MX2012005020A - Aparato y metodo de tratamiento de fluidos. - Google Patents

Aparato y metodo de tratamiento de fluidos.

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Abstract

Un método para tratar un fluido que comprende producir un fluido permeado (24) de una salida (22) de una unidad de filtración (12), enviando el fluido permeado (24) para ser inyectado en una formación subterránea, y recirculando al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente (32) para producir un fluido de alimentación (14) para ser tratado dentro de la unidad de filtración (12).

Description

APARATO Y MÉTODO DE TRATAMIENTO DE FLUIDOS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método y aparato de tratamiento de fluidos, y en particular a un método y aparato de tratamiento de filtración de fluidos.
Antecedentes de la Invención Muchas industrias requieren fluidos, tales como agua, para ser tratados para establecer un estándar o calidad particular del fluido. Por ejemplo, puede ser necesario remover sólidos suspendidos, materia orgánica y similares de un fluido. También, puede ser deseable tratar un fluido para alterar la concentración de una o más especies iónicas. Los fluidos tratados pueden ser consumidos como un producto final, por ejemplo, como agua potable, ser liberados en el medio ambiente o similar, o pueden ser usados en un proceso posterior, tal como en el procesamiento químico, en la industria de petróleo y gas, por ejemplo, para la inyección en un yacimiento o similar.
El tratamiento puede incluir una combinación de procesos químicos y mecánicos o físicos. Por ejemplo, los coagulantes o floculantes pueden ser agregados a un fluido para estimular la floculación en donde son formados las partículas pesadas o flóculos, conocidos como "floc". Los flóculos pueden entonces ser removidos mediante sedimentación y/o por filtración en donde la deformación mecánica remueve una proporción de las partículas atrapándolas en el medio de filtro.
Los aparatos conocidos de filtración para utilizarse en el tratamiento de un fluido para remover el material particulado incluyen filtros de multimedia los cuales consisten de dos o más capas de materiales granulados diferentes o graduados tales como, por ejemplo, grava, arena y antracita. El fluido que va a ser tratado es pasado a través del filtro y cualesquiera partículas suspendidas o disueltas o similares serán retenidas en los intersticios entre los gránulos de las diferentes capas.
También es conocido en la técnica el uso de membranas de filtración con dimensiones de poro seleccionadas para filtrar un fluido. Se conocen membranas las cuales tienen la capacidad o que remueven los sólidos suspendidos, materia orgánica, y similares, tales como membranas de microfiltración. También son conocidas membranas para utilizarse para remover o excluir especies iónicas, tales como membranas de osmosis inversa.
Con el paso del tiempo, un medio de filtro o membrana llegará a quedar obstruido con el material suspendido, el cual es generalmente solucionado por un proceso de enjuague. Este proceso de enjuague generalmente comprende un fluido previamente tratado a través del medio o las membranas para remover y desechar el material suspendido atrapado. Sin embargo, en algunos casos, la calidad del fluido simple que va a ser tratado es tan baja que el enjuague regular es necesario, el cual no es deseable. Para solucionar esto, es conocido en la técnica proporcionar adaptaciones de prefiltración, en las cuales el proceso inicial de filtración es realizado para remover una proporción grande de la materia suspendida del fluido el cual es pasado para el tratamiento adicional. Además, la adición de equipo extra de la planta para establecer la prefiltración en muchos casos no es deseable, por ejemplo, en aplicaciones de plataformas de mar adentro o embarcaciones en donde el espacio se encuentra muy solicitado.
Breve Descripción de la Invención De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método de tratamiento de un fluido, el cual comprende: producir un fluido permeado de una salida de una unidad de filtración; y recircular al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
El fluido permeado recirculado, el cual ya ha sido tratado, puede ser usado para diluir el fluido de fuente que va a ser tratado para lograr un fluido de alimentación con una condición o propiedad deseada del fluido antes de ser tratado dentro de la unidad de filtración. Por ejemplo, la mezcla del fluido permeado recirculado con el fluido de fuente puede producir un fluido de alimentación con una condición o propiedad deseada del fluido tal como turbidez, concentración iónica, contenido de material suspendido que incluye, por ejemplo, sólidos suspendidos, materia orgánica, o similares.
