[发明专利]注水系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及将水注入含烃地层的系统和方法。

背景技术

在地下含油地层内累积的油通过钻入地下地层的井(称作生产井)而从中采收或生产。如果仅通过一次采油即仅应用地层能量来采油进行生产的话，则可能有大量的油留在地下地层中。当初始地层能量不足或变得枯竭时，可以采用通常称为第二、第三、强化或后初次采油操作的补充操作。在一些这类操作中，通过钻入地层的一个或多个注入井泵送流体而将流体注入地层，使地层内的油被置换并移动通过地层，然后由钻入地层的一个或多个生产井产出。在这类操作的一个特定采收操作中，海水、油田水或油田盐水可以用作注入流体，和这种操作被称为水驱采油。注入水可以被称为驱油液体或驱油水，从而与原位地层水或原生水区分开来。后来注入的流体可以被称为驱动流体。虽然水是最常见的，但注入和驱动流体可以包括气态流体如空气、蒸汽、二氧化碳和类似物。

水可以单独或者作为可混溶或不可混溶置换流体的组分注入。产自相同或附近地层的海水(对于海上井而言)和盐水及来自江湖的水(对于陆地井而言)可能是最常用的水源。

1974年10月14日申请的英国专利说明书GB 1,520,877公开了应用水作为驱动流体实施从渗透地层二次采油，所述水的离子组成和/或离子浓度已在反渗透脱盐装置内进行了调节，从而所述水与地层及与之相关联的原生水相容。海水利用反渗透脱盐装置进行处理，以脱除大部分二价或更高价离子，和通过使滤液和浓缩物按预定比例混合或在较高进料压力下从每个周期循环浓缩物而调节它的离子浓度。可以通过微滤或超滤设备首先脱除直径为至少1微米的颗粒。GB1,520,877在此处全文引入作为参考。

美国专利公开US 2003/0230535公开了一种脱除盐层水中盐分的方法和井，其中所述盐层水从地下含水土层直接流入淡化水生产井的井下含水土层流入区，其中设置有一个或多个脱盐和/或纯化膜的井下组件，其中将盐层水分离为通过所述井生产至地面的第一淡化水物流和第二浓缩盐水渗余物流，后者可以处置入地下盐水处置区。US2003/0230535在此处全文引入作为参考。

代理人案卷号为TH2869的共同待审美国专利公开US2009/0308609公开了一种系统，所述系统包括：钻入地下地层的井；在井顶侧的生产设施；连接到所述生产设施的产水设施；其中所述产水设施通过脱除某些离子和添加试剂来生产水，和将所述水注入井中，其中所述试剂增加水的粘度和/或增加地层的烃采收。共同待审美国专利公开US 2009/0308609在此处全文引入作为参考。

代理人案卷号为TH3740的序列号为US 12/425,311的共同待审美国专利申请公开了一种系统，所述系统包括：钻入含烃地下地层的井；在井顶侧的生产设施；连接到所述生产设施的产水设施；其中所述产水设施通过脱除某些多价离子、然后脱除某些一价离子、和然后回添某些多价离子而生产水，和然后将所述水注入井中。共同待审美国专利申请US 12/425,311在此处全文引入作为参考。

US 7,144,511公开了一种应用两级海水淡化系统脱除海水中盐分的方法和设备，其中第一级包括至少一个高性能纳米过滤膜用来接收由第一级泵充分加压的海水原料并产生第一渗透相，和第二级包括至少一个高性能纳米过滤膜用来接收由第二级泵加压至约200-300psi的第一渗透相，从而产生饮用水。US 7,144,511在此处全文引入作为参考。

参考图1，其中描述了现有技术的系统100。系统100包括水体102、地下地层104、地下地层106和地下地层108。可以在水体102表面提供生产设施110。井112横穿水体102和地层104，和在地层106中具有开口。正如在114处所示，一部分地层106可以压裂和/或穿孔。油和气可以通过井112从地层106产出至生产设施110。气体和液体可以彼此分离，气体可以贮存在气体贮存装置116中和液体可以贮存在液体贮存装置118中。

现有技术中需要从地下地层生产油和/或气的改进系统和方法。特别地，现有技术中需要提供改进的水驱的系统和方法。

发明内容

本发明的一个方面提供一种系统，所述系统包括：钻入含烃地下地层的井；在井顶侧的生产设施；连接到所述生产设施的产水设施；其中产水设施通过使水流过第一和第二纳米过滤组件而产生水，和然后将所述水注入井中。

本发明的一个方面提供一种方法，所述方法包括：使输入水经过第一纳米过滤过程；然后使所述水经过第二纳米过滤过程以产生处理水；和将所述处理水注入地下地层。

附图说明