CN110036181A - 用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案 - Google Patents

用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案 Download PDF

Info

Publication number
CN110036181A
CN110036181A CN201780074173.XA CN201780074173A CN110036181A CN 110036181 A CN110036181 A CN 110036181A CN 201780074173 A CN201780074173 A CN 201780074173A CN 110036181 A CN110036181 A CN 110036181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
unit
seawater
generate
recovered
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780074173.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110036181B (zh
Inventor
苏哈什·钱德拉博斯·阿伊腊拉
阿里·阿卜达拉·阿勒-优素福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saudi Arabian Oil Co
Original Assignee
Saudi Arabian Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saudi Arabian Oil Co filed Critical Saudi Arabian Oil Co
Publication of CN110036181A publication Critical patent/CN110036181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110036181B publication Critical patent/CN110036181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/594—Compositions used in combination with injected gas, e.g. CO2 orcarbonated gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/041—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by means of vapour compression
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/08—Thin film evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/20—Displacing by water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05—Conductivity or salinity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/04—Flow arrangements
    • C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/40—Separation associated with re-injection of separated materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/087—Well testing, e.g. testing for reservoir productivity or formation parameters
    • E21B49/0875—Well testing, e.g. testing for reservoir productivity or formation parameters determining specific fluid parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Abstract

公开了一种用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置和方法。第一种水处理装置包括处理海水的反渗透(RO)单元、处理采出水的预处理单元、以及处理经预处理的采出水并生成淡水的载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。淡水和RO产水与海水的一部分混合，以生成注入水。第二种水处理装置包括反渗透(RO)单元和平行处理海水的纳米过滤(NF)单元、预处理采出水的预处理单元、以及处理经预处理的采出水并生成淡水的CGE单元或DyVaR单元。将淡水和RO产水与NF废水混合以生成注入水。

Description

用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案
技术领域
本公开的实施方案主要涉及地层处理流体，更具体而言，涉及提高石油采收率流体的生产。
背景技术
提高石油采收率(EOR)工艺的应用通过提高有问题且表现不佳的含烃井和油田的产量，从而使石油和天然气工业极大受益。现代油气作业中所使用的EOR工艺可包括化学、水化学、热、流体/超流体和微生物类工艺以及相对近期的等离子脉冲技术(PPT)。水注入(也可称为水驱)已经被广泛用于提高使用EOR技术进行处理的地下储层中液体烃的传导性或流动性。用于水注入的水源可得自淡水资源(例如，蓄水层或地表水)、盐水/半咸水(例如，河水/海水混合物)以及来自油田的废水(例如，采出水/其他处理水流出物)。
发明内容
水驱工艺可用于碳酸盐储层中的EOR作业以提高采油率。这种水驱工艺涉及注入具有低盐度(例如，低于海水盐度)和特定的离子组成的水。这种水驱工艺通常可视为环境安全的。此外，这种水驱可改善微观驱油效率并从储层孔隙中释放更多的石油。
这种EOR作业中使用的注入水可富含二价离子(如硫酸根离子、钙离子和镁离子)以实现一价离子(例如，钠离子和氯离子)与二价离子的特定比例。对于注入水的生产、尤其是钻井现场的注入水生产，实现注入水的所需盐度和离子组成，以及提供水化学的调节和灵活性以实现所述盐度和离子组成是具有挑战性的。例如，大多数的陆地井场和海上井场可获得的水源有限，并且最方便的水源为海水或采出水或这两者。因此，海水和采出水中水化学改变以及离子的去除和富集对于注入水的井场生产而言具有挑战性。
在一个实施方案中，提供了用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置。该水处理装置包括能够接收海水并产生RO产水和RO废水的反渗透(RO)单元。水处理装置还包括载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元，其能够接收经预处理的采出水和RO废水并产生淡水。淡水与RO产水和海水的一部分混合以生成注入水，该注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，水处理装置包括可接收采出水并输出经预处理的采出水的预处理单元。在一些实施方案中，RO产水的盐度小于500ppm TDS。在一些实施方案中，水处理装置为零液体排放(ZLD)装置。在一些实施方案中，采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，海水部分与淡水和RO产水的组合的体积比在10:90至20:80的范围内。
