CN101848867A - 有效处理水从而使处理的水可以用在油气井处理操作中的移动系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种这样的系统，其包括：(a)移动平台；(b)输入泵，其操作性地连接以能够将处理流通过所述系统泵送；(c)离心分离器，其操作性地连接所述输入泵的下游以离心处理所述处理流；(d)硼酸酯过滤器，其操作性地连接离心分离器的下游从而过滤所述处理流，能够当所述处理流处于pH 8以上时去除至少一些硼酸酯；和(e)化学添加剂子系统，其被操作性地连接从而能够：(i)选择性将一种或多种化学试剂加入离心分离器上游的处理流中，其中可以选择这样的化学试剂，其能够沉淀选自由下列组成的组的溶解的离子：硫酸根、钙、锶、或钡、镁、铁；和(ii)选择性地将化学试剂加入硼酸酯过滤器上游的处理流中从而增加所述处理流的pH到8以上。
Description
技术领域
本发明一般涉及用于处理水从而使其可以用在油气井处理操作(well-treatment operations)中的移动系统和方法。
发明概述
根据本发明的一个方面，提供一种用于有效处理水从而使处理的水可以用在油气井处理操作中的移动水处理系统。所述系统包括：
(a)移动平台(mobile platform)；
(b)输入泵，其中所述输入泵被安装在所述移动平台上，并且操作性地连接从而能够通过所述系统泵送处理流；
(c)离心分离器，其中所述离心分离器被安装在所述移动平台上，并且操作性地连接在输入泵的下游从而离心处理所述处理流；
(d)硼酸酯过滤器，其中所述硼酸酯过滤器被安装在所述移动平台上并且操作性地连接在离心分离器的下游从而过滤所述处理流，并且其中所述硼酸酯过滤器在所述处理流处于pH 8以上时能够去除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯；和
(e)化学添加剂子系统，其中所述子系统被安装在所述移动平台上，并且其中所述子系统被操作性地连接从而能够：
(i)选择性地将一种或多种化学试剂添加到所述离心分离器上游的处理流中，其中可以对所述化学试剂进行选择，其能够沉淀选自由下列各项组成的组的溶解的离子：硫酸根、钙、锶或钡、镁、铁和以可能存在于处理流中的任何比例存在的任何组合；和
(ii)选择性将化学试剂添加到所述硼酸酯过滤器上游的处理流中从而将处理流的pH增加到8以上，其中所述pH增加剂可以与一种这样的化学试剂相同或不同，可以选择这样的所述化学试剂，其能够沉淀溶解的硫酸根、钙、锶或钡、镁、或铁离子。
根据本发明的另一方面，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法。根据该方面，所述方法包括下列步骤：将根据本发明的移动水处理系统带到水源处；和使用所述移动水处理系统来处理水以获得处理的水。
根据本发明的另一方面，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；和
(c)使用能够去除硼酸酯的过滤介质从处于pH 8以上的处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)化学处理所述处理流，其中所述化学处理的步骤包括下列步骤的至少一个：
(i)将水溶性的卤化钙、卤化锶、或卤化钡加入到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶、或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；
(ii)将水溶性碳酸盐加入到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在处理流中的钙离子；
(iii)将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子；和
(iv)将pH增加剂加入到所述硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加到至少8，并且其中pH增加剂可以相同或不同于这样的一种化学试剂，选择这样的所述化学试剂，其能够沉淀溶解的钙离子、锶离子或钡离子、镁离子或铁离子。
根据本发明的另一方面，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的所述处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在所述过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；和
(e)将pH增加剂加入到所述硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将所述处理流的pH增加到至少8。
该方法优选地还包括下列步骤：将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子。
根据本发明的另一方面，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的所述处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性碳酸盐加入到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的钙离子；和
(e)将pH增加剂加入到所述硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将所述处理流的pH增加到至少8，并且其中pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解的钙离子的碳酸盐。
