NO316918B1 - Fremgangsmate og apparat for behandling av vann til en injeksjonsbronn - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG APPARAT FOR BEHANDLING AV VANN TIL EN INJEK-SJONSBRØNN

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen omhandler en fremgangsmåte og et apparat for behandling av vann som skal injiseres i en undervanns injek-sjonsbrønn, fortrinnsvis i forbindelse med petroleumsutvin-ning. Apparatet er anbrakt i en vannmasse overliggende brøn-nen, for eksempel i sjøen eller i en innsjø, og fortrinnsvis ved bunnen av denne. Vannet som skal injiseres, kan tas fra denne vannmasse, slik at vannet kan bestå av ubehandlet sjø-vann eller av ubehandlet ferskvann. Alternativt kan alt eller deler av vannet bestå av såkalt produsert vann, hvilket er vann som i et separasjonsanlegg er utskilt fra en brønnpro-duksjonsstrøm, og som må transporteres frem til injeksjons-brønnen.

Ved å anvende angjeldende fremgangsmåte og apparat, kan både behandling og innpumping av injeksjonsvann foretas ved hjelp av utstyr anbrakt under vann, eksempelvis på en havbunn, og uten å måtte benytte en overflateinstallasjon forsynt med slikt utstyr.

Oppfinnelsens bakgrunn

For å utvinne råolje fra offshoreinstallasjoner, kreves store investeringer. De største, enkleste og/eller mest produktive petroleumsreservoarer er derfor mest lønnsomme å utvikle og utvinne. Mange mindre, mer kompliserte og/eller mindre produktive reservoarer anses derimot som marginale ettersom de er økonomisk uattraktive, og de blir derfor liggende urørt. Dette er uheldig.

Ved vurdering av et hydrokarbonreservoars økonomiske levedyk-tighet overveies mange faktorer, deriblant den kjente teknikk som er tilgjengelig for utvikling og utvinning av petroleums-forekomsten. Mange marginale reservoarer vurderes som lite kostnadseffektive pga. at den kjente teknikk har utilstrekkelig teknisk funksjon og/eller dårlig teknisk effektivitet og/eller et uakseptabelt teknisk omfang. Nyvinninger på slike tekniske områder kan derimot åpne for lønnsom utvinning av slike marginale hydrokarbonreservoarer, men de kan også øke utvinningsgraden og lønnsomheten for eksisterende produk-sjonsinnretninger.

Kjent teknikk og ulemper med denne

For å unngå store investeringer tilknyttet bygging og instal-lasjon av overflateinnretninger offshore, søker man i stadig større omfang å benytte undervannsplassert produksjonsutstyr, idet produksjonsstrømmen ledes via rørledninger til lands eller til eksisterende, fjerntliggende overflatestrukturer, eksempelvis plattformer. Dette er gunstig i forbindelse med primærutvinning av petroleumsforekomster og kan også bedre lønnsomheten for noen marginale forekomster.

Ved stimulert utvinning av petroleumsforekomster, derimot, benyttes en overflateinnretning, eksempelvis en bunnfast plattform eller en flyteinnretning. En vanlig sekundærutvinningsmetode som øker et petroleumsreservoars produksjonsrate og utvinnbare reserver, er å injisere vann i reservoaret. Injeksjonsvannet pumpes inn i reservoaret ved et trykk som dri-ver ytterligere hydrokarboner ut derfra. En slik vanninjek-sjonsoperasjon er meget kostnadskrevende og egner seg dårlig i forbindelse med marginale forekomster.

Nevnte overflateinnretning er forsynt med egnet utstyr for å behandle ubehandlet vann som suges inn fra vannmassen omkring overflateinnretningen. Overflateinnretningen er også forsynt med egnet utstyr for å pumpe det behandlede vann ned i injek-sjonsbrønnen og ut i petroleumsreservoaret. Injeksjonsvannet kan pumpes ned via et stigerør fra en nærliggende overflateinnretning. Vannet kan også pumpes frå en fjerntliggende overflateinnretning via en undervanns høytrykksinjeksjonsrør-ledning og frem til nevnte undervannsproduksjonsutstyr, som bl.a. omfatter et brønnhode til den aktuelle brønn. Det kan også være aktuelt å benytte pluggkjøringsutstyr i tilknytning til høytrykksinjeksjonsrørledningen.

