NO164754B - Fremgangsmaate og filterelement for behandling av sjoevann. - Google Patents
Fremgangsmaate og filterelement for behandling av sjoevann. Download PDFInfo
- Publication number
- NO164754B NO164754B NO823776A NO823776A NO164754B NO 164754 B NO164754 B NO 164754B NO 823776 A NO823776 A NO 823776A NO 823776 A NO823776 A NO 823776A NO 164754 B NO164754 B NO 164754B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- filter element
- range
- seawater
- water
- oil
- Prior art date
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 3
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et filterelement egnet for behandling av sjøvann forut for injisering av sjøvann i et petroleumreservoar.
Et petroleumreservoar består av et hensiktsmessig formet porøst bergartlag som er dekket med et ugjennom-trengelig bergartmateriale. Beskaffenheten av reservoar-bergartmateriale er meget viktig, ettersom oljen oppbevares i de små rommene eller porene som skiller de enkelte berg-artkorn. Sandsten og kalksten er vanligvis porøse og disse er hovedsakelig de vanligste typer av reservoar-bergarter.
For å hjelpe utvinningen av råolje fra reservoaret
er det vanlig praksis å injisere vann under trykk inn i reservoar-bergartmateriale ved hjelp av injeksjonsbrønner for å drive oljen gjennom bergartmaterialet inn i nærliggende produksjonsbrønner.
Med oljereservoarer offshore eller ved kysten, dvs. reservoarer som har en rikelig, lett tilgjengelig tilførsel av sjøvann, er det en klar fordel å benytte dette. Rått sjø-vann er imidlertid ikke egnet for direkte injeksjon av en rekke grunner. Det inneholder betydelige mengder oppløst oksygen, ca. 10 ppm ved 10°C, hvilket er tilstrekkelig til å indusere korrosjon og fremme bakterievekst. I tillegg inneholder sjøvann naturligvis oppløste salter, hovedsakelig klorider av natrium og magnesium, men kalsium, sulfater, karbonater og bikarbonater er også tilstede. Det inneholder også uorganiske forvitringsprodukter, marine organismer og bakterier. På grunn av dette må sjøvann utsettes for et grundig behandlingsforløp før injeksjon inkludert sterili-sering, deoksygenering og tilsetning av forskjellige inhi-bitorer .
Det er nødvendig å filtrere vannet før injeksjon,
men filtreringstrinnet gir opphav til spesielle problemer.
På grunn av forutgående behandling blir sjøvannet
og dets innhold generelt utsatt for kraftig skjærpåvirkning, f.eks. ved pumper, og innvirkning av varme tilført for å assistere deoksygenering, før filtrering. Dette.kan gi opphav til en proteinholdig og lipidisk grøtaktig dispersjon,
resulterende fra de marine organismene sammen med fine partikler av uorganisk materiale, slik som sand. Dette materiale er vanskelig å behandle, vanskelig å fjerne ved filtrering og.gjentetter hurtig konvensjonelle filterkleder. Det er et geléaktig materiale av ubestemt sammensetning av både organisk og uorganisk opprinnelse som fester seg til konvensjonelle filtere og er vanskelig å fjerne ved hjelp av konvensjonelle tilbakevaskingsteknikker.
Sandfiltere eller diatoméjord har vært foreslått for fjerning av dette materiale fra sjøvann på grunn av deres filtreringseffektivitet og lette regenerering, men disse materialer er voluminøse og tunge og er uønskede for bruk på offshore-plattformer hvor plass og vekt er av stor betyd-ning.
Britisk patent nr. 1 598 456 beskriver en fremgangsmåte for filtrering av sjøvann under anvendelse av et poly-esterfilterelement som er mindre og lettere enn de tidligere foreslåtte sand- eller diatoméjordfiltere, men som ikke desto mindre kan behandle de store mengdene vann som kreves for vanninjeksjon.