该方法优选地还包括下列步骤：将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解的镁离子和铁离子的氢氧化物。
根据本发明的系统和方法，可以处理水从而获得这样的处理水，其溶解的硫酸根或钙离子浓度大量减少，优选地镁离子和铁离子浓度大量减少，和溶解的硼酸根离子浓度大量减少。在下面详细地描述本发明的这些和其他方面。
附图简述
通过参考结合附图的下面的描述可以更充分地理解本发明的公开内容及其优势，其中：
图1是代表用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理系统的当前优选实施方案的流程图。
图2是以横截面显示的旋液分离器的结构的代表性实例。
图3是以横截面显示的离心机结构的代表性实例。
图4是根据本发明的移动水处理系统的举例说明，其包括安装在移动平台(拖车(trailer))上的由图1表示类型的移动水处理系统，并且还包括采出流体(produced fluid)的储蓄器(至少一个油罐车(tanker trailer))和处理流体的储蓄器(至少一个桶)。
图5是根据本发明的另一种移动水处理系统的举例说明，其包括安装在移动平台(拖车)上的由图1表示类型的移动水处理系统，并且还包括采出流体的储蓄器(贮藏池(holding pit))和处理流体的储蓄器(贮藏池)。
发明详述
在油气井处理操作中需要大量的水用于从地层(subterraneanformations)产生油气。例如，单油气井压裂操作(single well fracturingoperation)可能需要将数百万加仑的处理水注入到所述油气井中。
在产生油气的过程中，也产生了大量的水。采出水的来源可以包括可作为完井(well-completion)或油气井处理(well treatment)过程的一部分注入地层中的水，可作为注入井推动过程(injection-well driving process)的一部分注入的水，原生水(connate water)以及这些中任一种的任何混合物。例如，对于采自油气井中的每桶油，典型地还会获得约10桶的采出水。大量的采出水将会作为废水处理，例如通过将所述采出水再注入到油气井中来处理。
随着对淡水的增加的需求，公众对环境越来越高的关注，并且随着越来越高的获得淡水的费用，能够使用在常规油气井处理操作中的采出水将是合乎需要的。
采出水是可以包含烃和其它物质的稍咸的水或盐水。然而，根据本发明，将认识到通常适合用于常规油气井处理操作中的水不需要它是海水、淡水或饮用水。一般情况下，所需要的是这样的水，其不包含将对涉及所述油气井处理操作的化学原理特别不利的物质。
在常规油气井处理操作中特别令人关注的是要避免这样的水，其包含不合乎需要的-高浓度的具有两价或多价态的无机离子。如油气工业中公知的，这样的离子会干扰形成或破坏常见于各种油气井处理操作中的某些类型的粘性流体的化学原理。
常用的阳离子包括溶解的碱土金属离子，特别是钙离子和镁离子，并且还可以包括溶解的铁离子。
常用的阴离子包括硫酸根。
然而，在正常情况下，在水源中存在高浓度的钙离子和硫酸根阴离子二者是不可能的。钙离子会与硫酸根离子反应从而产生硫酸钙，它是不溶性的盐，将会从溶液中沉淀。对于锶离子和硫酸根离子或钡离子和硫酸根离子也是类似地。因此，使用用于常规油气井处理操作的水的问题将是不合乎需要的-高浓度的钙离子、锶离子或钡离子，或不合乎需要地-高浓度的硫酸根离子。
硼酸酯(borate)具有化学式B(OR)3，其中B＝硼，O＝氧，并且R＝氢或任何有机基团。在更高的pH范围，例如8或以上，硼酸酯能够增加水溶性聚合物质如半乳甘露聚糖或聚乙烯醇的水溶液的粘性。随后，如果pH降低，例如低于8，观察到的增加所述溶液的粘性的效果可以被逆转以减少或“破坏”所述粘性到其最初的更低的粘性。还已知，在更低的pH范围，例如低于8，硼酸酯没有增加所述水溶性聚合物质的粘性。硼酸酯的这种作用以及对pH的反应提供一种用于控制某些聚合的增粘剂(viscosity-increasing agent)交联的常用技术。对增加所述流体的粘性以及随后“破坏”粘性的控制倾向于对某些因素敏感，包括溶液中的具体的硼酸酯浓度。
不希望受限于任何具体的理论解释，认为硼酸酯能够与其它分子的两个醇位点形成不稳定的键。硼酸酯与醇位点反应的能力可以用于“交联”溶液中彼此邻近的不同的聚合物分子(或可能是相同分子的其它部分)上的醇位点。水性流体的pH控制溶液中硼酸和硼酸根阴离子之间的平衡。在更高的pH范围，所述平衡向水中硼酸根离子的更高浓度移动。
例如，通过增加流体的pH到8以上，尽管通常是在约8.5到12的范围内，释放-硼酸根的化合物如硼酸释放硼酸根离子，其可用于交联具有醇位点的水溶性聚合物。通过随后降低所述流体的pH到低于8的pH，例如通过加入或释放酸到流体中，平衡移动从而使溶液中的硼酸根阴离子种类减少，交联可以被打破，由此使所述胶凝的流体恢复到低得多的粘性。
不管硼酸酯交联的理论化学机制如何，其可能尚未得到充分的解释和理解，硼酸酯广泛用于油气工业从而选择性地控制包含具有醇位点的水溶性聚合物质的油气井处理水性流体的粘性的增加和随后的破坏。具有大于水的粘性的流体可以用于多种油气井处理操作，如在压裂油气井中，增加的粘性用于辅助压力支撑剂通过井筒到需要的位置。在已经满足具有增加的粘性的流体的目的后，所述流体的粘性可以被破坏以辅助所述流体返回表面成为采出水的部分。因此硼酸酯常见于采出水。
不过硼酸酯交联在一些油气井处理操作中可能是不需要的，它可能会干扰特定的油气井处理操作所需要的化学原理。因此硼酸酯的存在或未知浓度的硼酸酯的存在经常是不合乎需要的。
硼酸酯还可以天然存在于淡水、海水和原生水中，其中任一种可以见于处理的油气井中，但是通常其以这样的低浓度存在从而使硼酸酯在正常情况下不会干扰常规油气井处理流体的化学性质。然而，因为硼酸酯常用于各种油气井处理流体中，不合乎需要的高浓度的硼酸酯可能存在于采出水中。
