[发明专利]用于供应低盐浓度注射水的过程和系统

说明书

一种淡化系统，包括：具有进口侧和出口侧的馈送泵；具有进口、RO渗透液出口和RO浓缩液出口的第一RO级；具有进口、RO渗透液出口和RO浓缩液出口的第二RO级，以及具有进口、NF渗透液出口和NF浓缩液出口的NF级；以及一组导管，所述一组导管适于：(a)将馈送泵的出口侧连接到第一RO级的进口；(b)将第一RO级的浓缩液出口连接到(i)第二RO级的进口和NF级的进口；以及(c)将第一RO级的渗透液出口、第二RO级的渗透液出口和NF级的渗透液出口直接或间接连接到低盐浓度水注射管线。

技术领域

本发明涉及用于提供用于油储层的低盐浓度注射水的过程，该低盐浓度注射水具有受控的盐浓度用于避免地层损害以及足够低的硫酸根离子浓度以避免储层的酸化，以及涉及用于生产这种注射水的淡化系统。

背景技术

如在国际专利申请WO 2008/029124中所描述的，已知注射低盐浓度水到储层的含油地层内以便增强油从储层的回收。

与注低盐浓度水关联的问题在于，淡化技术可以产生具有低于用于到含油储层内的连续注射的最佳盐浓度的水。事实上，例如通过引起在地层中的粘土的膨胀，淡化水可以损害储层的含油岩石地层，且可以抑制油回收。因此，存在注射水的最佳盐浓度，其提供增强油回收同时缓解地层损害的风险的益处，且最佳值可以随着地层变化。通常，在含油地层包括包含高水平的膨胀粘土的岩石的情况下，在注射水具有在500ppm到5,000ppm的范围内，优选地在500ppm到3,000ppm的范围内，尤其在1,000ppm到2,000ppm的范围内的总溶解固体含量（TDS）时，可以避免地层损害，同时仍然从地层释放油。

然而，由于未处理的高盐浓度水的高的硫酸根离子和多价阳离子含量以及在未处理的高盐浓度水中痕量元素和养分的存在，不期望将具有低的多价阳离子和多价阴离子含量的淡化水与诸如海水的未处理的高盐浓度水混合。因此，这种混合水流的高硫酸根离子含量以及痕量元素和养分在混合水流中的存在可以导致硫酸盐还原细菌的增殖以及因此导致储层酸化。此外，在注射水接触通常在地层的原生水中存在的诸如钡、锶和钙阳离子的沉淀物前体阳离子时，混合水流的高多价阳离子含量可以导致不能溶解的矿物盐的不可接受水平的沉淀（结垢）。此外，淡化水与诸如海水的高盐浓度水的混合可以导致包含不可接受水平的多价阳离子（尤其是，钙和镁阳离子）的混合水流。因此，为了利用低盐浓度注射水实现增量式油回收，在低盐浓度注射水中的多价阳离子的浓度与在储层的原生水中的多价阳离子的比率应当小于1，优选地小于0.9，更优选地小于0.8，尤其小于0.6，例如，小于0.5。

国际专利申请公布号WO2011/086346涉及一种用于生产具有受控盐浓度和受控硫酸根离子浓度的注射水流的过程，该注射水流适用于注射到油储层的产油地层内，该过程包括如下步骤：

馈送水源水到淡化设施，所述水源水具有在20,000ppm到45,000ppm范围内的总溶解固体含量和在1,000ppm到4,000ppm的范围内，优选地在1,500ppm到4,000ppm范围内的硫酸根离子浓度，所述淡化设施包括多个反渗透（RO）膜单元和多个纳滤（NF）膜单元，其中，水源水被加压到在350 psi到1250 psi绝对值的范围内的压力，且将水源水分开以提供用于RO膜单元的馈送水（在下文中称为“RO馈送水”）以及用于NF膜单元的馈送水（在下文中称为“NF馈送水”）；

如果必要的话，在将RO馈送水引入到RO膜单元以及从RO膜单元抽出RO渗透液和RO渗余液之前，将RO馈送水的压力增加到在900psi到1250 psi绝对值范围内的值，其中，RO膜单元以单通、单级模式或以单通、两级模式操作，以及其中，RO渗透液的回收率基于馈送到RO膜单元的RO馈送水的体积在按照体积计35%到75%的范围内，优选地按照体积计35%到60%的范围内，使得RO渗透液具有小于250ppm的总溶解固体含量和小于3ppm的硫酸根离子浓度；