Man har nå oppdaget et forbedret filterelement som
har en lengre brukstid enn de filterelementer som er beskrevet i britisk patent nr. 1 598 456. Dette er av betydelig viktig-het i sammenheng med offshore-operasjoner fordi det reduserer arbeidsbetingelser og behov for lagringsplass.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et tilbakevaskbart filterelement bestående vesentlig av et stoffmateriale av polyakrylonitrilfibrer, kjennetegnet ved at fiberelementet har form av en ring, og at fibrenes diameter er i området 10-50 ,um, fortrinnsvis 20-35 ,um, og elementets tetthet er i området 0,05-0,50 g/cm 3 , fort/rinnsvis 0,10-0,25 g/cm .
Diameteren til fibrene i filteret er en viktig vari-abel, fordi det antas at partiklene som skal filtreres, holdes tilbake på fibrene ved elektrostatiske og van der Waals tiltrekningskrefter. I sjøvann er de sistnevnte sannsynligvis de dominerende, og økende fiberdiameter vil gi en økning i van der Waals tiltrekning og derved utvide området rundt
fiberen hvor sannsynligheten for oppfanging er høy.
På den annen side vil en nedsettelse av fiberdiameteren redusere van der Waals tiltrekningskrefter og derved sammentrekke området rundt fiberen hvor sannsynligheten for oppfanging er høy.
Det er ikke sannsynlig at fiberdiameteren har en signifikant effekt på de elektrostatiske kreftene.
Mekanismen for partikkelfrigjøring under tilbakevasking er også dominert av van der Waals tiltrekningskrefter som i motsetning bør minimaliseres i dette tilfelle.
Følgelig er det et komplekst kompromiss mellom be-hovet for høye van der Waals tiltrekningskrefter for oppfanging av partikler og lave van der Waals krefter for fri-gjøring. Valg av fiberdiameter er en metode for å styre denne tiltrekningskraft.
Elementets tykkelse er hensiktsmessig i området 2-20 mm, fortrinnsvis 5-15 mm. Tykkelsen defineres som den ukomprimerte tykkelse før bruk.
Filterelementet kan være i form av en ring og i dette tilfelle måles den ovennevnte tykkelse i radiell retning.
Filterelementet kan være et vevet eller ikke-vevet stoff som noen ganger betegnes som en filt av fagmannen. Elementet kan fremstilles ved hjelp av den velkjente nålestikkeprosessen, f.eks. som beskrevet i britisk patent nr. 1 22 9 781. Om ønsket kan elementet være forsterket med et bomullslerret.
Egnede polyakrylonitriler er de som kan oppnås under varebetegnelsene "Orlon" og "Akrylan". "Orlon 80" og "Orion 40" er passende kvaliteter.
Et filterelement ifølge oppfinnelsen er egent for behandling av sjøvann inneholdende opptil 2 mg/liter av partikler av størrelse i området 1-80 ym. Det vil generelt fjerne i det minste 50% av partiklene i 1-2 ym-området og minst 60% av partiklene over 2 ym i størrelse.
Videre er det ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte for behandling av sjøvann inneholdende faste urenheter hvor sjøvannet filtreres gjennom et filterelement bestående vesentlig av et stoffmateriale av polyakrylonitrilfibrer som beskrevet ovenfor, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at det anvendes et filterelement som har form av en ring, og at i det minste noe av de faste urenhetene fjernes fra vannet.
I denne sammenheng innbefatter betegnelsen "fast" begre-pet "geléaktig".
Strømmen av vann gjennom filterelementet kan hensiktsmessig være i området 60-120 m 3 /m 2/time.
Elementet kan renses ved periodisk tilbakevasking.
I det tilfelle elementet er i form av en ring, kan rensingen bevirkes ved reversering av strømmen gjennom en sektor av; elementet mens filtreringen opprettholdes i den motsatte retning gjennom en annen sektor som kan være den resterende del av elementet.
Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for utvinning av olje fra et kyst- eller offshore-reservoar, og denne fremgangsmåte om-fatter trinnene: Filtrering av sjøvann gjennom et filterelement som beskrevet ovenfor, injisering av det filtrerte sjø-vann inn i reservoaret gjennom en injeksjonsbrønn og utvinning av råolje fra reservoaret gjennom en produksjonsbrønn.