Nevnte kjente utstyr på overflateinnretningen omfatter typisk følgende utstyr: vannløftepumper, vannfiltreringsutstyr, vannavluftingsutstyr, utstyr for behandling av vannet, lav-trykksboosterpumper, høytrykksinjeksjonspumper og fødepumper for å tilføre diverse kjemikalier i injeksjonsvannet. Kjemikaliene som tilføres injeksjonsvannet på overflateinnretningen, er vanligvis i væskeform, og de tilføres av forskjellige årsaker. Typiske eksempler på generiske vannbehandlingskjemikalier er: - Klor: brukes som et organismeveksthindrende middel i luftholdig vann, og som et filtreringsstimulerende middel; - polyelektrolytter: brukes som et filtreringsstimulerende middel; - jernklorid: brukes som et filtreringsstimulerende middel; - oksygenfjerningsmiddel: brukes til å fjerne oppløst ok-sygen i vannet; - korrosjonsinhibitor: brukes som korrosjonshemménde middel; - avleiringsinhibitor ("scale inhibitor"): brukes som av-leiringshemmende middel, og fortrinnsvis for å hemme av-leiringer i reservoaret; og - biocid: brukes til å drepe bakterier i både luftholdig og luftfattig vann.

Svikt i bakteriedrepingen kan føre til reservoarforsuring, korrosjonsproblemer og gradvis oppbygging av bakterieslim i reservoaret og i brønnen.

Som alternativ eller tillegg til vannbehandling ved hjelp av væskeformige kjemikalier, kan også elektroklorering (med eller uten dosering av kobber-ioner) og/eller UV-sterilisering benyttes. Begge metoder utføres på overflateinnretningen.

Ved elektroklorering anvendes en høyspenningsenhet, en såkalt "celle", for å omdanne en grenstrøm av sjøvann til natrium-hypokloritt-løsning og hydrogen. Hydrogenet ventileres ut, mens hypokloritt-løsningen tilføres injeksjonshovedvannstrøm-men for å hemme organismevekst, men også for å virke som et filtreringsstimulerende middel. I en annen variant brukes en offeranode av kobber i kombinasjon med lavgradsdosering av klor, hvoretter en blanding inneholdende kobber-ioner og hypokloritt tilføres hovedstrømmen av injeksjonsvann.

Ved UV-sterilisering anvendes høyspenningslamper som sender ut bakteriedrepende ultrafiolette stråler (UV-stråler). Injeksjonsvannstrømmen ledes forbi en rekke UV-lamper før den injiseres i reservoaret. Denne teknikk brukes vanligvis i tillegg til injisering av flytende biocid i injeksjonsvannet.

Det er, som nevnt, økonomisk gunstig å benytte undervannsplassert produksjonsutstyr til primærutvinning av petroleumsforekomster. Ved anvendelse av vanninjeksjon som sekundærutvinningsmetode, benyttes derimot en overflateinnretning hvorpå alt vesentlig vannbehandlings- og injeksjonsutstyret er plassert. Prinsipielt ville det derimot være svært gunstig om vannbehandlingen og vanninjeksjonen kunne utføres under vann, hvorved en svært kostnadsdrivende overflateinstallasjon ville overflødiggjøres. En betydelig bedring i lønnsomheten omkring marginale petroleumsforekomster ville derved oppnås, slik at disse kunne bli attraktive utvinningsprospekter. Dette ville også øke lønnsomheten i eksisterende sjøbunnskompletterte produksjonsbrønner, idet ytterligere hydrokarbonvolumer derved kunne drives ut av reservoaret til en overkommelig pris.

I nyere undersøkelser er muligheter for å utføre, behandling og brønninjeksjon av sjøvann under vann, overveid. For å kunne utføre dette, må i hovedsak følgende undervannsplasserte virkemidler anvendes: - Utstyr for behandling av ubehandlet sjøvann; - minst én høytrykksinjeksjonspumpe; - minst én strømtilførselskabel; - minst én kontrolledning;

- eventuelt minst én hjelpeledning; og

- egnet brønnhodeutstyr;

Det meste av dette utstyr plasseres på eller nær en havbunn.

I undersøkelsene er derimot kun to vannbehandlingsmetoder overveid.

Den ene metode består i å anvende elektroklorering og UV-sterilisering for å hemme organismevekst i sjøvannet. Ettersom de nevnte virkemidler ikke behandler vannet mot andre uønskede effekter, deriblant korrosjon og avleiring ("sca-ling"), gir virkemidlene utilstrekkelig behandling av injeksjonsvannet for de fleste injeksjonsbrønner og reservoarer.

Den andre metode består i å tilføre injeksjonsbrønnen flytende kjemikalier via en tilførselsledning, eksempelvis en såkalt navlestreng ("umbilical"), fra en fjerntliggende vertsinnretning på land eller offshore, eksempelvis en plattform. Metoden er derimot dyr, upraktisk og lite fleksibel, ettersom metodens anvendelsesutstrekning bl.a. er begrenset av avstan-den og bunnforholdene mellom vertsinnretningen og nevnte vannbehandlings- <p>g injeksjonsutstyr på havbunnen.

Nevnte to metoder er teknisk ufullstendige, ettersom de ikke bevirker fullgod behandling av injeksjonsvannet og dessuten er upraktiske og kostbare. De erstatter ikke de ovennevnte og kjente injeksjonsvannbehandlingsmetoder som utføres på en overflateinstallasjon, og som tilbyr et helhetlig utvalg av kjemikalier og utstyr til behandling av injeksjonsvannet, deriblant behandling for å hindre reservoarforsuring samt avleiring og tilhørende plugging i injeksjonsbrønnen og/eller i reservoaret.