在另一实施方案中，提供了由海水和采出水生成注入水的方法。该方法包括：向反渗透(RO)单元提供海水，其中该反渗透单元能够产生RO产水和RO废水；以及向载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元提供经预处理的采出水和RO废水，其中载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩单元能够产生淡水。该方法还包括将淡水、RO产水和海水的一部分混合以生成注入水，该注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，该方法包括向预处理单元提供采出水以产生经预处理的水。在一些实施方案中，RO产水的盐度小于500ppm TDS。在一些实施方案中，采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，海水部分与淡水和RO产水的组合的体积比在10:90至20:80的范围内。
在另一实施方案中，提供了用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置。该水处理装置包括：反渗透(RO)单元，其能够接收海水的第一部分并产生RO产水和RO废水；以及纳米过滤单元，其能够接收海水的第二部分并产生NF产水和NF废水。该水处理装置还包括能够接收经预处理的采出水和RO废水并产生淡水的载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。将所得淡水与RO产水和NF废水混合以生成注入水，该注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，将NF产水再循环并与海水混合。在一些实施方案中，RO产水的盐度小于500ppm TDS。在一些实施方案中，NF废水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，NF产水的盐度小于40,000ppm TDS。在一些实施方案中，水处理装置为零液体排放(ZLD)装置。在一些实施方案中，采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，NF单元包括孔尺寸在0.05微米至0.005微米范围内的膜。在一些实施方案中，NF废水与淡水和RO产水的组合的体积比在5:95至15:75的范围内。
在另外的实施方案中，提供了用于由海水和采出水生成注入水的方法。该方法包括：向反渗透(RO)单元提供海水的第一部分，其中该反渗透单元能够产生RO产水和RO废水；以及向纳米过滤(NF)单元提供海水的第二部分，其中该纳米过滤单元能够产生NF产水和NF废水。该方法还包括向载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元提供经预处理的采出水和RO废水，其中该载气萃取单元或动力蒸汽再压缩单元能够产生淡水。该方法还包括将淡水与RO产水和NF废水混合以生成注入水，该注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，该方法包括向预处理单元提供采出水以产生经预处理的水。在一些实施方案中，RO产水的盐度小于500ppm TDS。在一些实施方案中，NF废水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，NF产水的盐度小于40,000ppmTDS。在一些实施方案中，采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。在一些实施方案中，该方法包括将NF产水再循环并与海水混合。在一些实施方案中，该方法包括向CGE单元或DyVaR单元提供NF废水的一部分以产生淡水。在一些实施方案中，NF废水与淡水和RO产水的组合的体积比在5:95至15:75的范围内。
附图说明
图1A和1B为根据本公开实施方案的用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置的示意图；
图2A和2B为根据本公开另一实施方案的用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置的示意图；
图3为根据本公开实施方案使用图1A和1B所示水处理装置由海水和采出水生成注入水的工艺的流程图；
图4为根据本公开实施方案使用图2A和2B所示水处理装置由海水和采出水生成注入水的工艺的流程图；并且
图5A和5B为根据本公开的另一实施方案用于由海水生成注入水的水处理装置的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图对更充分地描述本公开，这些附图示出了本公开的实施方案。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，并且不应理解为局限于本文所示出的实施方案。提供这些实施方案是为了使本公开全面且完整，并且向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。
本公开中所用术语“注入水”是指适用于提高碳酸盐储层中的石油采收率且盐度在约5,000份/百万份(ppm)总溶解固体(TDS)至约6,000ppm TDS范围内的离子水溶液，因此该水溶液包含一定浓度的适用于提高石油采收率的一种或多种如下离子：钠离子、钙离子、镁离子、硫酸根和氯离子。将认识到，尽管在离子组成方面对注入水的组成进行讨论，但是离子可以以适合于提高石油采收率的盐的成分存在或表示，如氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、硫酸钠(Na2SO4)和硫酸镁(MgSO4)。
本公开的实施方案包括用于由海水(例如，盐度在约30,000ppm TDS至约60,000ppm TDS范围内的水)和采出水生成注入水的水处理装置和工艺。本文中所用的术语“采出水”是指在石油和天然气开采过程中作为副产品而产生的水。采出水可包括盐度为至少50,000ppm TDS的高盐度采出水。本公开的实施方案包括接受海水和采出水以生成注入水的水处理装置。在一些实施方案中，第一水处理装置包括处理海水的反渗透(RO)单元和预处理采出水的预处理单元。第一水处理装置还包括处理经预处理的采出水并产生淡水的载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。本文中所用的术语“淡水”指盐度低于1,000ppm TDS的水。来自载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元的淡水与RO产水以及海水的一部分混合，以生成注入水。
在一些实施方案中，第二水处理装置包括通过反渗透(RO)和纳米过滤(NF)对海水的平行处理。第二水处理装置包括处理海水的第一部分的反渗透(RO)单元以及处理海水的第二部分的纳米过滤(NF)单元。第二水处理装置还包括预处理采出水的预处理单元、以及处理经预处理的采出水以产生淡水的载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。将来自载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元的淡水和RO产水与NF废水混合，以生成注入水。将NF产水再循环并与进料海水混合。
用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置