La condición o propiedad del fluido deseados pueden ser seleccionados de acuerdo con la unidad de filtración. Por ejemplo, la condición o propiedad del fluido deseada puede ser seleccionada para minimizar el taponamiento o contaminación de la unidad de filtración, por ejemplo, por los sólidos suspendidos y similares contenidos dentro del fluido de alimentación. Esto puede reducir o minimizar el requerimiento de frecuencia de limpieza de la unidad de filtración, por ejemplo, por medio del enjuague. Además, la dilución del fluido de fuente con el fluido permeado recirculado puede permitir el uso de una unidad de filtración con una pref iltración del fluido de alimentación mínima, reducida o sin prefiltración. Sin embargo, en algunas modalidades, la presente invención puede comprender la prefiltración del fluido de fuente y/o el fluido de alimentación antes de ser tratado dentro de la unidad de filtración.
El método puede comprender mezclar el fluido de fuente y el fluido permeado dentro de una adaptación de mezcla. El método puede comprender mezclar el fluido de fuente y el fluido permeado dentro de una adaptación de bomba. El método puede comprender mezclar el fluido de fuente y el fluido permeado dentro de una adaptación de eductor.
El método puede comprender mezclar el fluido de fuente y el fluido permeado dentro de una entrada de la unidad de filtración .
El método puede comprender mezclar el fluido de fuente y el fluido permeado dentro de la unidad de filtración. En una modalidad, la unidad de filtración puede comprender una primera entrada configurada para recibir el fluido de fuente, y una segunda entrada configurada para recibir el fluido permeado recirculado.
El método puede comprender recircular el fluido permeado bombeando dicho fluido permeado desde la salida de la unidad de filtración.
El método puede comprender controlar la recirculación del fluido permeado. El control de recirculación del fluido permeado puede ser logrado mediante el uso de un aparato de control de flujo, tal como una válvula, bomba, boquilla o similar.
El método puede comprender recircular selectivamente el fluido permeado. La recirculación selectiva del fluido permeado puede comprender prevenir la recirculación. La recirculación selectiva del fluido permeado puede comprender regular el rango de flujo de la recirculación.
El método puede comprender determinar una propiedad del fluido de fuente y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de fuente. La propiedad determinada puede comprender turbidez, una medida de los sólidos suspendidos totales, la concentración iónica o similares. En esta adaptación, la recirculación del fluido permeado puede ser controlada y modificada para producir un volumen deseado del fluido permeado para modificar una o más propiedades del fluido de fuente. De este modo, el fluido de alimentación adecuado puede ser producido para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
El método puede comprender determinar una propiedad del fluido de alimentación y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de alimentación. El método puede comprender monitorear una propiedad del fluido de alimentación y controlar la recirculación del fluido permeado para lograr un valor deseado, magnitud o similar de la propiedad monitoreada, tal como la turbidez.
El método puede comprender determinar una propiedad del fluido permeado y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada.
El método puede comprender determinar una o más propiedades de por lo menos dos del fluido de fuente, el fluido de alimentación de un fluido permeado, y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha una o más propiedades monitoreadas.
El método puede comprender monitorear una condición o propiedad de al menos un fluido de fuente, fluido de alimentación y fluido permeado y controlar la recirculación del fluido permeado de manera correspondiente. Dicho monitoreo puede permitir un grado de control continuo de recirculación del fluido permeado para producir una condición del fluido de alimentación deseada antes del tratamiento dentro de la unidad de filtración.
El método puede estar configurado para establecer un fluido de alimentación con una turbidez mayor de 3 NTU. El método puede estar configurado para producir un fluido permeado con una turbidez menor de 0.1 NTU. El método puede estar configurado para recircular hasta alrededor del 50%, y tal vez hasta alrededor del 25% de una capacidad de flujo de la unidad de filtración.
El método puede comprender recircular directamente el fluido permeado de la salida de la unidad de filtración. El método puede comprender almacenar el fluido permeado y recircular dicho fluido permeado almacenado.
La unidad de filtración puede estar configurada para remover la materia suspendida del fluido de alimentación. La unidad de filtración puede estar configurada para remover el material disuelto del fluido de alimentación. La unidad de filtración puede estar configurada para remover una o más especies iónicas del fluido de alimentación, tales como iones de sulfato.
La unidad de filtración puede comprender un medio de filtración, tal como grava, arena, antracita, cascaras de frutas secas o similares.
La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de microfiltración. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de ultraf iltración . La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de nano-filtración. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de osmosis inversa.
