包括處理來(lái)自陶瓷膜的滲透物以提高原油采收率的采油方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采油(oil recovery)方法，更特別涉及利用陶瓷膜的采油和相關(guān)處理方法。
[0002]發(fā)明背景
大部分已經(jīng)探明的石油儲(chǔ)量被束縛在地層中，需要強(qiáng)化采油(EOR)技術(shù)來(lái)有效和高效地提取。此類(lèi)儲(chǔ)量存在于此前尚未開(kāi)發(fā)的油田中，以及其中傳統(tǒng)石油采收已經(jīng)達(dá)到實(shí)際極限的油田中。EOR技術(shù)尤其是蒸汽驅(qū)動(dòng)的驅(qū)除，其典型是所謂的蒸汽輔助重力泄油(SA⑶)技術(shù)，以及非蒸汽驅(qū)動(dòng)的方法。非蒸汽驅(qū)動(dòng)的方法包括注水法以便通過(guò)向地層中注入大量水來(lái)從含油地層中沖洗原油并從頂側(cè)(topside)提取所得油水混合物用于加工。通常，即使在此類(lèi)EOR技術(shù)如注水法已經(jīng)用于油田之后，在地層中仍保留原油地質(zhì)儲(chǔ)量(OOIP)的至少 40% ο
[0003]化學(xué)驅(qū)油，另一種非蒸汽驅(qū)動(dòng)技術(shù)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可用于在其它技術(shù)已經(jīng)達(dá)到其實(shí)際極限后提取額外的油以及用于一些未開(kāi)采油田。實(shí)際極限通常基于有限的水供應(yīng)。雖然化學(xué)驅(qū)油利用水，化學(xué)處理減少了水需求，同時(shí)提高了原油采收率。用于此類(lèi)處理的化學(xué)品包括聚合物、表面活性劑和堿(alkali)。雖然這些化學(xué)品可以單獨(dú)在水溶液中使用，在水溶液中組合使用它們方面已經(jīng)開(kāi)發(fā)了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)。此類(lèi)組合處理有時(shí)稱(chēng)為堿-表面活性劑-聚合物(ASP)處理或有時(shí)稱(chēng)為堿-聚合物(AP)處理。對(duì)于某些油田，此類(lèi)處理已經(jīng)觀察到導(dǎo)致地層中OOIP的額外的15%至30%的提取。
[0004]對(duì)從化學(xué)驅(qū)油的地層中提取的油-水混合物進(jìn)行處理以便從油-水混合物中分離油，產(chǎn)生油產(chǎn)品料流和采出水料流。如同在其它水基EOR方法中那樣，重復(fù)利用采出水是合意的。但是，采出水中的總懸浮固體(TSS)、硬度物(hardness )和其它結(jié)垢物以及殘油和油脂在回收水方面提出了挑戰(zhàn)?；A(chǔ)設(shè)施的結(jié)垢和井孔堵塞問(wèn)題使得有利的是在重新利用該水之前從采出水中有效地除去TSS (通常合意地至低于I微米的尺寸)、硬度物和其它結(jié)垢物，以及殘油和油脂。在處理EOR采出水中的特殊挑戰(zhàn)是大量油污染物為乳化形式的事實(shí)。乳化油滴的尺寸通常為0.5至20微米，不同于挑戰(zhàn)性較低的液滴尺寸通常大于100微米的自由浮油和液滴尺寸通常為20至100微米的分散相油。自由浮油和分散相油液滴可以通過(guò)重力分離如撇油(Skimming)和氣浮技術(shù)來(lái)除去，但是乳化油常常需要更復(fù)雜的常規(guī)處理，這通常會(huì)導(dǎo)致低劣的排出物品質(zhì)。需要改善的方法以清洗化學(xué)驅(qū)油EOP操作中的采出水。
[0005]發(fā)明概述
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法涉及從含油地層中采收油-水混合物。對(duì)該油-水混合物施以油-水分離過(guò)程，該過(guò)程從該油-水混合物中分離油并產(chǎn)生采出水。隨后，對(duì)采出水施以預(yù)處理過(guò)程，所述預(yù)處理過(guò)程包括從采出水中除去硬度物和其它結(jié)垢物。任選地，可以去除其它結(jié)垢或形成積垢的物類(lèi)，如硫酸鹽、碳酸氫鹽/碳酸鹽、二氧化硅和其它二價(jià)離子以及有機(jī)化合物，如烴和芳烴。隨后，將該采出水導(dǎo)向陶瓷膜，該陶瓷膜過(guò)濾該采出水并除去懸浮固體、沉淀的硬度物與結(jié)垢化合物、其它沉淀物、油脂、游離油和乳化油。由該陶瓷膜產(chǎn)生滲透物料流，并處理該滲透物料流以形成用于注入該含油地層的再注入料流。處理該陶瓷膜滲透物料流以提高含油地層中的原油采收率(enhance oil recovery)，并且，作為該處理的一部分，在一個(gè)實(shí)施方案中，該處理提高了再注入水能夠乳化含油地層中的油的能力。這提高了來(lái)自該含油地層的總的原油采收率，并且由于通過(guò)該陶瓷膜過(guò)濾的來(lái)自CEOR操作的所得采出水的一部分將可能包含乳化油，該陶瓷膜在再次處理該陶瓷膜的滲透物料流以提高原油采收率之前有效地去除這種乳化油。
