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  反渗透技术在海上多元热流体热采中的应用  
     
发布时间:2017/7/2 9:27:49 来源: 阅读次数:
 

发电机组资讯信息:
电力测试仪器资讯:海上多元热流体热采手艺是一项新的稠油开采手艺,该手艺目前已在渤海海域的南堡35-2油田、旅大油田等稠油油田进行了应用。

效果明显,能大幅度提高稠油井的采油量〔1, 2〕。该项手艺的原理:在高压燃烧室内注入工业柴油(原油或天然气作为燃料,同时注入高压空气及高压水。

燃烧产生的热量将高压水汽化,并将燃烧产物和高压水蒸汽(即多元热流体通过管线一起注入井底。多元热流体由于携带了大量热量及CO2溶解气,能显著下降地层原油黏度。

从而提高油田产油速度和最终采收率。多元热流体手艺流程如图 1所示〔3, 4, 5〕。图 1 多元热流体手艺流程 在多元热流体手艺中,电缆填料函水起到了两方面的重要作用:一是用来冷却高压燃烧室。

使燃烧室的温度保持在350 ℃以下,防止温度太高造成设备损坏二是作为热量的主要载体,用于加热油层,下降原油黏度。当低温的水颠末燃烧室后。

温度升高变为高温水或水蒸汽,并与燃烧产物一起注入管柱。如果进水矿化度偏高,易在发生器内结垢,造成流道堵塞,下降加热效率。

因此,多元热流体发生器对进水有严格的标准,要求水质清洁、低硬度、低矿化度。1 水源选择及水质要求 多元热流体的水源选择需要斟酌以下3点:(1水源可取量大,系统每日消耗处理后的水为150~300 m3(2水处理设备占地面积小。

平台能够摆放(3成本较低,经济性好。按照以上几点,目前可选取的水源有2种:地热水及海水。针对不同的水源,需选择相对应的水处理设备。

使净化之后的水能达到多元热流体发生器的供水指标。水源水质及多元热流体发生器的供水 指标见表 1。2 水处理系统 2.1 地热水处理系统 地热水处理流程如图 2所示。图 2 地热水处理流程 地热水处理系统包含3个单元。

分别为预处理单元、换热单元、反渗透单元。预处理单元包括增压泵、脱气罐、沉淀池、过滤器等,脱气罐用于去除H2S及其他伴生气沉淀池用于去除大颗粒悬浮物、沙石过滤器用于去除悬浮物、胶体、有机物及其他粗级杂物。地热水的原始温度为65~75 ℃。

而反渗透膜的工作温度为5~45 ℃同时,进入多元热流体发生器的水温越高,其加热到设定出口温度消耗的燃料越少,综合斟酌。

换热单元采取了2套板式换热器方式。即预处理后的水颠末1号换热器将水温初步下降后,再颠末2号换热器用海水再次降温。颠末2次换热后。

水温降至35 ℃以下,进入反渗透处理单元。反渗透出水进入1号换热器,再将温度升高至55~60 ℃落后入水箱,最后注入多元热流体发生器。

反渗透处理单元包括过滤、除盐、加药、药冲洗和电控共5个系统,其中过滤系统对水作进一步的过滤处理除盐系统采用单级反渗透系统加药系统进行pH调节与插手阻垢剂等。颠末反渗透处理的浓水则直接排海。

针对地热水矿化度高的特点,反渗透膜选用的是海德能公司PROC10系列芳香族聚酰胺复合材料膜。该膜具有运行压力低、除盐性能好、不易污堵、手艺性能稳定、抗污染性好等特点。该膜的平均脱盐率为99.75%。

单支膜平均产水量为39.7 t/d,最高进水压力为4.14 MPa,进水隔网厚度为0.863 6 mm ,直径为203 mm。

单支膜元件收受领受率为15%。该处理系统设计产水480 m3/d,设计收受领受率为60%。2.2 海水处理系统 海水处理流程如图3所示。图 3 海水处理流程 海水处理系统相对简单。

由于作业期间海水温度为15~25 ℃,因此无需换热单元,海水颠末过滤、增压后可直接进入反渗透处理单元。需要指出的是。

由于海水的浊度与硬度均远高于地热水,因此过滤设备与反渗透设备需要实时改换与清洗。为了达到相同的制水水量要求,海水的反渗透膜组数量也远高于地热水的膜组数量。

针对海水淡化的特点,反渗透膜选用的是海德能公司SW系列海水淡化膜。该膜适用于海上和陆地安装,具有耐压能力高、运行成本低、除盐性能好、脱盐效果稳定等特点。该膜为进水隔网厚度0.863 6 mm 、直径203 mm、长度1 000 mm的卷式组合。

其平均脱盐率为99.8%,单支膜平均产水量为34.1 t/d,最高进水压力为6.5 MPa,进水温度为5~45 ℃。系统设计产水20 m3/h。

设计收受领受率为50%。3 反渗透系统运行情况 目前,这2套系统均已得到了良好的应用。其中,地热水处理系统已经在南堡35-2平台进行了固化,并单独设置了反渗透处理操作间(见图 4。

地热水处理系统自2008年至今共完成了20口井次的作业,每口井次提供2 000~5 000 m3的反渗透水,已累计制反渗透水64 000 m3。

设备运行期间,定时对处理后的水进行取样检测,检测成果均达到多元热流体发生器的供水指标,效果良好。海水处理系统于2013年在旅大5-2N、旅大16-1区块进行了现场作业,分别提供了2 000 m3和1 500 m3的反渗透水。

由于要求海水处理系统能够方便地吊装于可移动的自升式平台 上,因此将其做成2~3个集装箱的形式,方便船舶的运输和平台的安装(见图 4。现场应用情况表明。

反渗透系统运行良好,制水量稳定,能够保证多元热流体手艺的顺利实施。图 4 现场照片(左为地热水处理操作间,右为海水处理集装箱 4 结论 (1首次将反渗透手艺应用于海上多元热流体热采手艺中。

通过对海上油田实际情况进行分析,最终选择地热水和海水作为反渗透处理的水源,并针对2种水源的性质设计了2套水处理系统。(2地热水处理系统的换热单元采取了2套板式换热器设计。

不仅保护了反渗透膜的正常工作,同时最大限度地利用了地热水的热能,即提高了多元热流体发生器的供水温度,下降了多元热流体的燃料消耗,节俭了成本。

(3现场的应用情况表明,2套水处理系统运行稳定,制水良好,保证了海上多元热流体手艺的顺利展开,为稠油增产提供了强有力的支撑。
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