La unidad de filtración puede comprender una membrana polimérica. La unidad de filtración puede comprender una membrana de cerámica.
La unidad de filtración puede comprender una combinación de tipos de membrana, tales como aquellos tipos de membrana definidos anteriormente.
El método puede comprender tratar al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación antes de ser enviados a la unidad de filtración. Este tratamiento previo puede ayudar para establecer las condiciones o propiedades deseadas o preferidas del fluido de alimentación para la unidad de filtración. El método puede comprender el tratamiento previo de al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación mediante la adición de un químico, tal como un floculante, un ajustador de pH o similar. El método puede comprender el tratamiento previo de al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación mediante pref iltración. El método puede comprender enviar al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación a una unidad de pref iltración, la cual puede comprender un medio de filtración, membrana o similar. La unidad de pref iltración puede comprender al menos una o cualquier combinación de tipos de membrana, tales como los identificados anteriormente.
El método puede comprender el enjuague de una unidad de prefiltración. El enjuague se puede realizar utilizando un fluido de enjuague. El fluido de enjuague puede ser proporcionado de una fuente externa.
En una modalidad, la unidad de filtración puede estar configurada para producir un fluido concentrado, en donde dicho fluido concentrado es utilizado para enjuagar una unidad de prefiltración. El fluido concentrado puede ser usado directamente de la unidad de filtración para el enjuague. El fluido concentrado puede ser recolectado y almacenado para el uso subsecuente en el enjuague de una unidad de prefiltración.
La unidad de prefiltración puede ser enjuagada utilizando un fluido permeado producido de dicha unidad de prefiltración. El fluido permeado de la unidad de prefiltración puede ser usado directamente de la unidad de prefiltración para el enjuague. El fluido permeado de la unidad de prefiltración puede ser recolectado y almacenado para uso posterior en un enjuague de la unidad de prefiltración.
El método puede comprender enviar una porción del fluido permeado de la unidad de filtración como un producto. El fluido permeado del producto puede ser consumido, por ejemplo, como agua potable. El fluido permeado del producto puede ser inyectado en una formación subterránea. El fluido permeado del producto puede ser liberado en el medio ambiente, por ejemplo, en el mar.
El fluido de fuente puede comprender agua de mar. El fluido de fuente puede comprender agua producida de una formación subterránea, tal como un acuífero, una formación portadora de hidrocarburos o similares.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de tratamiento de fluido que comprende: una unidad de filtración configurada para tratar un fluido de alimentación y producir un fluido permeado de la misma; y una adaptación de recirculación configurada para recircular al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
La adaptación de recirculación puede permitir que un fluido de fuente sea diluido con un fluido permeado, el cual ha sido tratado anteriormente, para logar un fluido de alimentación con una condición o propiedad deseada del fluido antes de ser tratado dentro de la unidad de filtración. Por ejemplo, la mezcla de un fluido permeado recirculado con un fluido de fuente puede proporcionar un fluido de alimentación con una condición o propiedad deseada del fluido tal como turbidez, concentración iónica, contenido de material suspendido incluyendo, por ejemplo, sólidos suspendidos, materia orgánica, o similares.
El aparato de acuerdo con el segundo aspecto puede ser usado para realizar el método de acuerdo con el primer aspecto. Como tal, las características definidas anteriormente en relación con el primer aspecto también pueden aplicar al segundo aspecto.
El aparato puede comprender una adaptación de mezcla configurada para permitir la mezcla del fluido permeado y el fluido de fuente. El aparato puede comprender una adaptación de bomba configurada para permitir la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado. El aparato puede comprender una adaptación de eductor configurada para permitir la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado.
La unidad de filtración puede comprender una entrada configurada para permitir la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado en el mismo.
La unidad de filtración puede ser configurada para permitir la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado dentro de la unidad de filtración. En una modalidad, la unidad de filtración puede comprender una primera entrada configurada para recibir el fluido de fuente, y una segunda entrada configurada para recibir el fluido permeado recirculado.
La adaptación de recirculación puede comprender un conducto configurado para separar por lo menos una porción del fluido permeado de la salida de la unidad de filtración. La adaptación de recirculación puede comprender una bomba de recirculación. La adaptación de recirculación puede comprender un aparato de control de flujo, tal como una válvula.