根据本发明，要认识到处理采出水或其他水源从而减少溶解的硫酸根、钙、锶或钡、镁和铁离子的一种或多种的任何显著浓度并且减少硼酸酯的任何显著浓度，可以获得充分处理的水以用于许多常规的油气井处理操作中。更优选地，所有的溶解的硫酸根、钙、锶或钡、镁和铁离子的任何显著浓度将是合乎需要的。当然，根据本发明的系统和方法的处理的水将不会期望用于饮用或适用于其它目的。然而，预期节省不必要的纯化水的费用具有巨大的经济和实践益处，所述水是在其它油气井处理操作中使用的。
用于本文时，术语“包括”，“具有”和“包含”及其所有的语法变化都意欲具有开放的非限制性的意义，其并不排除组件、部件或构件的其它元件或部分。
用于本文时，术语“采出水”意指由地底油气井中开采的稍咸的水或盐水。如果无特指，待处理的水可以是任何来源的，但是需理解由于存在显著浓度的钙和镁离子，铁离子；硫酸根离子；和硼酸根离子的任何一种或多种，其不适合于油气井处理操作。
用于本文时，术语“处理的水”意指根据本发明的各种处理系统或方法的任一种进行处理的水，除非上下文另外需要提及本发明的处理系统或方法的特定的阶段或步骤。
用于本文时，术语“处理流”意指持续通过任一种根据本发明的处理系统或方法移动的液体流，其由水流起始，通过所述系统或方法移动，并终止于处理的水流。
用于本文时，术语“上游”和“下游”的含义涉及处理流通过根据本发明的处理系统或方法的移动，其由水流起始，通过所述系统或方法移动到“下游”，并终止于处理的水流。
用于本文时，术语“水溶性”意指当在标准温度和压力(“STP”)下测试时在蒸馏水中是至少0.1mol/L。
用于本文时，将硫酸根离子的显著浓度定义为等于或大于500ppm；钙或镁离子的显著浓度定义为等于或大于组合的总浓度1,000ppm；铁离子的显著浓度定义为等于或大于10ppm；硼酸根的显著浓度定义为等于或大于5ppm。
如果措辞或术语的用法在本申请说明书中和可以被结合在本文作为参考的一个或多个专利或其他文献中有冲突，则应该采用与本申请说明书一致的定义以利于理解本发明。
根据本发明，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的移动水处理系统。所述系统包括：
(a)移动平台；
(b)输入泵，其中所述输入泵被安装在所述移动平台上并且操作性地连接从而能够通过所述系统泵送处理流；
(c)离心分离器，其中所述离心分离器被安装在所述移动平台上，并且操作性地连接在所述输入泵的下游从而离心处理所述处理流；
(d)硼酸酯过滤器，其中所述硼酸酯过滤器被安装在所述移动平台上，并且操作性地连接所述离心分离器的下游从而过滤所述处理流，并且其中硼酸酯过滤器能够在所述处理流处于pH8以上时去除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯；并且
(e)化学添加剂子系统，其中所述子系统被安装在所述移动平台上，并且其中所述子系统被操作性地连接从而能够：
(i)选择性地将一种或多种化学试剂加入离心分离器上游的处理流，其中可以选择所述化学试剂从而使其能够沉淀选自由下列各项组成的组的溶解的离子：硫酸根、钙、锶或钡、镁、铁和以可能存在于处理流中的任何比例存在的任何组合；和
(ii)选择性将化学试剂添加到硼酸酯过滤器上游的处理流中从而将处理流的pH增加到8以上，其中所述pH增加剂可以与一种这样的选定化学试剂相同或不同，其能够沉淀溶解的硫酸根、钙、锶或钡、镁、或铁离子。
用于加至处理流中的化学试剂选自由水溶性钙、锶、或钡的卤化物；水溶性碳酸盐；水溶性碱金属氢氧化物，及其任意比例的组合组成的组。选择钙、锶、或钡的卤化物用于与硫酸根离子反应并将其沉淀为不溶于水的硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡。选择碳酸盐用于与溶解的钙离子反应并且将其作为不溶于水的碳酸钙的形式沉淀。选择氢氧化物用于与镁和铁离子反应并将其以不溶于水的氢氧化镁和氢氧化铁沉淀。
当然，应该理解，尽管有些化学试剂是可以被选择用于这些各种目的的最优选的化学试剂种类，这些化学试剂不一定是可以使用的最合适的种类。例如，可以用氢氧化铵来沉淀硫酸根以获得不溶于水的硫酸铵沉淀物，然而，使用铵化合物会产生有害的状况，其可能会释放氨气到大气中。
不溶于水的盐沉淀物可以作为悬浮的颗粒存在于处理流中。在下游，这种盐颗粒的至少一些，以及在来自水的处理流中的其它颗粒预期将通过离心分离器从处理流中被离心去除。
加入处理流中的化学试剂优选地还包括用于辅助团聚颗粒的絮凝剂，其包括由不溶性盐沉淀导致的沉淀物。
选择用于增加处理流的pH的化学试剂以能够将处理流的pH增加到至少8。更优选地，选择所述pH增加剂以使其能够将处理流体的pH增加到约8.5-12的范围。所述pH增加剂可以与一种这样的选定的化学试剂相同或不同，其能够沉淀溶解的硫酸根、钙、锶、或钡、镁或铁离子。
此外，应该理解，当然将化学试剂以特定的顺序加入到处理流中可能是理想的。例如，首先加入能够沉淀硫酸根离子的化学试剂可以是理想的。如果将钙、锶或钡的卤化物用于沉淀所述硫酸根离子，将碳酸盐加入下游以沉淀溶液中的钙、锶或钡离子可能是理想的。在加入碳酸盐之前，可能需要一些时间来混合并使钙、锶或钡的卤化物与溶解的硫酸根离子反应，否则所述碳酸盐另外可能会与溶解的硫酸根离子竞争而将一些钙、锶或钡的卤化物沉淀出溶液。另外例如，如果pH对于硼酸酯过滤步骤不足够高，那么在离心分离器之前，在上游加入用于沉淀硫酸根、钙、锶或钡、镁或铁离子的一种或多种的化学试剂，接着可以将不同的化学试剂加入硼酸酯过滤器的上游以实现该目的。在这个方面，可以将另外的或单独的pH增加剂任选地加入离心分离器的处理流上游或在离心分离器和硼酸酯过滤器之间的任何地方。