Filterelementet^ ifølge oppfinnelsen kan også benyttes for å fjerne faste stoffer og tilknyttet olje, eller olje-
fra strømmer inneholdende både vann og olje, f.eks. i fremgangsmåten beskrevet i britisk patent nr. 2 038 652A, hvorved en blanding av olje, produsert vann og produserte fastee stoffer føres gjennom et filter for å fjerne faste stoffer og deretter gjennom en koaleseringsanordning for å separere oljen og vannet.
For fjerning av faste stoffer, om slike er til.-stede, og tilknyttet olje, eller olje fra en strøm inneholdende.vann, olje og eventuelle faste stoffer, så foretas filtrerihgoav strømmen gjennom et polyakrylonitril-filterelement som~béskrevet ovenfor og fjerning av faste stoffer, om slike er til stede, og tilknyttet olje, eller olje fra strømmen.
Strømmen som skal filtreres kan være en som inneholder en stor andel olje i forhold til vannet, f.eks. en oljebrønnstrøm og fremgangsmåten kan derfor være egnet for anvendelse på et oljefelt. Vanninnholdet kan alternativt være mye større og i et slikt tilfelle er fremgangsmåten egnet for en vannrensings- eller vannpolerings-behandling i et raffineri.
Oppfinnelsen illustreres ved følgende eksempler:
Eksemp_el_1_
Et nålstukket filtelement ble fremstilt fra poly-akrylonitrilfibre solgt under varebetegnelsen "Orlon 80". Elementet hadde følgende egenskaper.
Elementet ble formet til en ring med følgende dimensjoner:
Eksempel_2
Elementet ble montert i en rustfri stålholder og sjøvann ble filtrert gjennom elementet ved passasje radielt utover gjennom ringelementet. Sjøvannet hadde blitt hentet fra Nordsjøen i en dybde på 60 m og behandlet ved: (a) injeksjon av hypokloritt som ga et klorinnhold i området 0,1-0,4 ppm, (b) filtrering gjennom en trådduk av rustfritt stål eller polyester for å fjerne partikler av størrelse større
enn 80 ym,
(c) deoksygenering ved konvensjonelle metoder benyttet for
injisering av vann,
(d) tilsetning av biosid ifølge konvensjonell praksis.
Det således behandlede vann inneholdt:
0,7-1,5 mg/liter partikler av størrelse 0,4-80 ym
som bestemt ifølge standard nukleopore-teknikk.
Vannet strømmet gjennom filterelementet i en hastighet på 85 m 3 /m 2/time. Filtratet ble undersøkt og det ble funnet at 65% av partiklene i 2-2,5 ym-området var fjernet og 72% av partiklene i 4-5 ym-området.
Etter 15 minutters filtrering ble elementet renset ved tilbakevasking av et segment omfattende en buesektor på ca. 3-4% ved tilførsel av vann ved et trykk på 4,14-5,52 bar, slik at det strømmet radielt innover gjennom segmentet i en hastighet på 7-15 liter/lineær cm/minutt under oppretthold-else av filtreringen i den motsatte retning. Tilbakevaskingen ble fortsatt i 1 minutt. Utløpet var i form av en roterende arm som roterte med 2 omdr./min.
Det filtrerte vannet ble injisert via en injeksjons-brønn inn i et oljereservoar for å opprettholde trykk og drive olje gjennom produksjonsbrønnene.
Ved 60 timer var det ingen signifikant trykkoppbygning (et stabilt trykk på 48 mbar).
Eksemp_el_3
Som sammenligning ble et lignende element fremstilt av polyesterfibre benyttet til å filtrere Nordsjøvann behandlet på samme måte.
I dette tilfelle ble 72% partikler i 2-2,5 ym-området og 72% partikler i 4-5 ym-området fjernet.
Etter 60 timer hadde trykket til tross for bruk av den samme tilbakevaskingsteknikk som i eksempel 2, bygget seg opp til 1020 mbar, og øket sterkt med tiden. Normalt erstattes elementer ved ca. 350 mbar.
En sammenligning av eksemplene 2 og 3 viser at polyakrylonitril-filterelementet hadde følgende fordeler i forhold til polyesterelementet: 1. Oppbyggingen av trykk over filteret er langsommere. Dette antas å skyldes det faktum at tilbakevasking er mer effektiv for polyakrylonitrilelementet enn for polyesterelementet. Den langsommere trykkoppbygning skyldes ikke at signifikant mindre materiale filtreres ut.