La adaptación de recirculación puede ser configurada para recircular selectivamente el fluido permeado.
El aparato puede comprender un controlador configurado para controlar la recirculación del fluido permeado.
El aparato puede comprender una adaptación de sensor configurado para permitir al menos una propiedad del fluido que va a ser determinada, tal como una propiedad de fluido de por lo menos uno del fluido permeado, el fluido de fuente y el fluido de alimentación.
El aparato puede ser configurado para determinar una propiedad del fluido de fuente y controlar, por ejemplo, mediante el uso de un controlador, la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de fuente.
El aparato puede ser configurado para determinar una propiedad del fluido de alimentación y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de alimentación.
El aparato puede ser configurado para determinar una propiedad del fluido permeado y controlar la recirculación de dicho fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada.
El aparato puede ser configurado para determinar una o más propiedades de al menos dos del fluido de fuente, el fluido de alimentación de un fluido permeado, y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dichas una o más propiedades monitoreadas.
El aparato puede ser configurado para monitorear una condición o propiedad de al menos uno del fluido de fuente, el fluido de alimentación y el fluido permeado y controlar la recirculación del fluido permeado de una manera coincidente.
El aparato puede comprender una adaptación de almacenamiento configurada para almacenar el fluido permeado para recirculación.
La unidad de filtración puede estar configurada para remover el material suspendido del fluido de alimentación. La unidad de filtración puede ser configurada para remover el material disuelto del fluido de alimentación. La unidad de filtración puede ser configurada para remover una o más especies iónicas del fluido de alimentación, tal como iones de sulfato.
La unidad de filtración puede comprender un medio de filtración, tal como grava, arena, antracita, cáscaras de frutas secas o similares.
La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de microf iltración . La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de ultrafiltración. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de nano-filtración. La unidad de filtración puede comprender al menos una membrana de osmosis inversa.
La unidad de filtración puede comprender una membrana polimérica. La unidad de filtración puede comprender una membrana de cerámica.
La unidad de filtración puede comprender una combinación de tipos de membrana, tales como aquellos tipos de membrana definidos anteriormente.
El aparato puede comprender una adaptación de tratamiento previo configurada para tratar al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación antes de ser enviado a la unidad de filtración. El aparato puede comprender una unidad de pref iltración configurada para tratar previamente al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación mediante la prefiltración. La unidad de prefiltración puede comprender al menos una o cualquier combinación de tipos de membranas, tales como aquellas identificadas anteriormente.
La unidad de prefiltración puede estar configurada para ser enjuagada. La unidad de prefiltración puede estar configurada para ser enjuagada con al menos uno del fluido permeado de la unidad de filtración, un fluido concentrado de la unidad de filtración y un fluido permeado de la unidad de prefiltración.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar un proceso de tratamiento de fluido, que comprende: determinar una propiedad de fluido o por lo menos uno de un fluido permeado de una unidad de filtración, un fluido de fuente y un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración; y mezclar una proporción del fluido permeado con el fluido de fuente para producir un fluido de alimentación de acuerdo con dicha propiedad de fluido determinada.
El método de acuerdo con el tercer aspecto puede incorporar características asociadas con el primer y segundo aspectos.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un método de tratamiento de agua de inyección antes de la inyección en un yacimiento, el cual comprende: producir un fluido de inyección tratado de una salida de una unidad de filtración; y recircular al menos una porción del fluido de inyección tratado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
El fluido de fuente puede comprender agua del mar. El fluido de fuente puede comprender agua producida de una formación subterránea.
Breve Descripción de los Dibujos Estos y otros aspectos de la presente invención se describirán ahora, a modo de ejemplo únicamente, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 es una representación en forma de diagrama de un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 2 es una representación en forma de diagrama de un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención; y La figura 3 es una representación en forma de diagrama de un aparato de tratamiento de fluido de acuerdo con una modalidad alternativa adicional de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención Un sistema de tratamiento de fluido, generalmente identificado por el número de referencia 10, de acuerdo con una modalidad de la presente invención se muestra en forma de diagrama en la figura 1. El sistema de tratamiento de fluido 10 en la modalidad mostrada es configurado para tratar agua del mar antes de la inyección a una formación subterránea o yacimiento. Específicamente, el sistema 10 está configurado para remover el material suspendido o disuelto y para alterar la concentración de especies iónicas dentro del agua del mar para hacer que el agua del mar sea químicamente compatible con la que se encuentra dentro del yacimiento. Aunque se describe esta modalidad específica para el tratamiento del agua de mar para inyección, la presente invención tiene múltiples usos alternativos, con múltiples tipos de fluidos.