此外，应该理解加入能够实现至少一些理想结果或效果的化学试剂优选地包括以足够浓度加入所述化学试剂从而能够基本上获得所有需要的结果或效果。例如，被加入处理流中以用于沉淀处理流中的至少一些溶解的硫酸根离子的钙、锶或钡卤化物的优选浓度将是处理流中硫酸根离子的摩尔基础浓度的约70％-110％，并且更优选地在摩尔基础的约90％-100％范围。(对于实现沉淀溶解在所述处理流中的其它二价离子的任一种的至少一些的理想效果也是如此，即优选地将足够浓度的化学试剂加入所述处理流中从而使基本上所有溶解在处理流中的特定二价离子应该被沉淀出溶液)。然而，因为钙、锶或钡的卤化物的钙、锶或钡离子本身是二价离子，预期优选地不使用过量的钙、锶或钡的卤化物。然而，在备选方案中，可以通过在下游加入充足的碳酸盐来去除因为加入钙、锶或钡卤化物而造成的处理流中任何过量的钙、锶或钡离子浓度。
现在参照附图的图1，根据本发明的系统，一般被称为系统10，包括输入泵12。所述输入泵被安装在移动平台上(未显示在图1中)并且操作性地连接从而能够通过所述系统10泵送处理流。所述输入泵12可以操作性地连接以从水的储蓄器(未显示在图1中)抽汲水，例如通过操作性地连接输入泵的输入管道11。泵12的输出物通过泵输出管道13被泵送到下游。所述输入泵12应该是高容量泵(high-capacity pump)，例如能够泵送约20桶/分钟(″BPM″)。
根据本发明的系统10的最优选的实施方案，化学添加剂子系统14优选地包括至少一个液体添加剂泵，如液体添加剂泵14a，其中可以将在水溶液中的各种化学试剂添加到处理流中。与输入泵12相比，液体添加剂泵14a是相对低容量的泵。例如，所述液体添加剂泵14a能够泵送约40加仑/分钟(″GPM″)。根据本发明最优选的实施方案，加入到处理流中的各种化学试剂优选地溶解在一种或多种水溶液中，其可以贮存在一种或多种液体贮存槽中(未显示在图1中)。所述液体添加剂泵14a可以操作性地连接具有适合的管道15a的化学试剂的液体贮存槽。
所述化学添加剂子系统14还包括用于混合化学试剂和处理流的工具。优选地，用于混合来自液体添加剂泵14a的流体流的工具包括用于将液体添加剂流与管道13中的处理流合并的适合的液体添加剂管道15b。用于混合来自液体添加剂泵14a的流体流的工具还包括选择性操作的阀(未显示在图1中)以辅助合并各种流体流。
本领域技术人员应该理解可以使用其它类型的化学添加剂机制，并且这些是本发明所预期的。例如，预期可以使用钻器分配系统(augerdispensing system)将固体化学试剂加入到平衡槽16中，所述平衡槽16用于平衡在所述输入泵12和离心分离器18之间的处理流的流体流动。
继续参考图1，所述系统10优选地还包括平衡槽16。根据显示在图1中的系统10的优选实施方案，所述管道13将处理流引到平衡槽16。
所述平衡槽16被安装在移动平台(未显示在图1中)上，并且操作性地连接离心分离器18的上游。所述平衡槽16帮助平衡来自所述输入泵12经管道13进入平衡槽16的处理流，其中由平衡槽16流出的处理流通过槽输出管道17流到离心分离器18中。
所述平衡槽16应该具有足够的体积以容许收集液体的不均一流，将其混合并以更均匀的速率移动到下游。泵送由所述平衡槽中的水平传感器控制，并且泵送速率根据所述平衡槽中的液体深度改变。
所述平衡槽16的内容物优选地进行混合以防止固体的沉降并且确保所述液体质量尽可能的均匀。为了防止在平衡槽16中出现厌氧条件和气味，平衡槽中的内容物可能需要被充气。文氏管通风装置(Venturi aerators)可以用于混合和充气，同时当所述处理流通过所述平衡槽16移动时，可以使用混合推进器将固体保持在混悬液中。
在水包含高浓度固体的情形中，如在浆液中，所述系统10可以任选地包括振动分离器(shaker separator)(未显示在图1中)，其操作性地连接在离心分离器18的上游。优选地，所述振动分离器将定位在化学添加剂子系统14的上游。
所述振动分离器在油气工业中是公知的。振动分离器基于振动筛的操作原理。当浆液，如钻井流体流到其上部时，金属丝布筛振动。小于金属丝网眼的浆液和固体的液相倾向于通过振动筛，而更大的固体则保留在筛上。所述振动筛通常相对于水平方向倾斜从而使更大的固体从振动分离器的侧面落下。在正常情况下，更大的固体可以掩埋处理，而无需任何进一步或具体的处理。在振动筛中开口的大小从整个浆液中去除更多的固体，但是减少每单位面积金属丝布的流速。
再参考附图的图1，所述系统10还包括离心分离器18。根据在图1中显示的系统10的本发明优选实施方案，所述管道17将处理流引到离心分离器18。
离心分离器18的目的是从所述处理流中去除相对较大的颗粒。优选地，离心分离器能够去除至少50％的可能存在于处理流中大于300微米的颗粒。更优选地，离心分离器能够去除至少50％的可能存在于处理流中的大于100微米的颗粒。当然，应该理解，该离心分离器可以包括多个离心分离器从而实现流体流动的需要的容量和有效性。
根据所述系统的本发明的优选实施方案，离心分离器18包括旋液分离器20，如在图2中所举例说明的。旋液分离器是一种熟知类型的离心分离器。
现在简要地参考图2，举例说明旋液分离器20。旋液分离器20的基本操作原理是离心力。将包含固体颗粒的水以切线方向送入旋液分离器20的主体22。所述旋液分离器22的主体22的内壁22a是锥形形状，具有更小的开口端或向下定向的锥形的塞子22b。向旋液分离器的主体22切向送入水导致涡流的流体流23。在诱导的涡流流体流23内部，离心力遭遇液体的阻力，结果是相对较大或浓厚的固体颗粒倾向于被甩到主体22的内壁22a，并且通过重力从塞子22b被排出，伴随少量的水作为底流23a。大部分包含相对细小固体颗粒的水通过涡流探测器(vortex finder)22c从旋液分离器20的主体22的上端排出，作为溢流23b。
来自旋液分离器主体22的塞子22b的流体的底流23a倾向于包含比切割点大小(cut point size)更大的颗粒。在正常情况下，底流23a可以在回注井(a disposal well)中处理或以另外实际的方式处理。