图1A和1B示出了根据本公开实施方案的用于由海水和采出水生成注入水的水处理装置100。图1A和1B中示出的水处理装置100包括采出水处理，并且可为零液体排放(ZLD)工艺。如图1A和1B所示，水处理装置100接收海水102和采出水104，并且包括反渗透(RO)单元106和预处理单元108。在一些实施方案中，如图1A所示，水处理装置100包括载气萃取(CGE)单元110。在其他实施方案中，如图2所示，水处理装置100包括替代CGE单元110的动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。水处理装置100由海水102和采出水104生成注入水112以用于EOR作业中。由水处理装置100产生的注入水112可包含特定浓度的适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率的二价离子和一价离子，并且注入水112的盐度可在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。
如图1所示，在RO单元106中处理海水102以产生RO产水114和RO废水116。在一些实施方案中，RO单元106中的膜的孔尺寸小于0.00005微米。RO单元106可脱除来自于海水102的一价离子和二价离子，并且在一些实施方案中，以大于99％的脱除率运行。本文中使用的术语“脱除率”是指基于浓度的离子脱除率。例如，如果进料水包含10,000ppm的钠离子和1,000ppm的钙离子，则脱除率大于99％的RO单元将脱除超过99％的这些一价离子和二价离子，从而得到包含100ppm以下的钠离子和10ppm以下的钙离子的产水。通过RO单元106产生的RO产水114可为盐度大于0ppm TDS而小于500ppm TDS的淡水。在一些实施方案中，RO产水114的盐度大于0ppm TDS而小于300ppm TDS。RO废水116可为富含一价离子和二价离子的浓缩液。
在预处理单元108中对采出水104进行预处理，以除去油、油脂和固体，从而产生经预处理的采出水118。预处理单元108可包括过滤类预处理、化学类预处理或者它们的组合。例如，预处理单元可为具有过滤介质的过滤单元(例如，坚果壳过滤器)、使用适合的化学物质(例如，臭氧、氢气和过氧化物)进行氧化和其他选择性的化学萃取的化学萃取单元或者它们的组合。在一些实施方案中，采出水104为高盐度采出水(例如，盐度大于50,000ppmTDS的采出水)。因此，在这种实施方案中，经预处理的采出水118也具有与供入预处理单元108的采出水104类似的盐度。
经预处理的采出水118可与RO废水116混合，并且混合水120可在CGE单元110中淡化，以产生淡水122。CGE单元110可在大气压力和适当的温度下运行，并使用载气以从混合水120中萃取淡水。在一些实施方案中，CGE单元110的载气为干燥空气。正如所理解的，CGE单元110通过以下方式运行：加热混合水120，并将经加热的水喷至具有大的表面积的多孔材料以直接接触载气。然后在多级鼓泡塔(同时充当热交换器和质量交换器)中对水蒸汽饱和的载气进行处理，使得饱和载气以气泡形式通过一系列孔洞并进入水填充塔盘(waterfilled trays)中。在该交换过程中，气泡中的水蒸汽被冷却并冷凝以在塔盘中生成淡水，然后作为淡水122离开CGE单元110。在一些实施方案中，CGE单元110的回收率在约85％至约90％的范围内。本文中所用的术语“回收率”是指基于体积的产水回收率。例如，对于10,000桶(bbls)的进料水体积，50％的回收率将产生5,000bbls的产水，当回收率为75％时，将产生7,500bbls的产水。
如图1A所示，海水102的一部分124可与来自CGE单元110的淡水122以及RO产水114混合，以产生注入水112，注入水112的离子浓度适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率，并且其盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。例如，可用淡水122和RO产水114稀释海水，以将海水部分124的盐度调整至所需盐度(例如，5,000ppm TDS至6,000ppmTDS)。在一些实施方案中，水处理装置100包括将海水102的一部分124、来自CGE单元110的淡水122以及RO产水114混合的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器(t-line mixer)或其他适合的混合装置。在一些实施方案中，可通过将海水部分124与合并的淡水122和RO产水114混合以生成注入水112，其中海水部分124与合并的淡水122和RO产水114的体积比在约10:90至约20:80的范围内。在一些实施方案中，通过水处理装置100生成的注入水112中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比在约5至约10的范围内。在一些实施方案中，注入水112中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比为约7。
图1B示出了根据本公开实施方案的用于由海水和采出水产生注入水的水处理装置100的另一实施方案。图1B中示出的水处理装置100也包括采出水处理，并且可为零液体排放(ZLD)工艺。如图1B所示，水处理装置100接收海水102和采出水104，并且包括反渗透(RO)单元106、预处理单元108以及替代CGE单元110的动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元128。
如上所述，来自预处理单元108的经预处理的采出水118可与RO废水116混合，以产生混合水120。如图1B所示，混合水120可在DyVaR单元128中淡化以产生淡水122。可以理解的是，DyVaR单元128通过机械蒸汽再压缩运行，使得通过施加真空使水在适当温度下蒸发并随后冷凝。DyVaR单元128的蒸发阶段包括旋风分离器，以通过离心力从水中分离出结晶盐。在一些实施方案中，DyVaR单元128的回收率为至少97％。可收集废水作为结晶盐或浓缩盐水。在一些具有DyVaR单元128的实施方案中，可减少或省略采出水104的预处理。例如，预处理单元108可包括不太严格的预处理，或者水处理装置100中可省略预处理单元108。因此，在一些实施方案中，图1B中示出的水处理装置100可省略预处理单元108，并且DyVaR单元128可接收未经预处理的采出水104。
如图1B所示，海水102的一部分124可与来自DyVaR单元128的淡水122和RO产水114混合，以产生注入水112，注入水112的离子浓度适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率，并且其盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。如上面所讨论的，可用淡水122和RO产水114稀释海水，以将海水部分124的盐度调整至所需盐度(例如，5,000ppm TDS至6,000ppm TDS)。在一些实施方案中，水处理装置100包括将海水102的一部分124、来自DyVaR单元128的淡水122以及RO产水114混合的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器或其他适合的混合装置。在一些实施方案中，将海水部分124与淡水(即，淡水122和RO产水114)混合可消耗一价离子，同时保持注入水112中最小特定量的二价离子。在一些实施方案中，可通过将海水部分124与合并的淡水122和RO产水114混合以生成注入水112，其中海水部分124与合并的淡水122和RO产水114的体积比在约10:90至约20:80的范围内。在一些实施方案中，通过水处理装置100生成的注入水112中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比为约7。
