MEMBRANE, '‘L / puf-Ce / ® Membrane Contact
Technology Being Evaluated for Dissolved Gas Removal from Water in Many Hydrocarbon Processes”, Tech Brief no. 83, Rev. 1, 2012; publicado na internet:Technology Being Evaluated for Dissolved Gas Removal from Water in Many Hydrocarbon Processes ”, Tech Brief no. 83, Rev. 1, 2012; published on the internet:
hnp://www.l!QuiceLcpm/upload$/documents/TB%2083%20Membrane% .2QDtLqasMnhnp: //www.l! QuiceLcpm / upload $ / documents / TB% 2083% 20Membrane% .2QDtLqasMn
12%20Rev1.pdf [0067] 2. Wiesler, “Membranes ~ Membrane Contactor: An introduction to the technology1', UltraPure Water, Pode/June 1996; publicado na internet:12% 20Rev1.pdf [0067] 2. Wiesler, “Membranes ~ Membrane Contactor: An introduction to the technology 1 ', UltraPure Water, May / June 1996; published on the internet:
http://www.liquicel.com/upioadsfdocuments/Membrane%20Contactors %20-%20An%20lntroduction%20TQ%20The%20Technoloqy.pdfhttp://www.liquicel.com/upioadsfdocuments/Membrane%20Contactors% 20-% 20An% 20lntroduction% 20TQ% 20The% 20Technoloqy.pdf
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