来自旋液分离器主体22的上端的流体的溢流23b倾向于包含比切割点大小更细小的相对细小的颗粒。来自旋液分离器20的溢流23b持续通过根据本发明的系统或方法作为处理流的部分。还参考图1，离心分离器的输出物，例如来自旋液分离器20的溢流23b通过输出管道19从离心分离器18被引到下游。
应该清楚定义旋液分离器的“切割点大小”。用于本文时，例如，术语“d50切割点”指这样的颗粒大小，即在所述颗粒大小，旋液分离器可有效去除50％的颗粒。切割点大小并不是指溢流产物，因为它是依赖于送入颗粒大小分析的。
优选地，用于根据本发明的系统或方法的旋液分离器20应该具有至少低于约300微米的d50切割点。更优选地，所述旋液分离器应该具有低于约100微米的d50切割点。
当然，应该理解，尽管优选旋液分离器，基于所述离心分离设备的大小、通过量和经济学，根据本发明的原理可以使用其它类型的离心分离器。例如，如果将离心机用于离心分离器18，将大部分固体颗粒的干饼沉淀出处理流，其在正常情况下可以掩埋处理。
现在简要地参考图3，举例说明离心机30。离心机30的基本操作原理是离心力。离心机30典型地以水平方向由框架31支持。离心机的主体通常限定圆柱形壁32，和螺型的运输装置33。相对较脏的水，有时称为浆液，被送入入口34，其通过运输装置33中的开口流动到运输装置33和圆柱形壁32之间的空间，所述空间有时被称为离心机的槽(bowl)。运输装置的旋转帮助颗粒从已知为干燥区的区域36的流体分开，并且具有减少的颗粒含量的流体经过液体区37移动到出口38。结块的浆液通过出口39排出。
两种类型的离心分离器，旋液分离器20和离心机30都是所述领域技术人员所述公知的。
还参考附图的图1，所述系统10优选地还包括精细过滤器(polish filter)40。根据在图1中显示的系统10的本发明优选实施方案，管道19将处理流引到精细过滤器40。
精细过滤器被安装在移动平台(未显示在图1中)，并操作性地连接在离心分离器18和硼酸酯过滤器50之间，并且其中与离心分离器所能去除的相比，所述精细过滤器40能够去除更为细小的颗粒大小。优选地，所述精细过滤器40能够去除低于约20微米大小的颗粒和沉淀物。
所述精细过滤器40优选地具有网眼袋作为过滤介质。更优选地，所述精细过滤器40包括至少两种操作性地平行连接的精细过滤器，其中离心处理的水能够选择性地直接离开一个精细过滤器从而使该精细过滤器的介质可以被替换，同时继续将离心处理的水流引到一个或多个其它精细过滤器中。这提供了这样的益处，即能够更换网眼袋类型的精细过滤器的网眼袋，同时继续通过一个或多个其它网眼袋类型的精细过滤器泵送处理流。其中累积颗粒的去除的网眼袋一般可掩埋处理。
根据另一个实施方案，所述精细过滤器40包括可回洗管过滤器，优选地具有至少两个可回洗过滤管过滤器，以能够在通过时回洗一个过滤管到一个或多个其它可回洗过滤管中。当管被回洗时，产生液体淤泥，其可以被泵送到回注井或以其它方式适当处理。
精细过滤器40的输出物通过管道41送到下游的硼酸酯过滤器50中。
参考附图的图1，所述系统10还包括硼酸酯过滤器40。根据显示在图1中的系统10的本发明的优选实施方案，管道41将处理流引到硼酸酯过滤器50中。
硼酸酯过滤器50被安装在移动平台(未显示在图1中)，并且操作性地连接离心分离器18的下游从而过滤所述处理流。所述硼酸酯过滤器50能够当处理流处于pH 8以上时去除可能存在于处理流中的至少一些硼酸酯。更优选地，将通过硼酸酯过滤器50的处理流pH调节到8.5-12的范围内。
能够从所述处理流去除硼酸酯的过滤介质包括能够与硼酸酯反应的化合物。这些物质优选地以固体、不溶于水的形式存在，其可以保持在过滤容器中，同时使处理流流过所述固体物质，所述物质应该作为透水性过滤介质放置或形成。目前认为纤维素物质的顺式二醇对于硼酸酯的不稳定添加是理想的，其用纤维素捕获硼酸酯。公知的用于与硼酸酯反应的另一种固体、不溶于水的物质是氧化镁。
硼酸酯过滤器50优选地包括包含纤维素物质的过滤介质。在某些实施方案中，所述过滤介质可以包括纤维素物质，基于纤维素的物质，衍生自纤维素纸浆的纤维素物质，及其任何比例的任何组合。基于纤维素物质的某些实施方案包括微晶纤维素，粉末状或粒状纤维素，胶态纤维素，表面改性的纤维素，或任何不溶的纤维素。基于纤维素物质的某些实施方案可以包括纤维素的化学未改性形式，其包括，但不限于，锯末、木头刨花和压缩的小木块。
其中累积硼酸酯的纤维素物质的去除的过滤介质通常可以掩埋处理。
根据本发明的另一个实施方案，硼酸酯过滤器50可以包括过滤介质，其中所述过滤介质包括氧化镁。
硼酸酯过滤器50优选地包括至少两个操作性地平行连接的硼酸酯过滤器，其中所述离心处理的水能够选择性地离开一个硼酸酯过滤器从而使硼酸酯过滤器的介质可以被更换，同时继续将离心处理的水流引到一个或多个其它硼酸酯过滤器中。
关于将硼酸酯从流体流去除的过滤器和过滤方法的实例的另外的信息公开在美国专利申请公开号US 2006/0186050和US 2006/0186033中，其两者在2006年8月24日公开，并且两者的发明人名称均为Robert E.Hanes，David E.Griffin，和David E.McMechan，将其中的每一个全文结合在本文作为参考。
硼酸酯过滤器50的输出物通过管道51被引到下游至处理的流体贮藏储蓄器中。
优选地，所述系统10还包括过滤后化学添加剂子系统60，其中过滤后化学添加剂子系统被安装在移动平台上，并且其中所述子系统被操作性地连接从而能够：选择性地将一种或多种化学试剂加入位于硼酸酯过滤器和处理的流体的贮存储蓄器之间的硼酸酯过滤器50下游的处理流中。加入硼酸酯过滤器50下游的化学试剂可以包括，例如中和剂以基本中和处理流的pH，杀菌剂，表面活性剂，以及前述任何比例的任何组合。