在一些实施方案中，可对水处理装置100的一个或多个单元的入口料流和出口料流的盐度和各种离子的浓度进行分析。例如，可使用离子色谱分析水处理装置100的单元的出口料流，以确定离子浓度。在一些实施方案中，水处理装置100可包括位于水处理装置的不同位置的实时水组成监测传感器，以确定不同的入口料流和出口料流的盐度和离子浓度。在一些实施方案中，例如，可对RO单元106、CGE单元110、DyVaR单元128或它们的任意组合的入口料流、出口料流或这两者进行分析，以确定盐度和离子浓度。
图2A和2B示出了根据本公开其他实施方案用于由海水和采出水产生注入水的水处理装置200。图2A和2B中示出的水处理装置200包括采出水处理，并且可为零液体排放(ZLD)工艺。如图2A和2B所示，水处理装置200接收海水202和采出水204，并且包括反渗透(RO)单元206、纳米过滤(NF)单元208和预处理单元210。在一些实施方案中，如图2A所示，水处理装置200包括载气萃取(CGE)单元212。在其他实施方案中，如图2B所示，水处理装置200包括替代CGE单元110的动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元。水处理装置200由海水202和采出水204生成注入水214以用于EOR作业中。由水处理装置200产生的注入水214可包含特定浓度(例如，最小浓度或最大浓度)的适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率的二价离子和一价离子，并且注入水214的盐度在为约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。与上文中所讨论并在图1A和1B中示出的水处理装置100相比，水处理装置200在改变所生成的注入水214中二价离子(例如，硫酸根离子、钙离子和镁离子)的浓度并减少一价离子(例如，钠离子和氯离子)方面具有调节灵活性。
如图2A和2B所示，海水202分为两个单独的部分，并在平行的RO工艺和NF工艺中进行处理。在RO单元206中处理海水202的第一部分216，以产生RO产水218和RO废水220。RO单元206可与上述RO单元106类似。在一些实施方案中，RO单元206可以以大于99％的脱除率运行。RO单元206可脱除二价离子和一价离子，使得RO产水218可为盐度大于0ppm TDS小于500ppm TDS的淡水，并且RO废水220可为富含一价离子和二价离子的浓缩液。在一些实施方案中，RO产水218的盐度大于0ppm TDS小于300ppm TDS。
在NF单元208中处理海水202的第二部分222，以产生NF产水224和NF废水226。可将NF废水226的一部分提供至CGE单元212。可再循环NF产水224以与供给至水处理装置200的海水202混合。在一些实施方案中，NF单元208可包括孔尺寸范围在0.05微米至0.005微米的范围内且截留分子量为200道尔顿的膜。NF单元可脱除二价阳离子和硫酸根离子，并且在一些实施方案中，脱除率在约90％至约99％的范围内。例如，如果进料水包含约3,000ppm的硫酸根离子，则脱除率为98％的NF单元可产生具有2％的硫酸根离子(约60ppm)的NF产水。因此，NF产水224可富含一价离子，并而NF废水226可富含包括硫酸根离子的二价离子。在一些实施方案中，NF废水226的盐度可大于约50,000ppm TDS而小于约100,000ppm TDS。在一些实施方案中，NF产水224的盐度可大于0ppm TDS而小于约40,000ppm TDS。
在预处理单元210中对采出水204进行预处理，以除去油、油脂和固体，从而产生经预处理的采出水228。在预处理单元210中对采出水104进行预处理，以除去油、油脂和固体，从而产生经预处理的采出水204。预处理单元210可包括过滤类预处理、化学类过滤或者它们的组合。例如，预处理单元可为具有过滤介质的过滤单元(例如，坚果壳过滤器)、使用适合的化学物质(例如，臭氧、氢气和过氧化物)进行氧化和其他选择性的化学萃取的化学萃取单元或者它们的组合。在一些实施方案中，采出水204为高盐度采出水(例如，盐度大于50,000ppm TDS的采出水)。因此，在此类实施方案中，经预处理的采出水228也具有与供给至预处理单元210的采出水204类似的盐度。
经预处理的采出水228可与RO废水220混合，并且可在CGE单元212中淡化混合水230，以产生淡水232。CGE单元212的运行可与上述CGE单元110的运行类似。在一些实施方案中，CGE单元212的回收率范围在约85％至约90％的范围内。在一些实施方案中，NF废水226的一部分234可供给至CGE单元212进行淡化并额外产生淡水232。
如图2A所示，来自CGE单元212的淡水232可与RO产水218和NF废水226混合，以生成注入水214，注入水214的离子浓度适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率，并且其盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。例如，可通过调节与RO产水218和淡水232混合的富含二价离子的NF废水226的量(例如，体积)，从而改变注入水214中二价离子的浓度。类似地，可通过用淡水232和RO产水218稀释NF废水226，从而将注入水214的盐度改变至所需盐度(例如，5,000ppm TDS至6,000ppm TDS)。在一些实施方案中，水处理装置200包括用于将来自CGE单元212的淡水232、RO产水218和NF废水226混合的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器或其他适合的混合装置。在一些实施方案中，可通过将NF废水226与合并的淡水232和RO产水218混合以生成注入水214，其中NF废水226与合并的淡水232和RO产水218的体积比在约5:95至约15:75的范围内。在一些实施方案中，通过水处理装置200生成的注入水214中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比在约1至约5的范围内。在一些实施方案中，注入水214中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比为约2。
图2B示出了根据本公开实施方案由海水和采出水产生注入水的水处理装置200的另一实施方案。如图2B所示，水处理装置200也包括采出水处理，并且可为零液体排放(ZLD)工艺。如图2B所示，水处理装置200接收海水202和采出水204，并且包括反渗透(RO)单元206、预处理单元208以及替代CGE单元212的动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元228。
如上所述，来自预处理单元210的经预处理的采出水228可与RO废水220混合，以产生混合水230。如图2B所示，可在DyVaR单元228中淡化混合水230以产生淡水214。DyVaR单元228的运行可与上述DyVaR单元128的运行类似。在一些实施方案中，DyVaR单元228的回收率为至少97％。在一些实施方案中，NF废水226的一部分234可供至DyVaR单元228以进行淡化并额外产生淡水232。
在一些具有DyVaR单元228的实施方案中，可减少或省略采出水204的预处理。例如，预处理单元210可包括不太严格的预处理，或者水处理装置228中可省略预处理单元210。因此，在一些实施方案中，图1B中示出的水处理装置200可省略预处理单元210，并且DyVaR单元228可接收未经预处理的采出水204。