El sistema 10 comprende una unidad de filtración 12 la cual es configurada para recibir una corriente del fluido de alimentación 14 para ser tratada por medio de un fluido de entrada 16, en donde el fluido de alimentación 14 es conducido por una bomba 18. La unidad de filtración 12 comprende una membrana de filtración 20, específicamente una membrana de nano-f iltración , la cual está configurada para la operación en un modo de flujo cruzado. Durante el uso, el fluido de alimentación 14 es impulsado a través de la membrana 20 para ser tratado mediante la remoción o exclusión del material particulado y las especies iónicas específicas, particularmente los iones de sulfato. La unidad de filtración 12 comprende una primera salida de fluido 22 configurada para acomodar el flujo del fluido permeado 24 de la unidad 12, y una segunda salida de fluido 26 configurada para acomodar un flujo del fluido concentrado 28 de la unidad 12. El fluido permeado 24 tendrá una concentración más baja de materia particulada y especies iónicas que el fluido concentrado 28. En la modalidad mostrada, el fluido permeado 24 es inyectado en un yacimiento (no mostrado).
El aparato 10 está configurado de modo que una porción del fluido permeado 24 puede ser recirculado selectivamente, por medio del conducto 30, para ser mezclado con un fluido de fuente 32, específicamente agua del mar, dentro de una adaptación de mezcla 34. Por consiguiente, el fluido de alimentación 14 es producido mediante la mezcla apropiada del fluido permeado tratado 24 y el fluido de fuente sin tratar 32. Por lo tanto, el fluido permeado recirculado 24 puede ser utilizado para diluir el fluido de fuente 32 para lograr un fluido de alimentación 14 con una condición o propiedad de fluido deseada dentro de la unidad de filtración 12. Por ejemplo, la mezcla del fluido permeado recirculado 24 con un fluido de fuente 32 puede proporcionar un fluido de alimentación 14 con una condición o propiedad de fluido deseada tal como turbidez, concentración iónica, incluyendo contenido de material suspendido, o similares. La condición o propiedad del fluido deseado puede ser seleccionada para minimizar el taponamiento o contaminación de la membrana 20 dentro de la unidad de filtración 12, por ejemplo, por los sólidos suspendidos y similares. Esto puede reducir o minimizar el requerimiento de frecuencia de limpieza de la unidad de filtración 12, por ejemplo, por medio del enjuague. En este aspecto, es altamente deseable reducir la frecuencia de los ciclos de enjuague, ya que el enjuague puede reducir temporalmente la producción de flujo del sistema 10, y requiere un desperdicio importante del agua tratada, y puede requerir un espacio dedicado para el almacenamiento del agua de enjuague. Además, la dilución del fluido de fuente 32 con el fluido permeado recirculado 24 puede permitir el uso de la unidad de filtración con un fluido de alimentación 14 mínimo, reducido o sin filtración previa. Sin embargo, en algunas modalidades, como se explicará más adelante, la presente invención puede comprender la pref iltración del fluido de fuente 32 antes de ser tratado dentro de la unidad de filtración 12.
El sistema 10 comprende además una válvula de control 36 configurada para utilizarse para controlar la recirculación del fluido permeado 24 por medio del conducto 30. En este aspecto, la válvula 36 puede ser controlada por un controlador 38. El controlador puede ser operado manualmente, por ejemplo, por un usuario. Sin embargo, en la presente modalidad, el controlador está configurado para permitir el control automático de la válvula 36 y de esta manera la recirculación del fluido permeado 24. Específicamente, el controlador 38 está configurado para monitorear la condición, por ejemplo, turbidez, de uno o todos del fluido de fuente 32, el fluido de alimentación 14 y el fluido permeado 24, y luego controlar la válvula 36 para variar de manera selectiva la recirculación del fluido permeado para producir una condición de fluido de alimentación deseada antes del tratamiento dentro de la unidad de filtración.
Aunque no se muestra dentro del sistema 10 de la figura 1, una bomba puede ser proporcionada para la recirculación del fluido permeado 24.