[0006]附圖概述
圖1是用于提高原油采收率的本發(fā)明方法的示意圖。
[0007]發(fā)明詳述
本發(fā)明涉及來(lái)自油田中含油地質(zhì)地層的強(qiáng)化采油(E0R)。特別地，本發(fā)明涉及其中采用含油地層的化學(xué)驅(qū)油的E0R。公開(kāi)的方法涉及來(lái)自化學(xué)驅(qū)油EOR的采出水處理方面的改善以使該水重新用于強(qiáng)化采油。參照附圖，本發(fā)明的方法通常由附圖標(biāo)記100表示。方法100包括引導(dǎo)來(lái)自產(chǎn)油井20的油-水混合物，該產(chǎn)油井20特別如圖1中所示與含油地層10流體連通。產(chǎn)油井20鉆入含油地層10或與含油地層10相鄰。對(duì)引導(dǎo)自產(chǎn)油井20的油-水混合物施以油-水分離步驟30，由該步驟抽取產(chǎn)品油，并生成采出水。將該采出水導(dǎo)向預(yù)處理步驟40，該預(yù)處理步驟可以包括各種子過(guò)程。包括在預(yù)處理步驟40中的子過(guò)程可以包括通過(guò)石灰軟化以去除硬度物和結(jié)垢物以及通過(guò)添加氧化鎂和氯化鎂以沉淀二氧化硅。作為去除硬度物和其它結(jié)垢化合物或其它溶解固體的一部分，本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施方案中可以包括結(jié)晶過(guò)程。其中將某些化學(xué)試劑，如堿土金屬試劑(alkali earth reagent)與該采出水混合，使得特定化合物從水中沉淀。通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的混合過(guò)程，可以促進(jìn)這些沉淀物結(jié)晶，并且這可以導(dǎo)致結(jié)晶過(guò)程，該結(jié)晶過(guò)程在某些情況下是從采出水中除去固體的有效方式。
[0008]預(yù)處理過(guò)的采出水可以隨后導(dǎo)向膜分離單元如陶瓷膜系統(tǒng)50。陶瓷膜50用于除去懸浮固體、預(yù)處理步驟40中生成的沉淀物、游離油和油脂、以及乳化油(其一部分可以如下所述在強(qiáng)化采油中生成)。從陶瓷膜50引導(dǎo)滲透物料流和包含除去的材料的廢物料流。一部分來(lái)自陶瓷膜50的廢物料(reject)流可以再循環(huán)至預(yù)處理步驟40，另一部分廢物料流可以作為排污料廢棄或進(jìn)一步處理。
[0009]來(lái)自陶瓷膜50的滲透物料流通常不含懸浮固體、游離油、乳化油和硬度物與其它結(jié)垢物?？梢园ǘ鄠€(gè)提純子過(guò)程的陶瓷膜后處理步驟60應(yīng)用于來(lái)自陶瓷膜50的滲透物料流?？捎糜诤筇幚聿襟E60的子過(guò)程尤其包括離子交換軟化、暴露于吸附介質(zhì)、反滲透、蒸發(fā)、納米過(guò)濾、脫氣和高級(jí)氧化。后處理步驟60的子過(guò)程在去除例如溶解的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)、殘余氧方面是重要的，其去除可以有益于將水注入某些類(lèi)型的地層。
[0010]采出水由后處理步驟60導(dǎo)向水強(qiáng)化步驟70，其中可以如下所述進(jìn)行各種強(qiáng)化。強(qiáng)化的采出水隨后導(dǎo)向注入井80并由此進(jìn)入含油地層10，油-水混合物經(jīng)由產(chǎn)油井20從該含油地層10采出。
[0011]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向水強(qiáng)化過(guò)程70的更詳細(xì)說(shuō)明，要理解的是，該步驟中提供的強(qiáng)化與陶瓷膜系統(tǒng)50合作用于提高從地層的原油采收率。通常，圖1的示意圖中體現(xiàn)的過(guò)程可以認(rèn)為是通過(guò)化學(xué)改進(jìn)的注水法進(jìn)行的原油采收，有時(shí)簡(jiǎn)單地稱(chēng)為化學(xué)驅(qū)油。注水法可以在其它采油操作已經(jīng)完成且殘油保留在該地層中之后進(jìn)行，或者注水法可以在一些地層中用作初級(jí)采油操作。通常，注水法在地層中相互作用以便從該地層中取出原油，并在油水混合物中調(diào)動(dòng)(mobilize)原油以便如通過(guò)產(chǎn)油井20從頂側(cè)取出?；瘜W(xué)驅(qū)油，其采用注水法的許多基礎(chǔ)設(shè)施，涉及向水中添加某些化學(xué)品以強(qiáng)化或改進(jìn)從地層中提取油。由此，可以在強(qiáng)化步驟70中向采出水中添加各種化學(xué)品，并且這些化學(xué)品以各種方式輔助保持在地層中的油的調(diào)動(dòng)并輔助油與水的混合。化學(xué)驅(qū)油也可以對(duì)其它提取技