如图2B所示，来自DyVaR单元228的淡水232可与RO产水218和NF废水226混合，以生成注入水214，注入水214的离子浓度适合于提高碳酸盐储层中的石油采收率，并且其盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。例如，可通过调节与RO产水218和淡水232混合的富含二价离子的NF废水226的量(例如，体积)，从而改变注入水214中二价离子的浓度。类似地，可通过用淡水232和RO产水218稀释NF废水226，从而将注入水214的盐度改变至所需盐度(例如，5,000ppm TDS至6,000ppm TDS)。在一些实施方案中，水处理装置200包括用于将来自DyVaR单元228的淡水232、RO产水218和NF废水226混合的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器或其他适合的混合装置。在一些实施方案中，可通过将NF废水226与合并的淡水232和RO产水218混合以生成注入水214，其中NF废水226与合并的淡水232和RO产水218的体积比在约5:95至约15:75的范围内。在一些实施方案中，通过水处理装置200生成的注入水214中一价离子(钠离子和氯离子)与二价离子(钙离子、镁离子和硫酸根离子)的质量比为约2。
在一些实施方案中，可对水处理装置200的一个或多个单元的入口料流和出口料流的盐度和各种离子的浓度进行分析。例如，可使用离子色谱分析水处理装置200的单元的出口料流，以确定离子浓度。在一些实施方案中，水处理装置200可包括位于水处理装置的不同位置的实时水组成监测传感器，以确定不同的入口料流和出口料流的盐度和离子浓度。在一些实施方案中，例如，可对RO单元206、NF单元208、CGE单元212、DyVaR单元228或它们的任意组合的入口料流、出口料流或这两者进行分析，以确定盐度和离子浓度。
可改变图2A和2B中示出的水处理装置200的运行，以实现注入水214的所需规格。例如，通过使更大量的NF废水226与RO产水218和淡水232混合，从而可提高注入水214中二价离子的浓度并降低注入水214中一价离子的浓度。在一些实施方案中，可使用分析仪测定注入水214中的盐度和离子浓度(例如，二价离子浓度和一价离子浓度)，并且可基于测得的盐度和离子浓度调节NF废水226与合并的RO产水218和淡水232的体积比。
示例性组成和水处理装置产生的注入水
包括如下实例以展示本公开的实施方案。本领域技术人员应当认识到，如下实例中所披露的技术和组成代表了在本公开的实践中发行的能够很好地发挥作用的技术和组成，因此可认为构成其实践的模式。然而，鉴于本公开内容，本领域技术人员应当认识到，可在不脱离本公开精神和范围的同时在所披露的具体实施方案中进行许多改变，并且获得同样或类似的结果。
水处理装置100和200的实例以上述方式运行，并且测定包括所生成的注入水的各种出口料流的组成。在示例性水处理装置中，RO单元的回收率为50％，并且NF单元的回收率为75％。认为通过各水处理装置中的CGE单元或DyVaR单元产生的淡水的组成与离开RO单元的RO产水的组成相同。通过水处理装置100的实例产生的注入水是通过将为总体积的14％(v/v％)的海水和86v/v％的合并的RO产水和来自CGE单元或DyVaR单元的淡水混合而产生的。通过水处理装置200的实例产生的注入水是通过将10v/v％的NF废水和90v/v％的合并的RO产水和来自CGE单元或DyVaR单元的淡水混合而产生的。
表1列出了进料海水的组成以及通过以上述方式运行的水处理装置100和200的实例产生的RO产水(以及来自CGE单元或DyVaR单元的淡水的推定浓度)、NF产水、NF滤液和所生成的注入水的组成：
表1：水处理装置实例的水组成的总结
如表1所示，通过水处理装置100的实例和水处理装置200的实例产生的注入水的盐度在5100ppm TDS至5300ppm TDS之间。然而，与通过水处理装置100的实例产生的注入水相比，通过水处理装置200的实例产生的注入水中二价离子(例如，硫酸根离子、钙离子和镁离子)的浓度更高并且一价离子(例如，钙离子和氯离子)的浓度更低。如表1中测定的组成所示，通过水处理装置200的实例生成的注入水中二价离子的浓度为通过水处理装置100的实例生成的注入水中二价离子的浓度的约2倍至3倍。此外，通过水处理装置200的实例生成的注入水中一价离子的浓度比通过水处理装置100的实例生成的注入水中一价离子的浓度低约20％。
由海水和采出水生成注入水的工艺
图3示出了根据本公开实施方案，根据上面所讨论的且在图1A和1B示出的水处理装置100的注入水生成工艺300。如图3所示，最初可获得海水和采出水(分别为方框302和304)。例如，海水可获自海洋或其他来源，并且可以获自离岸或近岸泵送，以用于石油和天然气开采地点。采出水可作为来自石油和天然气开采地点进行的作业的副产品而获得。例如，采出水可为烃储层开采期间由烃储层开采产生，并且可进一步通过二级和三级采油作业而产生。
可使用RO处理海水(方框306)。如上所述，通过RO处理海水可产生RO产水(其为盐度小于500ppm TDS的淡水)和RO废水(其为富含一价离子和二价离子的浓缩液)。可根据上述预处理技术对采出水进行预处理(方框308)。接下来，可使用CGE或DyVaR处理经预处理的采出水和RO废水的混合物，以产生淡水(方框310)。
接下来，可将来自CGE或DyVaR的淡水与RO产水和海水混合，以生成具有特定盐度和离子浓度的注入水(方框312)。如上所述，例如，在一些实施方案中所生成的注入水的盐度在5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内，并且具有特定的二价离子与一价离子之比。
图4示出了根据本公开实施方案，根据上面所讨论的且在图2A和2B示出的水处理装置200的注入水生成工艺400。如图4所示，最初可获得海水和采出水(分别为方框402和404)。如上所述，例如，海水可获自海洋或其他来源，并且可以获自离岸或近岸泵送，以用于石油和天然气开采地点。采出水可为来自石油和天然气开采地点进行的作业的副产品。例如，采出水可为烃储层开采期间由烃储层开采产生，并且可进一步通过二级和三级采油作业产生。
可使用RO处理海水的第一部分(方框406)。如上所述，通过RO处理海水可产生RO产水(其为盐度大于0ppm TDS而小于500ppm TDS的淡水)和RO废水(其为富含一价离子和二价离子的浓缩液)。可使用NF处理海水的第二部分(方框408)。如上所述，通过NF处理海水可产生富含一价离子的NF产水以及富含二价离子和硫酸根离子的NF废水。在一些实施方案中，可再循环NF产水以与海水进料混合(方框410)
可根据上述预处理技术对采出水进行预处理(方框412)。接下来，可使用CGE或DyVaR处理经预处理的采出水和RO废水的混合物，以产生淡水(方框414)。接下来，可将RO产水与NF废水和淡水混合，以生成具有特定盐度和离子浓度的注入水(方框416)。如上所述，例如，在一些实施方案中所生成的注入水的盐度在5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内，并且具有特定的二价离子与一价离子之比。
由海水生成注入水的水处理装置
在一些实施方案中，可不使用采出水而由海水生成注入水。图5A和5B示出了根据本公开的其他实施方案由海水生成注入水的水处理装置500。如图5A和5B所示，水处理装置500接收海水502并且包括反渗透(RO)单元504。在一些实施方案中，如图5A所示，水处理装置500包括载气萃取(CGE)单元506。在其他实施方案中，如图5B所示，水处理装置500包括替代CGE单元506的动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元508。水处理装置500生成注入水510以用于EOR作业中。
如图5A和5B中所示，在RO 504 106中处理海水502以产生RO产水512和RO废水514。在一些实施方案中，RO单元504中的膜的孔尺寸小于0.00005微米。RO单元504可与上述RO单元类似，并且在一些实施方案中，RO单元504可以大于99％的脱除率运行。RO单元504可脱除二价离子和一价离子，使得RO产水512可为盐度小于500ppm(而大于0ppm TDS)的淡水，并且RO废水514可为富含一价离子和二价离子的浓缩液。
可在CGE单元110中淡化RO废水514以产生淡水516。CGE单元506可与上述CGE单元110和212类似，并且以相同方式运行。例如，在一些实施方案中，CGE单元110的回收率在约85％至约90％的范围内。