La modalidad mostrada en la figura 1 puede ser configurada para establecer un fluido de alimentación 14 con una turbidez mayor de 3 NTU, y producir un fluido permeado con una turbidez menor de 0.1 NTU. Además, el sistema 10 puede ser configurado para recircular hasta alrededor del 50%, y tal vez hasta alrededor del 25% de la capacidad de flujo de la unidad de filtración 12.
Haciendo referencia ahora a la figura 2 de los dibujos en los cuales se muestra un sistema de tratamiento de fluido, generalmente identificado por el número de referencia 110, de acuerdo con una modalidad alternativa de la presente invención. El sistema 110 es similar al de la figura 1, y como tal las características similares comparten números de referencia similares, incrementados por 100. Por lo tanto, el sistema 110 comprende una unidad de filtración 112 con la membrana 120 la cual trata un fluido de alimentación 114 para producir un fluido permeado 124 y un fluido concentrado 128. El fluido permeado puede ser recirculado por una válvula 136 y el controlador 138 para ser mezclado con un fluido de fuente 132 dentro de un mezclador 134 para producir el fluido de alimentación 114 con una calidad deseada. Sin embargo, el sistema 110 de la figura 1 comprende adicionalmente una unidad de pref iltración 150 la cual incluye una membrana de filtración 152, específicamente una membrana de ultraf iltración o de microfiltración, en donde la unidad de prefiltración 150 está configurada para el tratamiento previo del fluido de fuente 132 para remover sólidos suspendidos más grandes para ser enviados a la unidad de filtración 112. Esta adaptación puede por lo tanto servir para proteger la membrana 120 dentro de la unidad de filtración 112 de la obstrucción del taponamiento o similar. El sistema 110 también comprende un tanque de almacenamiento opcional 154 para almacenar el fluido de fuente 132 el cual ha sido previamente tratado.
Una modalidad alternativa adicional de un sistema de tratamiento de fluido, generalmente identificado por el número de referencia 210, se muestra en la figura 3, en donde el sistema 210 es similar al mostrado en la figura 2 y como tal comparte los mismos números de referencia similares, incrementados por 100. Por consiguiente, el sistema 210 comprende una unidad de filtración 212 con una membrana 220 la cual trata un fluido de alimentación 214 para producir un fluido permeado 224 y un fluido concentrado 228. El fluido permeado 224 puede ser recirculado por medio de una válvula 236 y el controlador 238 para ser mezclado con un fluido de fuente 232 para producir un fluido de alimentación 214 con una calidad deseada. El sistema 210 también comprende una unidad de prefiltración 250 y una membrana de filtración 252 para el tratamiento previo del fluido de fuente 232 para remover sólidos suspendidos más grandes antes ser enviada a la unidad de filtración 212.
El sistema 210 comprende además un conducto 256 configurado para permitir la comunicación selectiva del fluido concentrado 228 de la unidad de filtración 212 para ser enviada a la unidad de prefiltración 250 para utilizarse en el enjuague de la membrana 252. Una válvula 258 está provista para controlar selectivamente el envío del fluido concentrado 228.
Un tanque de almacenamiento 260 puede ser provisto opcionalmente para almacenar el fluido concentrado 228 en la preparación para el enjuague de la membrana 252 dentro de la unidad de prefiltración 250.
Además, el sistema 210 puede comprender opcionalmente un tanque de almacenamiento 254 configurado para almacenar un fluido de fuente previamente tratado 232. Además, el sistema 210 puede ser configurado para permitir que el fluido de fuente previamente tratado 232 almacenado dentro del tanque de almacenamiento 254 sea recirculado, mediante el uso de la válvula 262, para el enjuague de la membrana de prefiltración 252.
Deberá quedar entendido que las modalidades aquí descritas son únicamente de ejemplo y que se le pueden hacer a las mismas varias modificaciones sin salirse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, aunque se describieron unidades de filtración solas y membranas solas, una pluralidad de cada una puede ser proporcionada, la cual puede ser adaptada de cualquier manera adecuada, por ejemplo, en paralelo, serie o similares. Adicionalmente, la unidad de filtración puede comprender cualquier tipo de medios de filtración, tales como otros tipos de membrana, material granular o similares.