根据本发明的系统10的本发明最优选的实施方案，硼酸酯过滤器后的化学添加剂子系统60优选地包括至少一种液体添加剂泵，如液体添加剂泵60a，其中可以将各种化学试剂以水溶液加入处理流中。所述液体添加剂泵60a与所述输入泵12相比是相对低容量的泵。例如，所述液体添加剂泵50a可以能够泵送多达约5加仑/分钟(″GPM″)。根据本发明的最优选的实施方案，加入硼酸酯过滤器50下游的处理流中的各种化学试剂优选地溶解在一种或多种水溶液中，其可以贮存在一个或多个液体贮存槽(未显示在图1中)中。所述液体添加剂泵60a可以用适合的管道61a操作性地连接于化学试剂的液体贮存槽。
所述化学添加剂子系统60还包括用于将化学试剂与处理流混合的工具。优选地，用于混合来自液体添加剂泵60a的流体流的工具包括适合的液体添加剂管道61b，以将液体添加剂流与管道41中的处理流合并。将来自液体添加剂泵60a的流体流混合的工具还可以包括选择性可操作阀(未显示在图1中)从而辅助合并各种流体流。
类似于前面关于化学添加剂子系统14的描述，本领域技术人员应该理解可以将其它类型的化学添加剂机制用于化学添加剂子系统50并且这是本发明所预期的。
根据本发明，所述系统10优选地包括适合的流体导管或管道，如管道11，13，15a，15b，17，19，41，51，61a，和61b，从而将所述系统的各种成分操作性地连接在一起并且将所述处理流通过根据本发明的系统或方法。
移动平台可以是任何适合的平台。对于离岸操作，移动平台是船。对于陆地上的操作，移动平台是有轮的平台。例如，目前参考图4和5，移动平台包括至少一个搬运车或拖车70。优选地，移动平台包括一个或多个拖车。优选地，所述拖车是半拖车，其在后部有轮，而在在移动时前面适合由拖拉工具支持。优选地，移动平台包括用于拖拉拖车的拖拉机。
现在继续参考图4和5，所述系统还可以包括用于采出水(或其它水源)的储蓄器，和用于处理的水的储蓄器。储蓄器可以包括例如，储水池组、多个储水池搬运车或拖车，贮藏池，池，及其任何组合。如在图4中显示，所述系统可以包括多个移动的储水池搬运车82以将采出水(或另一种“脏”水源)运到适合的水处理点，用于所述系统的水处理设备的拖车70，和用于暂时储存处理的水的多个贮存槽84，所述处理的水不一定是可饮用的，但对于油气井操作要是足够“清洁的”。如在图5中所示，所述系统可以包括多个储水池搬运车82，以将采出水(或其它水源)运到贮藏池86a，用于系统的水处理设备的拖车70，用于暂时储存处理的水的另一种贮藏池86b，和用于将处理的水运到需要的油气井位点用于油气井处理操作的多个储水池搬运车82。
提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法。根据该方面，所述方法包括下列步骤：将移动水处理系统运到水源；并且使用所述移动水处理系统处理水以获得处理的水。
所述方法还可以包括下述步骤：提供水的储蓄器，并且提供处理的水的储蓄器。
所述方法还可以包括下述步骤：将处理的水用在油气井处理操作中。作为经常需要大量水的油气井处理操作的实例，在油气井处理操作中使用处理的水的步骤可以包括压裂油气井。本发明的系统和方法将在所述压裂操作中具有特别的应用和实际的益处。
根据本发明的另一方面，提供一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；和
(e)将pH增加剂加入所述硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将所述处理流的pH增加到至少8。
该方法优选地还包括下列步骤：将所述水溶性碱金属氢氧化物添加到离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子。
根据本发明的另一方面，提供用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将所述水溶性碳酸盐加入离心去除步骤上游的处理，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在处理流中的钙离子；和
(e)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加到至少8，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解的钙离子的碳酸盐。
该方法优选地还包括下列步骤：将所述水溶性碱金属氢氧化物添加到离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解的镁和铁离子的氢氧化物。
根据本发明的另一方面，提供用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性碱金属氢氧化物添加到离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子；和
(e)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加到至少8，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解的镁离子和铁离子的碳酸盐。
该方法还可以包括下述步骤：将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子。另外或备选地，该方法还可以包括下述步骤：将所述水溶性碳酸盐加入离心去除步骤上游的处理流，其中所述碳酸盐能够作为碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在处理流中的钙离子；并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选定的能够沉淀溶解钙离子的氢氧化物。