如图5A所示，淡水516可与RO产水512和海水502的一部分518混合，以产生注入水510，该注入水510具有适合于提高碳酸盐储层的石油采收率的一种或多种盐，并且盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，水处理装置500包括用于混合淡水516、RO产水512和海水502的一部分518的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器或其他适合的混合装置。
图5B示出了根据本公开实施方案的用于由海水生成注入水的水处理装置500的另一实施方案。如图5B所示，水处理装置100接收海水502，并且包括反渗透(RO)单元504和动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元508。水处理装置500输出注入水510以用于EOR作业中。
可在DyVaR单元508中淡化RO废水514以产生淡水516。DyVaR单元508可与上述DyVaR单元128和228类似。例如，在一些实施方案中，DyVaR单元128的回收率可为至少97％。
如图5B所示，淡水516(即，淡水)可与RO产水512和海水502的一部分518混合，以产生注入水510，该注入水510具有适合于提高碳酸盐储层的石油采收率的一种或多种盐，并且盐度在约5,000ppm TDS至约6,000ppm TDS的范围内。在一些实施方案中，水处理装置500包括用于混合淡水516、RO产水512和海水502的一部分518的混合器。混合器可包括静态混合器或具有运动部件的动力混合装置。混合器可为(例如)在线混合器、t型管线混合器或其他适合的混合装置。这里，再次将海水124与淡水(即，淡水122和RO产水114)混合可消耗一价离子，同时保持注入水124中最小特定量的二价离子。
本公开中的范围可以表述为从约一个特定值、至约另一个特定值、或这二者。当表述这样的范围时，应理解另一个实施方案是从一个特定值、至另一个特定的值、或这二者，包括所述范围之内的所有组合。
基于本说明书，本公开各个方面的进一步的修改和可替代的实施方案对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本说明应解释为仅为示例性的并且出于教导本领域技术人员实现本发明所述实施方式的一般方式的目的。可以理解，此处所示和描述的形式被视为实施方案的例举。这里所举例说明和描述的要素和材料可以替换，部件和过程可以颠倒或省略，并且某些特征可以单独使用，这些对于本领域技术人员在获知本发明说明书后是显而易见的。在不偏离如所附权利要求所述的本发明的精神和范围的前提下，可以对本文中所描述的要素进行改变。在此使用的标题仅用于组织目的，并且不旨在用来限制说明书的范围。

Claims (26)

1.一种水处理装置，其用于由海水和采出水生成注入水，该水处理装置包括：
反渗透(RO)单元，该反渗透(RO)单元能够接收海水并产生RO产水和RO废水；
预处理单元，该预处理单元能够接收采出水并输出经预处理的采出水；
载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元，该载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元能够接收所述经预处理的采出水和所述RO废水，并产生淡水；以及
混合器，该混合器能够混合所述淡水与所述RO产水和海水的一部分以生成注入水，使得所述注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。
2.权利要求1所述的水处理装置，其中所述RO产水的盐度小于500ppm TDS。
3.根据前述权利要求中任一项所述的水处理装置，其中所述装置包括零液体排放(ZLD)装置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的水处理装置，其中所述采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。
5.根据前述权利要求中任一项所述的水处理装置，其中所述海水的一部分与合并的所述淡水和所述RO产水的体积比在10:90至20:80的范围内。
6.一种由海水和采出水生成注入水的方法，包括：
向反渗透(RO)单元提供海水，该反渗透单元能够产生RO产水和RO废水；
向预处理单元提供采出水，以产生经预处理的采出水；
向载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元提供经预处理的采出水和所述RO废水，所述载气萃取单元或动力蒸汽再压缩单元能够产生淡水；以及
将所述淡水、RO产水和所述海水的一部分混合以生成注入水，所述注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。
7.权利要求6所述的方法，其中所述RO产水的盐度小于500ppm TDS。
8.权利要求6或7所述的方法，其中所述采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。
9.权利要求6、7或8所述的方法，其中所述海水的一部分与合并的所述淡水和所述RO产水的体积比在10:90至20:80的范围内。
10.一种水处理装置，其用于由海水和采出水生成注入水，该水处理装置包括：
反渗透(RO)单元，该反渗透(RO)单元能够接收海水的第一部分并产生RO产水和RO废水；
纳米过滤(NF)单元，该纳米过滤(NF)单元能够接收海水的第二部分并产生NF产水和NF废水；
预处理单元，该预处理单元能够接收采出水并产生经预处理的采出水；
载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元，该载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元能够接收所述经预处理的采出水和所述RO废水，并产生淡水；
混合器，该混合器能够混合所述淡水与所述RO产水和所述NF废水以生成注入水，使得所述注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。
11.权利要求10所述的水处理装置，其中将所述NF产水再循环以与所述海水混合。
12.权利要求10或11所述的水处理装置，其中所述RO产水的盐度小于500ppm TDS。
13.权利要求10、11或12所述的水处理装置，其中所述NF废水的盐度为至少50,000ppmTDS。
14.权利要求10、11、12或13所述的水处理装置，其中所述NF产水的盐度小于40,000ppmTDS。
15.权利要求10、11、12、13或14所述的水处理装置，其中所述装置包括零液体排放(ZLD)装置。
16.权利要求10、11、12、13、14或15所述的水处理装置，其中所述采出水的盐度为至少50,000ppm TDS。
17.权利要求10、11、12、13、14、15或16所述的水处理装置，其中所述NF单元中的膜的孔尺寸在0.05微米至0.005微米的范围内。
18.权利要求10、11、12、13、14、15、16或17所述的水处理装置，其中所述NF废水与合并的所述淡水和所述RO产水的体积比在5:95至15:75的范围内。
19.一种由海水和采出水生成注入水的方法，包括：
向反渗透(RO)单元提供海水的第一部分，该反渗透单元能够产生RO产水和RO废水；
向纳米过滤(NF)单元提供海水的第二部分，该纳米过滤单元能够产生NF产水和NF废水；
向预处理单元提供采出水，以产生经预处理的采出水；
向载气萃取(CGE)单元或动力蒸汽再压缩(DyVaR)单元提供所述经预处理的采出水和所述RO废水，所述载气萃取单元或动力蒸汽再压缩单元能够产生淡水；以及
将所述淡水与所述RO产水和所述NF废水混合以生成注入水，所述注入水的盐度在5,000份/百万份(ppm)TDS至6,000ppm TDS的范围内。