Claims (29)

REIVINDICACIONES
1. Un método para el tratamiento de un fluido, que comprende: producir un fluido permeado de una salida de una unidad de filtración; enviar el fluido permeado para ser inyectado en una formación subterránea; y recircular de manera controlable por lo menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
2. El método tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado dentro de una adaptación de mezcla.
3. El método tal y como se describe en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado dentro de la entrada de la unidad de filtración .
4. El método tal y como se describe en la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque comprende la mezcla del fluido de fuente y el fluido permeado dentro de la unidad de filtración.
5. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende la recirculación selectiva del fluido permeado.
6. El método tal y como se describe en la reivindicación 5, caracterizado porque el fluido permeado que se recircula de manera selectiva comprende evitar la recirculación.
7. El método tal y como se describe en la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la recirculación selectiva del fluido permeado comprende la modulación del rango de flujo de recirculación.
8. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende la determinación de una propiedad de un fluido de fuente y el control de la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de fuente.
9. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende determinar una propiedad del fluido alimentación y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada del fluido de alimentación.
10. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende determinar una propiedad del fluido permeado y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dicha propiedad determinada.
11. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende determinar una o más propiedades de al menos dos del fluido de fuente, el fluido de alimentación de un fluido permeado, y controlar la recirculación del fluido permeado de acuerdo con dichas una o más propiedades monitoreadas.
12. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende monitorear una condición o propiedad de al menos uno del fluido de fuente, el fluido de alimentación y el fluido permeado, y controlar la recirculación del fluido permeado de manera correspondiente.
13. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende recircular directamente el fluido permeado de la salida de la unidad de filtración.
14. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque almacena el fluido permeado y recircula el fluido permeado almacenado.
15. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de filtración es configurada para remover al menos uno del material suspendido, material disuelto y una o más especies iónicas del fluido de alimentación.
16. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de filtración comprende medios de filtración.
17. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de filtración comprende al menos una membrana.
18. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad de filtración comprende al menos una de una membrana de microf iltración, una membrana de ultrafiltración, una membrana de nano-filtración y una membrana de osmosis inversa.
19. El método tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende el tratamiento de al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación antes de ser enviado a la unidad de filtración .
20. El método tal y como se describe en la reivindicación 19, caracterizado porque comprende el tratamiento previo de por lo menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación mediante la adición de un químico.
21. El método tal y como se describe en la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque comprende el tratamiento previo de al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación mediante prefiltración.
22. El método tal y como se describe en las reivindicaciones 19, 20 ó 21, caracterizado porque comprende el envío de al menos uno del fluido de fuente y el fluido de alimentación a una unidad de prefiltración.
23. El método tal y como se describe en la reivindicación 22, caracterizado porque comprende el enjuague de la unidad de pref iltración.
24. El método tal y como se describe en la reivindicación 23, caracterizado porque la unidad de filtración está configurada para producir un fluido concentrado, en donde el fluido concentrado es usado para enjuagar una unidad de prefiltración.
25. Un aparato de inyección de fluido que comprende: una unidad de filtración configurada para tratar un fluido de alimentación y producir un fluido permeado del mismo y enviar dicho fluido permeado para ser inyectado en una formación subterránea; y una adaptación de recirculación configurada para recircular de manera controlable al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
26. Un método para inyectar agua en una formación subterránea, el cual comprende: producir un fluido de agua tratado de una salida de la unidad de filtración; inyectar dicha agua tratada dentro de la formación subterránea; y recircular al menos una porción del agua tratada para ser mezclada con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
27. Un método para controlar el proceso de tratamiento de fluido, el cual comprende: determinar una propiedad del fluido y al menos uno de un fluido permeado de una unidad de filtración, un fluido de fuente y un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración; y mezclar una proporción del fluido permeado con el fluido de fuente para producir un fluido de alimentación de acuerdo con dicha propiedad de fluido determinada.
28. Un método de tratamiento de un fluido, el cual comprende: producir un fluido permeado de una salida de una unidad de filtración; enviar el fluido permeado para ser inyectado en una formación subterránea; y recircular de manera controlable al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
29. Un aparato de inyección de fluido que comprende: una unidad de filtración configurada para tratar un fluido de alimentación y producir un fluido permeado del mismo, y enviar el fluido permeado para ser inyectado en la formación subterránea; y una adaptación de recirculación configurada para recircular al menos una porción del fluido permeado para ser mezclado con un fluido de fuente para producir un fluido de alimentación para ser tratado dentro de la unidad de filtración.
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