根据本发明的又一方面，提供用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，其中所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；和
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流滤除至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)化学处理所述处理流，其中化学处理的步骤包括至少一个下述步骤：
(i)如果硫酸盐以任何显著浓度存在于水中，将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；
(ii)如果钙以任何显著浓度存在于水中，将水溶性碳酸盐加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够作为碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在处理流中的钙离子；
(iii)如果镁、铁或其任何组合以任何显著浓度存在于水中，将水溶性碱金属氢氧化物添加到离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够作为氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子；和
(iv)如果至少在硼酸酯过滤步骤中，所述处理流的pH不是至少8以上，将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加为至少8，并且其中pH增加剂可以相同或不同于选定的这样的一种化学试剂，其能够沉淀溶解的钙离子、锶离子或钡离子、镁离子或铁离子。
如本文所述，根据本发明的方法的任一种优选地还包括下述步骤：化学分析离心去除步骤上游的处理流的至少硫酸根和钙离子的浓度。更优选地，所述方法还包括化学分析所述处理流的镁和铁离子浓度的步骤。最优选地，所述方法还包括化学分析所述处理流的硼酸酯浓度的步骤。化学分析处理的水以确定和证实所述方法的有效性也可以是理想的。进一步地，所述分析还可以包括颗粒大小分析。所述分析信息还可以用于辅助发现并修理故障和维护，例如确定何时过滤介质应该用新的过滤介质替换。
所述方法优选地还包括下述步骤：将絮凝剂加入离心去除步骤上游的处理流以有助于在离心去除步骤之前团聚颗粒。
所述方法优选地还包括下述步骤：将进行方法步骤的移动处理系统带到水源或水的储蓄器处。
所述方法优选地还包括下述步骤：平衡来自输入泵的处理流和通向所述离心处理步骤的处理流。
在根据本发明方法的任一种中，所述离心去除步骤优选地包括使用旋液分离器。
所述方法优选地还包括下述步骤：精细过滤离心去除步骤和硼酸酯过滤步骤之间的处理流，其中与离心去除步骤相比，所述精细过滤步骤去除更细小的颗粒。
在所述方法的任一种中，所述硼酸酯过滤步骤优选地包括使用包含不溶于水的纤维素物质的过滤介质。所述纤维素物质优选地选自由下述组成的组：基于纤维素的物质，来自纤维素纸浆的纤维素物质，以及以任何比例存在的其任何组合。
所述方法优选地还包括下述步骤：提供水的储蓄器，和提供处理的水的储蓄器。
所述方法优选地还包括下述步骤：将所述处理的水用于油气井处理操作中。在油气井处理操作中使用处理的水的步骤包括：压裂油气井。
当然，应该理解，本发明的各种优选元件或步骤的两种以上更有利地在一起实施从而增加可以获自本发明的效率和益处。
因此，本发明充分适用于实现本发明的目标并获得上文提及的目的和优势以及其中固有的那些。尽管已经出于公开本发明的目的描述了本发明的优选实施方案，本领域技术人员可以对部件的构建和安排以及步骤的实施进行各种改变，所述改变也包括在由后附的权利要求所限定的本发明的精神之内。
Claims (20)
1.一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；和
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)化学处理所述处理流，其中化学处理的步骤包括至少一个下列步骤：
(i)将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；
(ii)将水溶性碳酸盐加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的钙离子；
(iii)将水溶性碱金属氢氧化物添加到离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子；和
(iv)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加到至少8，并且其中pH增加剂可以相同或不同于这样的一种化学试剂，其被选择从而能够沉淀溶解的钙离子、锶离子或钡离子、镁离子或铁离子。
2.一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入离心去除步骤上游的处理流，其中所述卤化钙、卤化锶或卤化钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子；和
(e)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将所述处理流的pH增加到至少8。
3.根据权利要求2的方法，其还包括下述步骤：将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子。