2. Perioden mellom tilbakevasking kan forlenges.
3. Filterelementets brukstid før det må erstattes utvides.
Claims (7)
1. Fremgangsmåte for behandling av sjøvann inneholdende faste urenheter hvor sjøvannet filtreres gjennom et filterelement bestående vesentlig av et stoffmateriale av polyakrylonitrilfibrer, karakterisert ved at det anvendes et filterelement som har form av en ring, og at i det minste noe av de faste urenhetene fjernes fra vannet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at vannstrømmen gjennom filter-3 2
elementet holdes i området 60-120 m /m /time.
3. Tilbakevaskbart filterelement egnet for filtrering av sjøvann bestående vesentlig av et stoffmateriale av polyakrylonitrilfibrer, karakterisert ved at filterelementet har form av en ring, og at fibrenes diameter er i området 10-50^um, og elementets tetthet er i området 0,05-0,50 g/cm<3>.
4. Filterelement ifølge krav 3, karakterisert ved at fibrenes diameter er i området 20-35^,um.
5. Filterelement ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at elementets tetthet er i området 0,10-0,25 g/cm<3>.
6. Filterelement ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav 3-5, karakterisert ved at elementets tykkelse er i området 2-20 mm.
7. Filterelement ifølge hvilket som helst av de fore-gående krav 3-6, karakterisert ved at elementet er blitt fremstilt ved nålestikkeprosessen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8134218 | 1981-11-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO823776L NO823776L (no) | 1983-05-16 |
NO164754B true NO164754B (no) | 1990-08-06 |
NO164754C NO164754C (no) | 1990-11-14 |
Family
ID=10525850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO823776A NO164754C (no) | 1981-11-13 | 1982-11-11 | Fremgangsmaate og filterelement for behandling av sjoevann. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO164754C (no) |
-
1982
- 1982-11-11 NO NO823776A patent/NO164754C/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO823776L (no) | 1983-05-16 |
NO164754C (no) | 1990-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6663778B1 (en) | Process for the treatment of aqueous streams containing inorganics | |
Henthorne et al. | State-of-the-art of reverse osmosis desalination pretreatment | |
Hassan et al. | A demonstration plant based on the new NF—SWRO process | |
Shahalam et al. | Feed water pretreatment in RO systems: unit processes in the Middle East | |
AU2014216191A1 (en) | Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations | |
JP2005313143A (ja) | 船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置 | |
US5076934A (en) | Desalination of brackish water from oil wells | |
US5128042A (en) | Desalination of brackish water or brine from hydrocarbon wells | |
US7464760B2 (en) | Inhibiting reservoir souring using a treated injection water | |
CA2860101A1 (en) | Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations | |
JPS6244918B2 (no) | ||
Bienati et al. | Characterization and performance of different types of hollow fibre membranes in a laboratory-scale MBR for the treatment of industrial wastewater | |
KR101896227B1 (ko) | 해양 심층수 또는 염지하수로부터 고경도의 미네랄 워터를 제조하는 방법 | |
US4902433A (en) | Equipment and method for filtration using a fabric of polyacrylonitrile fibers | |
EP2964361A1 (en) | Filtering methods for fluids and devices for carrying out said methods | |
NO164754B (no) | Fremgangsmaate og filterelement for behandling av sjoevann. | |
GB2109261A (en) | Equipment and method for filtration | |
Lin et al. | Polyvinyl alcohol recovery by ultrafiltration: effects of membrane type and operating conditions | |
Sakai et al. | Role of filamentous algae in a slow sand filter | |
CA1269622A (en) | Process for the treatment of boiler condensate | |
Rahman | Evaluation of filtering efficiency of walnut granules as deep-bed filter media | |
KR20130093216A (ko) | 염수정수장치 | |
CN107540107B (zh) | 炼油汽提净化水的深度除油净化方法 | |
Mälzer et al. | Protection layers for the extension of slow sand filter running times in wastewater reuse | |
GB1564025A (en) | Treating sea water containing inorganic and organic impurities |