20.权利要求19所述的方法，其中所述RO产水的盐度小于500ppm TDS。
21.权利要求19或20所述的方法，其中所述NF废水的盐度为至少50,000ppm TDS。
22.权利要求19、20或21所述的方法，其中所述NF产水的盐度小于40,000ppm TDS。
23.权利要求19、20、21或22所述的方法，其中所述采出水的盐度为至少50,000ppmTDS。
24.权利要求19、20、21、22或23所述的方法，包括将所述NF产水再循环以与所述海水混合。
25.权利要求19、20、21、22、23或24所述的方法，包括将所述NF废水的一部分提供至所述CGE单元或所述DyVaR单元，以产生所述淡水。
26.权利要求19、20、21、22、23、24或25所述的方法，其中所述NF废水与合并的所述淡水和所述RO产水的体积比在5:95至15:75的范围内。
CN201780074173.XA 2016-11-30 2017-11-30 用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案 Active CN110036181B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662428279P 2016-11-30 2016-11-30
US62/428,279 2016-11-30
US15/673,029 2017-08-09
US15/673,029 US10479928B2 (en) 2016-11-30 2017-08-09 Water treatment schemes for injection water flooding recovery processes in carbonate reservoirs
PCT/US2017/063841 WO2018102490A1 (en) 2016-11-30 2017-11-30 Water treatment schemes for injection water flooding recovery processes in carbonate reservoirs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110036181A true CN110036181A (zh) 2019-07-19
CN110036181B CN110036181B (zh) 2021-08-10

Family

ID=62193147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780074173.XA Active CN110036181B (zh) 2016-11-30 2017-11-30 用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10479928B2 (zh)
EP (1) EP3548699B1 (zh)
CN (1) CN110036181B (zh)
SA (1) SA521430854B1 (zh)
WO (1) WO2018102490A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201712847D0 (en) * 2017-08-10 2017-09-27 Bp Exploration Operating Method of controlling salinity of an injection water during commisioning of an injection well
GB2578148A (en) * 2018-10-18 2020-04-22 Equinor Energy As Optimized water quality injection strategy for reservoir pressure support
WO2020146330A1 (en) 2019-01-07 2020-07-16 Massachusetts Institute Of Technology Water treatment for increasing recovery of a resource from a reservoir
CN109529395B (zh) * 2019-01-16 2021-08-27 格瑞拓动力股份有限公司 蒸发控制设备及方法
US11066910B2 (en) * 2019-08-28 2021-07-20 Saudi Arabian Oil Company Alkaline water flooding processes for enhanced oil recovery in carbonates
WO2022226333A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 Enviro Water Minerals Company, Inc. Sustainable desalination systems and methods using recycled brine streams

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101164920A (zh) * 2007-06-05 2008-04-23 南开大学 油田采出废水的深度处理与资源化利用方法
CN101462806A (zh) * 2008-12-31 2009-06-24 大连理工大学 一种提高海水淡化淡水收率及浓海水回收利用的方法
US20090194272A1 (en) * 2006-06-14 2009-08-06 Vws Westgarth Limited Apparatus and method for treating injection fluid
US20090308609A1 (en) * 2006-03-27 2009-12-17 Michael Alvin Curole Water injection systems and methods
CN102701326A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 中国海洋大学 一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺
US20150345277A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-03 Veolia Water Technologies, Inc. Oil recovery process including enhanced softening of produced water

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0511628B8 (pt) 2004-05-28 2017-03-28 Bp Corp North America Inc método de recuperação de hidrocarbonetos a partir de uma formação subterrânea porosa contendo hidrocarbonetos por injeção de uma água de salinidade baixa para dentro da formação a partir de um poço de injeção e poço de injeção
GB0512248D0 (en) 2005-06-16 2005-07-27 Bp Exploration Operating Water flooding method