4.一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性碳酸盐加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的钙离子；和
(e)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将所述处理流的pH增加到至少8，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选择的能够沉淀溶解的钙离子的碳酸盐。
5.根据权利要求4的方法，其还包括下述步骤：将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子，并且其中所述pH增加剂可以相同的或不同于选择的能够沉淀溶解的镁离子和铁离子的氢氧化物。
6.一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的水处理方法，所述方法包括下列步骤：
(a)泵送作为处理流的一部分的水；
(b)离心去除至少一些可能存在于所述处理流中的颗粒；
(c)用能够去除硼酸酯的过滤介质从在pH8以上的处理流中滤去至少一些可能存在于所述处理流中的硼酸酯，其中至少在过滤硼酸酯的步骤中，所述处理流的pH是8以上或被调节到8以上；
(d)将水溶性碱金属氢氧化物添加到所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述氢氧化物能够以氢氧化镁和氢氧化铁形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的镁离子和铁离子；和
(e)将pH增加剂加入硼酸酯过滤步骤上游的处理流中，其中所述pH增加剂能够将处理流的pH增加到至少8，并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选择的能够沉淀溶解的镁离子和铁离子的碳酸盐。
7.根据权利要求6的方法，其还包括下述步骤：将水溶性卤化钙、卤化锶或卤化钡加入离心去除步骤上游的处理流中，其中所述钙、锶、或钡能够以硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡的形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的硫酸根离子。
8.根据权利要求6的方法，其还包括下述步骤：将所述水溶性碳酸盐加入所述离心去除步骤上游的处理流中，其中所述碳酸盐能够以碳酸钙形式沉淀至少一些溶解在所述处理流中的钙离子；并且其中所述pH增加剂可以相同或不同于选择的能够沉淀溶解的钙离子的氢氧化物。
9.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：化学分析水中至少硫酸根和钙离子的浓度。
10.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：将絮凝剂加入到所述离心去除步骤上游的处理流以有助于在所述离心去除步骤之前团聚颗粒。
11.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：将用于实施方法步骤的移动处理系统带到水源处。
12.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：平衡来自输入泵的处理流和通向所述离心处理步骤的处理流。
13.根据权利要求1的方法，其中所述离心去除步骤包括使用旋液分离器。
14.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：精细过滤所述离心去除步骤和所述硼酸酯过滤步骤之间的处理流，其中与所述离心去除步骤相比，所述精细过滤步骤去除更细微尺寸的颗粒。
15.根据权利要求1的方法，其中所述硼酸酯过滤步骤包括使用包含不溶于水的纤维素物质的过滤介质。
16.根据权利要求15的方法，其中所述纤维素物质选自由下列物质组成的组：基于纤维素的物质，衍生自纤维素纸浆的纤维素物质，及其以任何比例存在的任何组合。
17.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：提供水的储蓄器，和提供处理水的储蓄器。
18.根据权利要求1的方法，其还包括下述步骤：在油气井处理操作中使用处理的水。
19.根据权利要求18的方法，其中在油气井处理操作中使用处理的水的步骤包括：压裂油气井。
20.一种用于有效处理水从而使所述处理的水可以用在油气井处理操作中的移动水处理系统，所述系统包括；
(a)移动平台；
(b)输入泵，其中所述输入泵被安装在所述移动平台上并且操作性地连接从而能够通过所述系统泵送处理流；
(c)离心分离器，其中所述离心分离器被安装在所述移动平台上，并且操作性地连接在输入泵的下游从而离心处理所述处理流；
(d)硼酸酯过滤器，其中所述硼酸酯过滤器被安装在所述移动平台上并且操作性地连接在所述离心分离器的下游从而过滤所述处理流，其中所述硼酸酯过滤器能够当处理流处于pH 8以上时去除至少一些可能存在于处理流中的硼酸酯；和
(e)化学添加剂子系统，其中所述子系统被安装在所述移动平台上，并且其中所述子系统被操作性地连接从而能够：
(i)选择性将一种或多种化学试剂加入所述离心分离器上游的处理流中，其中可以选择这样的化学试剂，其能够沉淀可能存在于所述处理流中的选自由下列组成的组的溶解的离子：硫酸根、钙、锶、或钡、镁、铁及其以任何比例存在的任何组合；和
(ii)选择性地将化学试剂加入到所述硼酸酯过滤器上游的处理流中从而增加所述处理流的pH到8以上，其中所述pH增加剂可以相同或不同于可以选择的这样的化学试剂之一，所述化学试剂能够沉淀溶解的硫酸根、钙、锶或钡、镁或铁离子。
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