For øvrig, og med henvisning til spesifikke publikasjoner, beskriver NO 309.829 Bl teknikk for å øke oljeutvinningen fra en produksjonsbrønn ved å injisere produsert vann og/eller gass inn i brønnens reservoar. Oppfinnelsen omhandler bl.a. en separator som fortrinnsvis er plassert på en havbunn i nærheten av nevnte produksjonsbrønn, som produserer en blanding av olje, gass og vann. Blandingens fluidkomponenter at-skilles i separatoren, hvoretter vann og gass sammenblandes som injeksjonsfluid og pumpes ned i en tilknyttet injeksjons-brønn. Oppfinnelsen omhandler ikke ytterligere behandling av injeksjonsvannet.

Videre beskriver publikasjonen "Seawater Injection Experience - an Overview" av Conwell C. McCune i SPE 9630 erfaringer gjort angående behandling og injeksjon av sjøvann i forbindelse med forskjellige underjordiske reservoarer. Injeksjons-og vannbehandlingsutstyr er anbrakt på overflaten på tilknyt-tede plattformer. Sjøvannsbehandlingen inkluderer bl.a. klo-rer ing, oksygenfjerning, tilsetting av korrosjonsinhibitor og partikkelfiltrering, slik som beskrevet ovenfor.

Kombinasjon av tekniske trekk fra NO 309.829 Bl og fra publikasjonen i SPE 9630 frembringer imidlertid ikke de særegne tekniske trekk som fremlegges i den foreliggende oppfinnelse.

Videre omhandler US 6.171.483 Bl en undervannsinjektor forsynt med en filtreringsanordning for å fjerne partikler i ubehandlet innløpsvann før dette injiseres i et reservoar. Ingen ytterligere vannbehandling beskrives.

Dessuten beskriver US 4.848.475 et sjøbunnsplassert, modulba-sert anlegg for produksjon og prosessering av råolje. Anlegget innbefatter bl.a. en separator for å separere olje og gass, og en pumpe for den produserte olje. Anlegget kan også inkludere utstyr for injeksjon av vann, kjemikalier og lignende .

I NO 177.613 C omtales bl.a. en overflatebasert flotasjons-syklon for behandling av vann, og særlig produsert vann for injeksjon i et hydrokarbonreservoar. Syklonen er innrettet til bl.a. å fjerne uønskede gasser, partikler og oljedråper fra produksjonsvannet.

WO 00/33770 Al angår et fjernstyrt system som styrer injeksjon av flytende tilstetningsstoffer eller kjemikalier i en brønn.

US 6.457.522 Bl beskriver et overflatebasert system for å skille produsert vann fra en brønns produksjonsstrøm. Deretter reinjiseres fraskilt, renset vann ned i brønnen ved hjelp av en nedihulls pumpeinnretning.

US 6.183.646 Bl omhandler overflatebasert behandling av vann, eksempelvis sjøvann, med hensyn på å redusere eller forhindre biologisk gjengroing av utstyr eller anlegg, deriblant vann-injeksjonsutstyr og avsaltingsanlegg, som benytter seg av vannet.

NO 312.481 Bl beskriver petroleumsproduksjon fra et flerlate-ralt borehull. Én av hovedborehullets borehullsgrener kan inneholde en lagringsinnretning for lagring av kjemikalier, eksempelvis korrosjonsinhibitor, parafininhibitor og hydrat-inhibitor, som injiseres i produksjonsstrømmen.

Oppfinnelsens formål

Formålet med oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte og et apparat som muliggjør fullgod behandling av injeksjonsvann under vann, hvilket overflødiggjør bruk av en overflateinstallasjon til behandling og injeksjon av vannet. Derved re-duseres også det tekniske omfang og/eller den tekniske komp-leksitet som kjennetegner den kjente teknikk, hvilket vesentlig reduserer nevnte ulemper med denne. Man kan derfor benytte vanninjeksjon som sekundærutvinningsmetode både for marginale petroleumsforekomster og i forbindelse med eksisterende sjøbunnskompletterte produksjonsbrønner, hvilket øker deres utvinningsgrad og lønnsomhet betydelig.

Hvordan formålet oppnås

Formålet oppnås ved de trekk som er angitt i følgende beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I forbindelse med den foreliggende fremgangsmåte og apparat er alt teknisk hovedutstyr til vannbehandling og injeksjon anbrakt under vann, og fortrinnsvis på eller nær den aktuelle sjøbunn. Hovedutstyret kan allikevel være tilknyttet en fjerntliggende vertsinnretning offshore eller på land, idet vertsinnretningen eksempelvis tilfører hovedutstyret driv-kraft, styresignaler, overvåkingssignaler og/eller lignende. Hovedutstyret kan også være tilknyttet forskjellig hjelpeutstyr til bl.a. å utføre servicearbeider på hovedutstyret eller annet brønnutstyr. Dette hjelpeutstyr kan innbefatte utstyrskomponenter som er tilknyttet hovedutstyret, deriblant regulerings- og måleutstyr, ventiler, forbindelsesledninger, tilkoplingsutstyr, eventuelle beskyttelseskonstruksjoner samt filtre og/eller gitre for å skille faststoffpartikler og/eller organismer fra ubehandlet innløpsvann. Slikt hjelpeutstyr kan også omfatte ROV-basert utstyr, hvor et ubemannet og undervannsfartøy ("ROV") utfører det aktuelle servicear-beide ved hjelp av fjernstyring fra et vertsfartøy på overflaten. I sistnevnte tilfelle må det aktuelle vannbehandlings- og injeksjonsutstyr være innrettet for samvirkning med nevnte ROV-baserte utstyr.

Ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte og apparat skal minst ett av følgende kjemikalier kunne tilføres injeksjonsvannet: klor, korrosjonsinhibitor, avleiringsinhibitor og biocid. Andre kjemikalier kan også benyttes, deriblant ett eller flere av de ovennevnte vannbehandlingskjemikalier som ifølge kjent teknikk tilføres fra og på en overflateinnretning. Ifølge oppfinnelsen kan også elektroklorering (med eller uten dosering av kobber-ioner) og/eller UV-sterilisering benyttes som vannbehandlingsmetoder.

Den foreliggende fremgangsmåte og apparat baserer seg på bruk av minst én type kjemikalie som i det alt vesentlige foreligger i fast form før bruk, og som løses opp i vann med tilpasset oppløsningsrate. Når vann bringes i kontakt med minst ett slikt faststoffkjemikalie, løses det minst ene kjemikalie gradvis opp og blander seg.med vannet.

Vannet kan føres kontinuerlig over og forbi det minst ene faststoffkjemikalie, eksempelvis avleiringsinhibitor, hvorpå dette oppløses sakte og gradvis og kontinuerlig tilføres vannet i en liten mengde (lavgradsdose).

Alternativt, eventuelt som et tillegg, kan det minst ene faststoffkjemikalie, eksempelvis biocid, oppløses gradvis og akkumuleres til en høygradsdose i et bestemt volum av vannet. Deretter foretas såkalt sjokkdosering av det minst ene kjemikalie, hvor det helhetlige vannvolum med nevnte høygradsdose hurtig tilføres injeksjonsvannstrømmen. Sjokkdoseringen foretas periodevis, eksempelvis ukentlig, og er spesielt gunstig for dreping av bakterier og bakterieslim som gradvis bygger seg opp i brønnrør og i reservoaret.

Det minst ene faststoffkjemikalies oppløsningsrate i vann tilpasses det aktuelle doseringsbehov og doseringsmønster. Doseringsraten kan tilpasses gjennom hensiktsmessig styring av vannets strømningsrate over og forbi kjemikaliene og/eller ved å innrette kjemikaliene med oppløselighetsegenskaper som er tilpasset den aktuelle doseringsrate (hvorav begge metoder er kjent teknikk).

Kjemikaliene foreligger som minst én faststoffenhet, og de kan foreligge i blokkform og/eller i partikkelform. I partikkelform kan de eksempelvis foreligge som tabletter, piller, granulater og/eller pelleter av egnet størrelse og utforming. Hver faststoffenhet inneholder minst ett vannbehandlingskjemikalie og kan dessuten bestå av minst ett vannoppløselig og vannbehandlingsnøytralt bæremateriale for det minst ene vannbehandlingskjemikalie. Hver faststoffenhet kan derved bestå av en sammensetning av forskjellige typer kjemikaliekorn, hvorav minst ett vannbehandlingskjemikalie og eventuelt også minst ett vannbehandlingsnøytralt kjemikalie som bæremateriale i partikkelen.

Forskjellige typer faststoffenheter kan også sammenblandes, hvor én bestemt enhetstype kan ha sin bestemte kjemikaliesammensetning, mens andre enhetstyper kan ha andre, bestemte kjemikaliesammensetninger. Faststoffenheter av forskjellig størrelse, form og/eller konsentrasjon kan også sammenblandes i ønsket mengde og med ønsket enhetstypefordeling. Det foreligger således ingen begrensning i enhetstypenes kombina-sjonsmuligheter. Faststoffkjemikaliene må dessuten innrettes slik at de i bruksstilling under vann fungerer som tiltenkt ved de aktuelle fysiske og kjemiske forhold, deriblant trykk, temperatur og kjemisk sammensetning i det ubehandlede injeksjons vann.

Derved kan man anvende faststoffenheter som er impregnert med, eller på annen måte er innrettet med, forskjellige kjemikaliekorn av ønsket kjemikaliesammensetning og kjemikalie-konsentrasjon. Et eksempel på dette er pelleter laget fra sintret pulver inneholdende avleiringsinhibitor eller biocid. Kjemikalier i pelletenes ytre sjikt oppløses sakte og sukses-sivt i kontakt med vann, hvorpå kjemikaliene avgis gradvis til injeksjonsvannstrømmen.

Kjemikalieimpregnerte faststoffpartikler anvendes allerede i en relativt ny metode for å hindre avleiring i produksjons-systemet til en produksjonsbrønn. Metoden består i å pumpe kjemikalieimpregnert proppemateriale (såkalt "proppant") via brønnperforeringer og inn i kunstige sprekker i reservoaret under produksjonsbrønnens komplettering. Når reservoarvæsker deretter strømmer ut i brønnen forbi det kjemikalieimpregnerte proppemateriale, vaskes avleiringsinhibitor gradvis ut av proppematerialet og sørger for kjemisk beskyttelse mot avlei-ringer i brønnens produksjonssystem. Metoden anvendes som et alternativ til trykkinjeksjon av avleiringsinhibitor i reservoaret. Nevnte metode er derimot rettet mot produksjon av reservoarvæsker og ikke mot vanninjeksjon.

Det foreliggende apparat omfatter minst én egnet beholder som inneholder nevnte minst ene faststoffkjemikalie for behandling av ubehandlet vann. Apparatet kan derved omfatte en sam-menstilling av slike beholdere, hvor beholderne kan inneholde like og/eller ulike faststoffkjemikalier eller sammensetning-er av slike kjemikalier. Kjemikaliene har dessuten en individuelt tilpasset utforming og sammensetning som er egnet til den aktuelle vannbehandlingssituasjon, jf. ovennevnte eksempler.

Når nevnte apparat omfatter flere beholdere, kan beholderne også tjene forskjellige formål. Noen beholdere kan eksempelvis utgjøre reservebeholdere for kjemikalier. Derved kan vannet ledes fra en tømt kjemikaliebeholder til en tilsvarende full kjemikaliebeholder, slik at den tømte beholder kan byttes ut med en full beholder uten at vanninjeksjonsoperasjonen avbrytes. Én eller flere av beholderne er fortrinnsvis utskiftbare og kan foreligge som utskiftbare kassetter, patroner eller innsatser som innholder minst ett av de aktuelle kjemikalier. Derved kan man anvende ROV-teknikk og et enkelt vertsfartøy til å skifte ut kjemikaliebeholderne når dette er nødvendig.

Én eller flere beholdere i apparatet kan også fungere som ak-kumuler ingsbeholdere for minst én faststoffkjemikalietype, eksempelvis biocid. Slike beholdere brukes til midlertidig oppbevaring av nevnte vannvolum hvori det minst ene fast-stof f kjemikalie løses opp til en høygradsdose som periodevis sjokktilsettes injeksjonsvannstrømmen. Apparatet kan også være forsynt med andre fordelaktige, organismeveksthemmende virkemidler, deriblant elektrokloreringsutstyr (med eller uten dosering av kobber-ioner) og/eller UV-steriliserings-utstyr. Dette utstyr foretar derimot kontinuerlig behandling av injeksjonsvannet, hvilket utgjør et supplement til den pe-riodevise sjokktilsetning av for eksempel biocid i injeksjonsvannet, og som utfyller den organismehemmende behandling av vannet.

Under vannbehandlingen ledes injeksjonsvann gjennom eller midlertidig inn i, minst én av nevnte beholdere i det foreliggende vannbehandlingsapparat. Apparatet kan også besørge behandling av vann for flere injeksjonsbrønner. I så tilfelle må apparatet være forsynt med tilstrekkelig mange beholdere av nevnte type(r) for å kunne behandle vann til samtlige injeksjonsbrønner, eksempelvis et individuelt sammensatt sett av beholdere til hver injeksjonsbrønn samt eventuelt annet vannbehandlingsutstyr. Apparatet er også forsynt med pumpe-og tilknytningsutstyr for hver injeksjonsbrønn.

Ved hjelp av kjent reguleringsteknikk og hjelpeutstyr kan grenstrømmer av injeksjonsvannstrømmen ledes på ønsket måte gjennom vannbehandlingsapparatets beholdere og eventuelt øv-rig vannbehandlingsutstyr. Ved hjelp av dette utstyr kan grenstrømmenes strømningsrater og/eller strømningsbaner, eventuelt også deres strømningsintervaller, styres optimalt. Egnede fjernstyringskabler og/eller krafttilførselskabler kan eventuelt benyttes til disse formål.

Etter behandling ledes vannet videre til brønnens injeksjonspumpeutstyr (hvilket er kjent teknikk). Når vannbehandlings-apparatet besørger vannbehandling for flere injeksjonsbrøn-ner, anvendes også kjent reguleringsteknikk til å styre grenstrømmer av behandlet vann til de aktuelle brønners in-jeks jonspumpeutstyr. Deretter høytrykkspumpes injeksjonsvannet ned i injeksjonsbrønnen og ut i reservoaret. Injeksjons-pumpeutstyret utgjør en del av hovedutstyret og kan, som nevnt, drives og betjenes fjernstyrt. Alternativt kan hovedutstyret tilføres kraft, styringssignaler og lignende fra lo-kale undervannenheter.

Nevnte vannbehandlingsapparat og injeksjonspumpeutstyr kan sammenstilles i én eller flere moduler. Ved anvendelse av flere moduler, kan minst én av disse være løsbart og utbytt-bart tilkoplet øvrige moduler, slik at denne lett kan til-eller frakoples ved hjelp av ROV-teknikk. Den løsbare modul kan eksempelvis inneholde beholdere med faststoffkjemikalier som regelmessig byttes ut ved hjelp av et servicefartøy på overflaten. Hvilken modulløsning som er mest hensiktsmessig, er bl.a. avhengig av antall injeksjonsbrønner som apparatet skal betjene, den/de aktuelle vanninjeksjonsrate(r), vann- og bunnforhold samt den/de type(r) vannbehandling som skal utfø-res. Den minst ene modul senkes ned i vannet og anbringes fortrinnsvis på sjøbunnen, og fortrinnsvis i nærhet av det/de aktuelle brønnhode(r).

Kort omtale av tegningsfiguren

I det etterfølgende vises det til et ikke-begrensende utfø-relseseksempel av den foreliggende oppfinnelsen med tilhøren-de figur, hvor: Figur 1 viser skjematisk et vannbehandlingsapparat ifølge oppfinnelsen, hvor apparatet er anbrakt på en havbunn sammen med pumpeutstyr for injeksjon av behandlet vann i en injek-sjonsbrønn. Figuren viser kun apparatets hovedutstyr, som er svært for-tegnet angående relative dimensjoner, og som er angitt med svært forenklet utforming og detaljrikdom.

Beskrivelse av et utførelseseksempel av oppfinnelsen

Figur 1 viser et vannbehandlingsapparat 10 ifølge oppfinnelsen som er anbrakt i sin bruksstilling på en havbunn 12. Apparatet 10 og en tilhørende injeksjonshøytrykkspumpe 14 er

løsbart tilkoplet et fundament 16 på havbunnen 12. Apparatet 10 er forbundet med høytrykkspumpen 14 via en tilførselsled-ning 15. På sin nedstrøms side er høytrykkspumpen 14 tilkoplet en høytrykksledning 18 som leder frem til et nærliggende injeksjonsbrønnhode (ikke vist på figuren). Utstyret på fundamentet 16 er dessuten tilkoplet nødvendige kabler for til-førsel av kraft, styresignaler og lignende (ikke vist på figuren) .

I dette utførelseseksempel foreligger apparatet 10 som en modul bestående av en utvendig, beskyttende ramme 20 hvori alt vannbehandlingsutstyr er anbrakt. I sin øvre ende er rammen 20 forsynt med løfteører 3 for å løfte eller senke apparatet

10 fra et ikke vist overflatefartøy. I denne ende er rammen 20 også forsynt med en innløpstrakt 24, gjennom hvilken trakt 24 ubehandlet sjøvann 26 suges inn i apparatet 10. Trakten 24 er også tilordnet minst én filtreringsanordning 27, eksempelvis et gitter og/eller et filter, for å skille ut eventuelle organiske og uorganiske partikler i det innløpende, ubehandlede sjøvann 26. Trakten 24 og filtreringsanordningen 27 er derimot vist svært skjematisk i Fig. 1. Etter partikkelfilt-reringen strømmer sjøvannet 26 gjennom det aktuelle vannbehandlingsutstyr i apparatet 10 og videre gjennom tilførsels-ledningen 15 til nevnte høytrykkspumpe 14. Deretter pumper høytrykkspumpen 14 ferdigbehandlet sjøvann 26' videre til in-jeks jonsbrønnen. Vannet 26, 26' sin strømningsretning er angitt med piler på figuren.

I sin nedre ende er rammen 20 forsynt med et koplingsstykke 28 som er innrettet til å kunne koples løsbart til et samvir-kende koplingsstykke 28' på en sokkel 29 som er festet til fundamentet 16. Derved kan apparatet 10 lett koples til eller fra fundamentet 16.

I dette utførelseseksempel kan sjøvannet 26 ledes gjennom tre suksessive vannbehandlingsnivåer 30, 31, 32 i apparatet 10, idet vannet 26 ledes gjennom egnede ledninger 34 som forbin-der vannbehandlingsutstyr på de forskjellige nivåer 30, 31,

32 i apparatet 10. Dette ledningsnettverk er også forsynt med egnede ventiler 36 for hensiktsmessig styring av grenstrømmer av sjøvannet 26 til det aktuelle vannbehandlingsutstyr. Ven-tilene 36 styres ved hjelp av egnede og ikke viste regule-ringsanordninger.

På det første og mest oppstrøms vannbehandlingsnivå 30 er det anbrakt to beholdere i form av utskiftbare kassetter 38, 40 som hver inneholder biocid-pelleter 42. Kassett 40 er en re-servekassett som benyttes etter at kassett 38 er tom. Hver kassett 38, 40 fungerer også som en akkumuleringsbeholder hvori et bestemt volum med ubehandlet sjøvann 26 ledes inn og gradvis oppløser biocid-pelletene i denne. Den oppløste og akkumulerte høygradsdose av biocid sjokkdoseres periodevis inn i injeksjonsvannstrømmen. I perioder mellom sjokkdose-ringene strømmer ubehandlet sjøvann 26 utenom kassettene 38, 40 via en omføringsledning 44 forsynt med en ventil 36' som holdes stengt under sjokkdoseringen med biocid, og som styres av en egnet reguleringsanordning. Ventiler 36 umiddelbart oppstrøms og nedstrøms av den aktuelle kassett 38, 40, holdes derimot åpne.

På det andre og midtre vannbehandlingsnivå 31 er det anbrakt tre utskiftbare kassetter 46, 48, 50 som inneholder henholds-vis pelletert klor 52, pelletert korrosjonsinhibitor 54 og pelletert avleiringsinhibitor 56. Sjøvann 26 føres kontinuerlig over og forbi hvert av disse faststoffkjemikalier og opp-løser disse sakte og gradvis. Derved tilføres vannet 26 kontinuerlig en lavgradsdose av det aktuelle kjemikalie.

På det tredje og mest nedstrøms vannbehandlingsnivå 32 foretas kontinuerlig UV-sterilisering og elektroklorering av sjø-vannet 26. Vannet 26 ledes bl.a. gjennom to beholdere 58, 60 inneholdende UV-lamper 62 som sender ut bakteriedrepende ultrafiolette stråler. En tredje beholder 64 innholder en høy-spenningscelle 66 som omdanner sjøvann 26 til bl.a. natrium-hypokloritt, som er organismeveksthemmende, og som tilføres injeksjonsvannstrømmen. Disse beholdere 58, 60, 64 kan også være utskiftbare, eksempelvis for å kunne vedlikeholde én eller flere av disse, og de kan også foreligge i et hvilket som helst ønsket antall i apparatet 10. Dessuten kan beholdere 58, 60, 64 like gjerne være stasjonære, og de kan vedlikehol-des ved at hele apparatet 10 frigjøres fra fundamentet 16 og heises opp til overflaten.

Vannbehandlingsutstyr i apparatet 10 kan også arrangeres i forskjellig rekkefølge, med forskjellig utstyrmengde og eventuelt med ytterligere annet utstyr enn det som er angitt i dette utførelseseksempel.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for behandling av ubehandlet injeksjonsvann (26) til en undervanns injeksjonsbrønn, idet injeksjonsvannet (26) kan være vann fra en vannmasse overliggende brønnen og/eller produsert vann fra en brønnproduksjons-strøm, hvor fremgangsmåten benytter seg av et apparat (10) og et tilknyttet vanninjeksjonspumpeutstyr som senkes ned i nevnte vannmasse og tilknyttes injeksjonsbrøn-nen for bruk under vann, og hvor vannbehandlingsutstyr i apparatet (10) er sammenstilt i minst én modul (20), idet den minst ene modul (20) inneholder minst én beholder (38, 40, 46, 48, 50) og et dertil tilknyttet ledningsnettverk (34, 44) med tilhørende ventiler (36, 36') hvorigjennom vannet (26) kan strømme under vanninjeksjonen, karakterisert ved at fremgangsmåten også omhandler følgende trinn: - den minst ene beholder (38, 40, 46, 48, 50) forsynes med minst én type vannoppløselig faststoffkjemikalie; - vannet (26) bringes i kontakt med det minst ene fast-stof fkjemikalie, slik at dette gradvis oppløses og sammenblandes med vannet (26), og - ferdigbehandlet vann (26') ledes inn i en injeksjons-strøm til injeksjonsbrønnen og til et tilhørende reservoar.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den minst ene beholder (38, 40, 46, 48, 50) forsynes med minst én faststoffenhet av det minst ene kjemikalie.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den minst ene beholder (38, 40, 46, 48, 50) forsynes med minst én faststoffkjemikalieenhet med minst én av følgende utforminger: blokk, tablett, pille, granulat og pellet (42, 52, 54, 56).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den minst ene beholder (38, 40, 46, 48, 50) forsynes med minst én av følgende typer fast-stof f kjemikalier : - klor; - polyelektrolytter; - jernklorid; - oksygenfjerningsmiddel; - korrosjonsinhibitor; - avleiringsinhibitor; eller - biocid.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at én eller flere beholdere (38, 40, 46, 48, 50) innrettes som utskiftbare beholdere (38, 40, 46, 48, 50).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at én eller flere beholdere (38, 40, 46, 48, 50) innrettes som utskiftbare kassetter, patroner eller innsatser.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at én eller flere beholdere (46, 48, 50) innrettes for kontinuerlig strømning av vannet (26) over og forbi det minst ene kjemikalie deri.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at én eller flere beholdere (38, 40) innrettes for periodevis sjokkdosering av det minst ene kjemikalie deri.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at apparatet (10) via nevnte ledningsnettverk (34, 44) og tilhørende ventiler (36, 36') også tilknyttes minst én UV-steriliseringsbeholder (58, 60) hvori minst én UV-lampe (62) er anbrakt for bakteriedreping i vann (26) som strømmer derigjennom.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 9, karakterisert ved at apparatet (10) via nevnte ledningsnettverk (34, 44) og tilhørende ventiler (36, 36') også tilknyttes minst én elektrokloreringsbeholder (64) hvori en høyspenningscelle (66) er anbrakt for å hemme organismevekst i vann (26) som strømmer derigjennom, idet elektroklorering kan foretas med eller uten dosering av kobber-ioner.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at apparatet (10) innrettes løsbart til et fundament (16) på en sjøbunn (12) i nærhet av undervannsbrøn-nen.

12. Apparat (10) for behandling av ubehandlet injeksjonsvann (26) til en undervanns injeksjonsbrønn, idet injeksjonsvannet (26) kan være vann fra en vannmasse overliggende brønnen og/eller produsert vann fra en brønnproduksjons-strøm, hvor apparatet (10) og et dertil tilkoplet vanninjeksjonspumpeutstyr i bruksstilling er anbrakt under vann i nevnte vannmasse og i tilknytning til injeksjonsbrøn-nen, og hvor vannbehandlingsutstyr i apparatet (10) er sammenstilt i minst én modul (20), idet den minst ene modul (20) inneholder minst én beholder (38, 40, 46, 48, 50) og et dertil tilknyttet ledningsnettverk (34, 44) med tilhørende ventiler (36, 36') hvorigjennom vannet (26) kan strømme under vanninjeksjonen, karakterisert ved at den minst ene beholder (38, 40, 46, 48, 50) inneholder minst én type vannoppløselig fast-stof f kjemikalie til behandling av vannet (26), idet det minst ene kjemikalie ved kontakt med vannet (26) gradvis oppløses og blander seg med vannet (26), hvorpå ferdigbehandlet vann (26') kan pumpes inn i injeksjonsbrønnen og i et tilhørende reservoar.

13. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at det minst ene kjemikalie foreligger som minst én faststoffenhet.

14. Apparat (10) ifølge krav 13, karakterisert ved at det minst ene faststoffkjemikalie foreligger med minst én av følgende utforminger: blokk, tablett, pille, granulat og pellet (42, 52, 54, 56).

15. Apparat (10) ifølge krav 12, 13 eller 14, karakterisert ved at faststoffkjemikaliet er minst én av følgende kjemikalietyper: - klor; - polyelektrolytter; - jernklorid; - oksygenfjerningsmiddel; - korrosjonsinhibitor; - avleiringsinhibitor; eller - biocid.

16. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert" ved at én eller flere beholdere (38, 40, 46, 48, 50) er utskiftbare.

17. Apparat (10) ifølge krav 16, karakterisert ved at én eller flere beholdere (38, 40, 46, 48, 50) er utskiftbare kassetter, patroner eller innsatser.

18. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at én eller flere beholdere (46, 48, 50) er innrettet for kontinuerlig strømning av vannet (26) over og forbi det minst ene kjemikalie deri.

19. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at én eller flere beholdere (38, 40) er innrettet for periodevis sjokkdosering av det minst ene kjemikalie deri.

20. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at apparatet (10) via nevnte ledningsnettverk (34, 44) og tilhørende ventiler (36, 36') også er tilknyttet minst én UV-steriliseringsbeholder (58, 60) hvori minst én OV-lampe (62) er anbrakt for bakteriedreping i vann (26) som strømmer derigjennom.

21. Apparat (10) ifølge krav 12 eller 20, karakterisert ved at apparatet (10) via nevnte ledningsnettverk (34, 44) og tilhørende ventiler (36, 36') også er tilknyttet minst én elektrokloreringsbeholder (64) hvori en høyspenningscelle (66) er anbrakt for å hemme organismevekst i vann (26) som strømmer derigjennom, idet elektroklorering kan foretas med eller uten dosering av kobber-ioner.

22. Apparat (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at apparatet (10) er koplet løsbart til et fundament (16) på en sjøbunn (12) i nærhet av undervannsbrøn-nen.