US8794320B2 (en) 2006-03-27 2014-08-05 Shell Oil Company Water injection systems and methods
CN102803649A (zh) 2009-06-25 2012-11-28 国际壳牌研究有限公司 注水系统和方法
WO2011053752A1 (en) 2009-11-02 2011-05-05 Shell Oil Company Water injection systems and methods
EA025116B1 (ru) 2010-01-14 2016-11-30 Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед Способ получения воды с контролируемой минерализацией
US10343118B2 (en) 2011-12-22 2019-07-09 Water Standard Company (Mi) Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090308609A1 (en) * 2006-03-27 2009-12-17 Michael Alvin Curole Water injection systems and methods
US20090194272A1 (en) * 2006-06-14 2009-08-06 Vws Westgarth Limited Apparatus and method for treating injection fluid
CN101164920A (zh) * 2007-06-05 2008-04-23 南开大学 油田采出废水的深度处理与资源化利用方法
CN101462806A (zh) * 2008-12-31 2009-06-24 大连理工大学 一种提高海水淡化淡水收率及浓海水回收利用的方法
CN102701326A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 中国海洋大学 一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺
US20150345277A1 (en) * 2014-06-02 2015-12-03 Veolia Water Technologies, Inc. Oil recovery process including enhanced softening of produced water

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018102490A1 (en) 2018-06-07
US20180148633A1 (en) 2018-05-31
US10479928B2 (en) 2019-11-19
US10968383B2 (en) 2021-04-06
CN110036181B (zh) 2021-08-10
EP3548699B1 (en) 2021-12-29
EP3548699A1 (en) 2019-10-09
SA521430854B1 (ar) 2023-02-12
US20200040253A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110036181A (zh) 用于碳酸盐储层中的注入水驱替采收工艺的水处理方案
Giwa et al. Brine management methods: Recent innovations and current status
US7789159B1 (en) Methods to de-sulfate saline streams
US7455109B2 (en) Water flooding method
US10899646B2 (en) Methods of separating and isolating water and other desired constituents from oilfield produced brines for reuse
Nicoll Forward osmosis—A brief introduction
US20140008271A1 (en) Hydrocarbons recovery
WO2007138327A1 (en) Method of providing a supply of water of controlled salinity and water treatment system
TW201328984A (zh) 海水脫鹽方法
EP3283196B1 (en) Subsurface water purification method
CN103415471A (zh) 对混合盐水中的盐的选择性回收
US20220017385A1 (en) Temperature swing solvent extraction for descaling of feedstreams
KR20140145309A (ko) Nf/ro/ed 분리막 연계시스템을 이용한 해수(해양심층수) 처리수 제조공정 개발
Choi et al. Effect of inorganic and organic compounds on the performance of fractional-submerged membrane distillation-crystallizer
AU2016247962A1 (en) Subsurface water treatment system
US20230242418A1 (en) Temperature swing solvent extraction for descaling of feedstreams
Ayirala et al. A critical review of water chemistry alteration technologies to develop novel water treatment schemes for smartwater flooding in carbonate reservoirs
US11951443B2 (en) System and method for separating and recovering gas field chemicals from wastewater
Mukherjee et al. Role of thermodynamics and membrane separations in water‐energy nexus
WO2018173329A1 (en) Drawing agent for forward osmosis or pressure retarded osmosis and corresponding system
WO2018035033A1 (en) Methods for reclaiming produced water
Mariah Membrane distillation of concentrated brines
Sánchez Carceller Concentrate treatments in reverse osmosis desalination plants: Status and innovative proposals
KR20150139486A (ko) Nf/ro/ed 분리막 연계시스템을 이용한 해수(해양심층수) 처리수 제조공정 개발
Hizam et al. The Effect of Concentration Staging on Performance of Produced Water treatment using Forward Osmosis

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant