RU2014283C1 - Method for production of hot water from highly saline waters - Google Patents
Method for production of hot water from highly saline watersInfo
- Publication number
- RU2014283C1 RU2014283C1 SU914928396A SU4928396A RU2014283C1 RU 2014283 C1 RU2014283 C1 RU 2014283C1 SU 914928396 A SU914928396 A SU 914928396A SU 4928396 A SU4928396 A SU 4928396A RU 2014283 C1 RU2014283 C1 RU 2014283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- steam
- stream
- fed
- deaeration
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке воды, в частности к подготовке горячей воды из высокоминерализованных вод для термического воздействия на нефтяной пласт для повышения нефтеотдачи. The invention relates to water treatment, in particular to the preparation of hot water from highly saline waters for thermal treatment of an oil reservoir to enhance oil recovery.
Известен способ получения горячей воды из морской для закачки в нефтяной пласт, включающий нагрев ее в выпарных аппаратах с вынесенной зоной кипения до 100оС с предотвращением накипеобразования с помощью меловой "затравки" (1).A method of producing hot water from sea water for injection into the oil reservoir, comprising heating it in evaporators with external boiling zone to 100 ° C with preventing scale formation via chalky "primer" (1).
Недостатками способа являются его нестабильность за счет контактного подогрева воды и повышения ее коррозионной активности. The disadvantages of the method are its instability due to contact heating of water and increase its corrosion activity.
Известен также способ умягчения воды, используемый для нагрева минерализованных вод перед закачкой в нефтяные пласты с целью повышения нефтеотдачи, включающий подогрев исходной воды до температуры 25-40оС, смешивание с известью, осаждение бикарбонатов, отделение осадка, магнитную обработку, нагрев и разделение на два потока, один из которых подвергают натрий-катионированию, деаэрации и упариванию, смешивание полученного пара с другим потоком воды и сточными водами натрий-катионитных фильтров, термоумягчение с отделением от осадка умягченной воды и отделение газов, подпитку парогенератора, вырабатывающего пар с давлением на 0,2-0,3 МПа выше, чем давление насыщения в термоумягчителе, продувку парогенератора и регенерацию ею натрий-катионитных фильтров, после предварительного охлаждения в расширителе и теплообменнике подачу нагретой термоумягченной воды в скважину (2).Another known method of softening water to be used for heating the saline water before injection into the oil reservoir to increase oil recovery comprising heating the untreated water to a temperature of 25-40 ° C, mixing with lime precipitation bicarbonate, separating the precipitate, magnetic treatment, heating and separation into two streams, one of which is subjected to sodium cationization, deaeration and evaporation, mixing the resulting steam with another stream of water and wastewater of sodium cationite filters, thermal softening with separation from the sediment softening water and gas separation, replenishment of a steam generator generating steam with a pressure of 0.2-0.3 MPa higher than the saturation pressure in the heat softener, blowing the steam generator and regeneration of sodium-cation exchange filters by it, after pre-cooling in the expander and heat exchanger, the supply of heated thermally softened water into the well (2).
Недостатками известного способа являются: питание парогенератора хотя и глубокоумягченной, но высокоминерализованной водой, ненадежная работа термоумягчителя, связанная с нарушением гидродинамики двухфазного потока и образованием нерастворимых отложений на стенках термоумягчителя, конструктивная сложность термоумягчителя при повышении температуры воды свыше 180оС и давления более 0,6 МПа.The disadvantages of this method are: although the power of the steam generator and glubokoumyagchennoy but highly mineralized water, unreliable operation termoumyagchitelya connected with the violation of the two-phase flow hydrodynamics and form insoluble deposits on the walls termoumyagchitelya, constructive complexity termoumyagchitelya at higher water temperatures above 180 ° C and a pressure of more than 0.6 MPa
Наиболее близким к предложенному является способ подготовки питательной воды из высокоминерализованных вод, включающий механическое осветление исходной воды от взвешенных частиц, ионитную обработку, рекуперативный подогрев воды, испарение с образованием пара и концентрата с продувочной водой, подачу концентрата солей продувочной воды на регенерацию ионита и пара - в нефтяной пласт (3). Closest to the proposed method is the preparation of feed water from highly saline water, including mechanical clarification of the source water from suspended particles, ion treatment, regenerative heating of water, evaporation to form steam and concentrate with purge water, supply of a concentrate of salts of purge water for the regeneration of ion exchanger and steam - into the oil reservoir (3).
Недостатком известного способа является относительно высокая стоимость процесса и низкая надежность. The disadvantage of this method is the relatively high cost of the process and low reliability.
Сравнительный анализ предложенного технического решения с прототипом позволил установить соответствие первого критерию "новизна". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with the first criterion of "novelty."
Изучение других технических решений показало, что предложенный способ соответствует критерию "существенные отличия". The study of other technical solutions showed that the proposed method meets the criterion of "significant differences".
Цель изобретения - повышение надежности и снижение стоимости процесса. The purpose of the invention is to increase reliability and reduce the cost of the process.
На чертеже представлена схема подготовки горячей воды из высокоминерализованных вод для реализации предложенного способа. The drawing shows a diagram of the preparation of hot water from highly saline water to implement the proposed method.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Исходную воду 1 подогревают в водоводяном 2 и пароводяном 3 рекуперативных подогревателях до температуры 30-35оС и подвергают очистке от механических примесей и органических загрязнителей на предочистке 4 и глубокому умягчению на основной химводоочистке 5. Глубокоумягченную воду 6 подогревают в пароводяных рекуперативных подогревателях 7 и 8 до температуры, требуемой для деаэрации воды, и подают в деаэратор 9. Поток деаэрированной воды 10 после перекачивания насосом 11 разделяют на две части в соотношении 1: 0,05-11. Первую часть 12 направляют на деминерализацию (опреснение) в многокорпусную термоопреснительную установку 13. Деминерализованную воду потоком 14 подают в дополнительный деаэратор 15 контура парогенератора 16. Избыток деминерализованной воды (часть 17) смешивают со второй частью 18 глубокоумягченной воды в смесителе 19 и при помощи насоса 20 смешанный поток прокачивают последовательно через пароводяные рекуперативные подогреватели 21 и 22, в которых ее нагревают до температуры 100-275оС , и нагнетают в пласт (поток 23).The feed water heated in the water-
Для нагрева воды используют пар, получаемый в парогегенераторе 16. Деминерализованную воду из деаэратора 15 при помощи насоса 24 подают в парогенератор 16, а полученный острый пар 25 с давлением до 2 МПа подают тремя потоками соответственно на подогреватель 22, в пароструйный компрессор 33 и на дроссельное устройство 26, смешивают два последних потока с образованием потока 27 редуцированного пара с пониженным до 0,6 МПа давлением, который подают на деаэратор 15, подогреватели 21 и 8 и термоопреснительную установку 13. Конденсат греющего пара из подогревателей 8,21 и 22 и с термоопреснительной установки 13 сбрасывают потоком 28 в деаэратор. Вторичный пар из последней ступени термоопреснительной установки с давлением выше атмосферного разделяют на три потока. Первые два (поток 30) подают на подогреватели 3 и 7 и в деаэратор 9, конденсат 32 из этих аппаратов отводят в смеситель 19, а третий поток 31 сжимают в компрессоре 33 до давления потока редуцированного пара острым паром от парогенератора. Концентрат 34 термоопреснительной установки пропускают через подогреватель 2, в котором его температуру снижают до 30-40оС, и направляют на регенерацию фильтров химводоочистки 5, а отработанные растворы 35 сбрасывают в дренаж.For heating the water, the steam obtained in the
П р и м е р осуществления способа при оптимальных параметрах. Example of the method with optimal parameters.
На установке для приготовления 150 т/ч горячей воды с температурой 200оС используют пластовую высокоминерализованную воду следующего состава, мг-экв/кг: Na+ = =361; Ca2+ = 47; Mg2+ = 23; Cl- = 423; SO4 2- = =0,7; HCO3 - = 8,3. Общее солесодержание 19 г/кг. начальная температура 10оС.The plant for the preparation of 150 t / h of hot water with a temperature of 200 ° C using water of highly Plast following composition, meq / kg: Na + = = 361; Ca 2+ = 47; Mg 2+ = 23; Cl - = 423; SO 4 2- = 0.7; HCO 3 - = 8.3. Total salinity 19 g / kg. initial temperature 10 o C.
Исходную воду с расходом 202 т/ч подогревают до температуры 30-35оС для улучшения процессов обработки воды, но не более, из-за опасности накипи на теплообменной поверхности подогревателя. На предочистке воду осветляют, добавляя коагулянт, осветленную воду подвергают глубокому умягчению на натрий-катионитных фильтрах (до остаточной жесткости 0,05 мг-экв/л), затем подогревают до температуры 95-98оС и с расходом 168 т/ч подают в деаэратор. В деаэраторе атмосферного типа глубокоумягченную воду нагревают до 104оС и деаэрируют. Затем поток разделяют в соотношении 1:1,2. Часть потока деаэрированной воды с расходом 76,3 т/ч подают на пятиступенчатую установку "мгновенного" вскипания, а остальной поток глубокоумягченной деаэрированной воды смешивают с деминерализованной водой, получаемой с термоопреснительной установки, и конденсатом от теплообменников в количестве 57,6 т/ч. Смешанный поток с общей минерализацией 11-12 г/кг и расходом 150 т/ч подогревают до температуры 147оС редуцированным паром с температурой 160оС, затем - до температуры 200оС острым паром с температурой 208оС и закачивают в скважину. На подогрев глубокоумягченной воды до температуры, требуемой для ее деаэрации подают до 9 т/ч редуцированного пара с температурой 160оС, 0,07 т/ч этого пара подают на деаэрацию воды контура парогенератора и 29 т/ч - на термоопреснительную установку. Общий расход пара составляет 70,6 т/ч. Упаренный раствор "мягких" солей с концентрацией ионов натрия до 110 г/кг в количестве 17 т/ч подают на фильтры химводоочистки для регенерации катионита. Отработанный раствор сбрасывают в дренаж.The initial water flow rate 202 ton / hr preheated to a temperature of 30-35 ° C to increase the water treatment processes, but no more, because of the danger of scale on the heat transfer surface of the heater. At pretreatment clarified water, adding a coagulant, the clarified water is subjected to deep softening sodium cation unit (to a residual hardness of 0.05 meq / l), then heated to a temperature of 95-98 ° C and a flow rate of 168 ton / h is fed into the deaerator. The deaerator atmospheric type glubokoumyagchennuyu water heated to 104 ° C and deaerated. Then the stream is divided in a ratio of 1: 1.2. A part of the deaerated water stream with a flow rate of 76.3 t / h is fed to a five-stage “instant” boiling unit, and the remaining stream of deep-softened deaerated water is mixed with demineralized water obtained from the desalination plant and 57.6 t / h condensate from heat exchangers. The mixed flow with a total salinity of 11-12 g / kg and a flow rate of 150 ton / hr preheated to a temperature of 147 ° C reduced steam with a temperature of 160 ° C, then - to a temperature of 200 ° C with steaming temperature of 208 ° C and pumped into the well. Glubokoumyagchennoy for heating water to the temperature required for its deaeration is fed up to 9 t / h of steam with a reduced temperature of 160 ° C, 0.07 ton / hr of this steam is fed to the deaeration of the water circuit of the steam generator and 29 t / h - on termoopresnitelnuyu installation. The total steam consumption is 70.6 t / h. One stripped off solution of “soft” salts with a concentration of sodium ions up to 110 g / kg in an amount of 17 t / h is fed to chemical water filters for the regeneration of cation exchange resin. The spent solution is discharged into the drainage.
П р и м е р ы осуществления способа при крайних значениях параметров:
для высокоминерализованной воды следующего состава, мг-экв/л:
Na+ = 170; Ca2+ = 53; Mg2+ = 27; Cl- = 241; SO4 2- = 0,5; HCO3 -= 8,5 и общим солесодержанием 10 г/кг расход исходной воды составляет 200 т/ч. После предварительной обработки, аналогично ранее приведенному примеру, поток деаэрированной воды, имеющий общий расход 168,5 т/ч. разделяют на два потока в соотношении 1:0,05. Первый поток с расходом 159,3 т/ч подают на термоопреснительную установку, а остальной поток глубокоумягченной деаэрированной воды смешивают с деминерализованной водой и конденсатом. Смешанный поток с расходом 150 т/ч общей минерализацией 0,6-0,8 г/кг подогревают последовательно сначала паром с давлением до 0,6 МПа, а затем острым паром до температуры 200оС и закачивают в скважины. Общий расход пара - 70,6 т/ч. Расход продувочной воды термоопреснительной установки, используемой в качестве регенерационного раствора на химводоочистке, составляет 16 т/ч с концентрацией 110 г/кг.EXAMPLES of the implementation of the method with extreme values of the parameters:
for highly saline water of the following composition, mEq / l:
Na + = 170; Ca 2+ = 53; Mg 2+ = 27; Cl - = 241; SO 4 2- = 0.5; HCO 3 - = 8.5 and a total salinity of 10 g / kg, the flow rate of the source water is 200 t / h. After pretreatment, similarly to the previous example, a deaerated water stream having a total flow rate of 168.5 t / h. divided into two streams in a ratio of 1: 0.05. The first stream with a flow rate of 159.3 t / h is fed to a desalination plant, and the remaining stream of deeply softened deaerated water is mixed with demineralized water and condensate. The mixed stream at a rate of 150 t / h total mineralization 0.6-0.8 g / kg is heated sequentially by first steaming pressure up to 0.6 MPa, and then steamed to a temperature of 200 ° C and pumped into the well. The total steam consumption is 70.6 t / h. The flow rate of purge water of a desalination plant used as a regeneration solution in chemical water treatment is 16 t / h with a concentration of 110 g / kg.
Для высокоминерализованной воды состава, мг-экв/л: Na+ = 680; Ca2+ = 13; Mg2+ = =7; Cl- = 690; SO4 2- = 2,8; HCO3 - = 7,2, и общим солесодержанием 30 г/кг расход исходной воды составляет 185.3 т/ч. После подогрева, фильтрации, умягчения и деаэрации. поток с расходом 156 т/ч разделяют на две части в соотношении 1:11. Первый поток с расходом 13,2 т/ч подают на термоопреснительную установку, а остальной поток глубокоумягченной деаэрированной воды смешивают с опресненной водой. Смешанный поток с расходом 150 т/ч и общей минерализацией 28-29 г/кг подогревают последовательно дросселированным до 0,6 МПА, а затем острым паром до температуры 200оС и закачивают в скважину. Общий расход пара составляет 70,6 т/ч. Расход продувочной воды термоопреснительной установки, используемой в качестве регенерационного раствора на химводоочистке, составляет 3,69 т/ч с концентрацией 110 г/кг.For highly mineralized water composition, mEq / L: Na + = 680; Ca 2+ = 13; Mg 2+ = = 7; Cl - = 690; SO 4 2- = 2.8; HCO 3 - = 7.2, and with a total salinity of 30 g / kg, the flow rate of the source water is 185.3 t / h. After heating, filtering, softening and deaeration. a stream with a flow rate of 156 t / h is divided into two parts in a ratio of 1:11. The first stream with a flow rate of 13.2 t / h is fed to a desalination plant, and the remaining stream of deeply softened deaerated water is mixed with desalinated water. The mixed stream at a rate of 150 t / h and total mineralization 28-29 g / kg is heated successively throttled to 0.6 MPa, and then steamed to a temperature of 200 ° C and pumped into the well. The total steam consumption is 70.6 t / h. The flow rate of purge water of a desalination plant used as a regeneration solution in chemical water treatment is 3.69 t / h with a concentration of 110 g / kg.
Изобретение позволяет получать горячую воду с температурой 100-275оС из минерализованных вод с солесодержанием до 30 г/кг.The invention allows to obtain hot water having a temperature of 100-275 ° C with salt content of saline water to 30 g / kg.
Экономичная работа блока химводоочистки обеспечивается тем, что для регенерации катионита используется продувка термоопреснительной установки и не требуется затрат на привозную соль. The economical operation of the chemical water treatment unit is ensured by the fact that for the regeneration of cation exchange resin a purge desalination plant is used and the cost of imported salt is not required.
Требуемая глубина умягчения воды (до остаточной жесткости 0,05 мг-экв/кг) обусловлена ступенчато-противоточным натрий-катионированием при шестикратном избытке регенерационного раствора. The required water softening depth (to a residual hardness of 0.05 mEq / kg) is due to stepwise countercurrent sodium cationization with a six-fold excess of the regeneration solution.
Производительность термоопреснительной установки определяется потребностью блока химводоочистки в регенерационном растворе (концентрате), которая будет зависеть от относительной жесткости минерализованной воды, т.е. от отношения концентрации ионов кальция и магния к концентрации ионов натрия. The performance of the thermal desalination plant is determined by the need for the chemical water treatment unit in the regeneration solution (concentrate), which will depend on the relative hardness of the saline water, i.e. from the ratio of the concentration of calcium and magnesium ions to the concentration of sodium ions.
Часть опресненной воды, вырабатываемой термоопреснительной установкой, используют для подпитки парогенератора, обеспечивая тем самым безнакипный режим его работы. Part of the desalinated water produced by the desalination plant is used to feed the steam generator, thereby ensuring a non-scale mode of operation.
Смешивание избытка деминерализованной (опресненной) воды с глубокоумягченной водой позволяет снизить общую минерализацию воды. Mixing excess demineralized (desalinated) water with deeply softened water can reduce the overall salinity of the water.
Последовательный нагрев в рекуперативных пароводяных подогревателях сначала редуцированным до 0,6 МПа, а затем острым паром позволяет снизить капитальные затраты, т.к. предварительный нагрев при пониженных параметрах пара позволяет снизить металлоемкость подогревателей. Sequential heating in recuperative steam-water heaters, first reduced to 0.6 MPa, and then with hot steam, reduces capital costs, because preheating with reduced steam parameters reduces the metal consumption of heaters.
Дросселирование пара до давления 0,6 МПа обусловлено тем, что при таком давлении приведенные затраты по термоопреснению минимальны. Throttling of steam to a pressure of 0.6 MPa is due to the fact that at this pressure the reduced costs for desalination are minimal.
Давление пара последней ступени термоопреснительной установки устанавливают выше атмосферного и теплоту этого пара используют для подогрева исходной воды, чтобы предотвратить сброс тепла в окружающую среду и исключить необходимость применения вакуумных аппаратов термоопреснительной установки. The vapor pressure of the last stage of the desalination plant is set above atmospheric and the heat of this steam is used to heat the source water in order to prevent heat loss to the environment and eliminate the need for vacuum devices of the desalination plant.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914928396A RU2014283C1 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Method for production of hot water from highly saline waters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914928396A RU2014283C1 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Method for production of hot water from highly saline waters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014283C1 true RU2014283C1 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=21570269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914928396A RU2014283C1 (en) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | Method for production of hot water from highly saline waters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2014283C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506233C2 (en) * | 2012-06-28 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Installation for preparation of desalinated water for synthesis-gas production |
-
1991
- 1991-04-15 RU SU914928396A patent/RU2014283C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506233C2 (en) * | 2012-06-28 | 2014-02-10 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Installation for preparation of desalinated water for synthesis-gas production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4434057A (en) | Water purification utilizing plural semipermeable membrane stages | |
US6998053B2 (en) | Water desalination process using ion selective membranes | |
US7591309B2 (en) | Method for production of high pressure steam from produced water | |
EP1206414B1 (en) | A salt water desalination process using ion selective membranes | |
US10577269B1 (en) | De-scaling: The critical key to effective desalination | |
US5346592A (en) | Combined water purification and power of generating plant | |
CN101928088B (en) | Method for treating reverse osmosis concentrated water of petrochemical enterprises | |
CN107265734B (en) | Reverse osmosis concentrated seawater treatment system and method | |
US3410796A (en) | Process for treatment of saline waters | |
CA2502643A1 (en) | Method and apparatus for high efficiency evaporation operation | |
CN109231632A (en) | The processing method and system of a kind of highly mineralized mine water reuse and resource utilization | |
CN101139119A (en) | Machine for desalination of sea water by using pressure gas flash evaporation method | |
Čuda et al. | Reverse osmosis in water treatment for boilers | |
CN107311381A (en) | A kind of reverse osmosis concentrated seawater comprehensive utilizing method and system | |
CN112110591A (en) | High-carbonate mine water zero-discharge treatment method and system | |
WO2015187456A1 (en) | Oil recovery process including enhanced softening of produced water | |
CN112047553A (en) | PTA high-salinity wastewater treatment, reuse and zero-discharge system and method | |
US3951752A (en) | Method and apparatus for converting saline water to fresh water | |
CN104671607B (en) | A kind of system and method for thick-oil waste water treatment for reuse station boiler | |
US20140251806A1 (en) | Water treatment arrangement for steam-assisted oil production operation | |
RU2014283C1 (en) | Method for production of hot water from highly saline waters | |
CN111550762A (en) | Quality-based water supply and steam injection dryness improving system and method for heavy oil steam injection boiler | |
CN108483710B (en) | Comprehensive seawater utilization method and system | |
RU1807003C (en) | Method for preparation of feed water from highly- mineralized waters | |
JPH0790220B2 (en) | Boiler feedwater treatment method and boiler feedwater treatment device |