申请日2011.12.15
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号E21B43/24; C02F1/00; E21B43/20
摘要
本发明涉及一种稠油热采用水处理方法，该方法包括下述步骤：在热采水源与水处理设备之间设置一级热交换装置与二级热交换装置;使所述热采水源的水和经所述水处理设备处理后的水进入所述一级热交换装置中，进行热交换;使从所述一级热交换装置出来的所述热采水源的水与冷却水进入所述二级热交换装置中，进一步进行热交换，然后使从所述二级热交换装置出来的所述热采水源的水进入所述水处理设备中，进行水处理;并且，使从所述一级热交换装置出来的经所述水处理设备处理后的水进入热采注入设备中。本发明还涉及一种稠油热采用水处理系统。本发明所述的稠油热采用水处理方法和系统可显著提高系统热能和效率。
权利要求书
1.一种稠油热采用水处理方法，包括下述步骤：
步骤1：在热采水源与水处理设备之间设置一级热交换装置与二级热交 换装置;
步骤2：使所述热采水源的水和经所述水处理设备处理后的水进入所述 一级热交换装置中，进行热交换;
步骤3：使从所述一级热交换装置出来的所述热采水源的水进入所述二 级热交换装置中，进一步进行热交换，然后使从所述二级热交换装置出来的 所述热采水源的水进入所述水处理设备中，进行水处理;并且，使从所述一 级热交换装置出来的经所述水处理设备处理后的水进入热采注入设备中。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括下述步骤：
重复步骤2和步骤3，以不断向所述水处理设备和所述热采注入设备中 供应水。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述热采水源为油田地热水水源，其 温度大于或等于80℃。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤3中，所述热采水源的水在所述 二级热交换装置中与冷却水进行进一步的热交换，然后从所述二级热交换装 置出来的所述热采水源的水的温度进一步降低至小于40℃。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述冷却水为海水。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤3中，从所述一级热交换装置出 来的经所述水处理设备处理后的水的温度大于或等于50℃。
7.一种稠油热采用水处理系统，所述系统包括热采水源、水处理设备和 热采注入设备，其特征在于，在所述热采水源与所述水处理设备之间还设有 一级热交换装置与二级热交换装置，所述热采水源、所述一级热交换装置、 所述二级热交换装置与所述水处理设备依次相连，且所述一级热交换装置的 一端与所述水处理设备的水出口相连，另一端与所述热采注入设备的水入口 相连。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述一级热交换装置与所述二级热交 换装置均为板式换热器。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述第二热交换装置上设有冷却水入 口。
说明书
一种稠油热采用水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种稠油热采水处理方法及系统，特别涉及海上稠油热采用 水处理方法和系统。
背景技术
近年来，稠油热采技术逐步在海上油田开展应用。在完善海上热采配套 工艺开展过程中遇到了一些小的挑战。热采注入设备对进入的水质有苛刻的 要求，即进入的水必须达到一定的水质标准才能允许进入热采注入设备，所 以必须使用水处理设备对热采水源进行淡化处理后才给热采注入设备供水。
目前海上热采水源供给有四种选择，一是拖轮供水，二是海水淡化，三 是油田污水净化处理，四是油田地热水。其中拖轮供水经过简单净化处理， 就可满足热采注入设备水质要求，不需要大型设备投资，但运输不方便，费 用昂贵，增加热采作业成本;海水淡化设备占地面积大，设备投资及维护成 本很高;油田污水净化处理工艺复杂，处理后的水一般很难满足热采注入设 备水质要求。海上平台需要一种占地面积小、费用合理、安全平稳的热采用 水处理工艺，因此，海上热采一般选择油田地热水作为热采设备用水水源。
然而目前先进的水处理设备采用膜分离制淡，对需要处理的热采水源的 水温有一定要求(热采水源的水温度必须<40℃)，如果热采水源温度过高， 水处理设备将无法正常进行水质处理。而目前海上油田的地热水的水源一般 情况下均≥80℃，因此需要对地热水进行冷却使其温度<40℃才能使用水处 理设备对其进行淡化处理。现有技术一般采用冷却塔，降低热采水源温度， 使其达到水处理设备对进水的温度要求，但造成了热能的浪费，同时因为水 处理环节，降低了进入热采注入设备的水温度。由于热采注入设备是利用燃 料燃烧发出的热量将进入的冷水加热成高温热水/蒸汽的设备，进入的冷水的 水温直接关系着热采注入设备的注入能力，因此，进入热采注入设备的水温 度的降低，使注入设备注入速度降低，施工周期延长，降低了系统的热能及 效率。
因而，在海上热采工艺完善过程中，存在着这样一种矛盾，一边需要将 热采水源的温度降低，以满足水处理设备对水温的要求，该过程造成了一种 热能的浪费，而另一边又需要避免热采水源的温度降低，尽量保持高温进入 热采注入设备，提高热采注入设备的注入速度，缩短工期同时也节约燃料成 本。
因此，需要一种改进的稠油热采用水处理方法及系统来解决以上矛盾。
发明内容
本发明的目的是提供一种稠油热采用水处理方法。
本发明的另一个目的是提供一种稠油热采用水处理系统。
本发明提供的稠油热采用水处理方法，包括下述步骤：
步骤1：在热采水源与水处理设备之间设置一级热交换装置与二级热交 换装置;
步骤2：使所述热采水源的水和经所述水处理设备处理后的水进入所述 一级热交换装置中，进行热交换;
步骤3：使从所述一级热交换装置出来的所述热采水源的水进入所述二 级热交换装置中，进一步进行热交换，然后使从所述二级热交换装置出来的 所述热采水源的水进入所述水处理设备中，进行水处理;并且，使从所述一 级热交换装置出来的经所述水处理设备处理后的水进入热采注入设备中。
本发明的稠油热采用水处理方法可进一步包括下述步骤：
重复步骤2和步骤3，以不断向所述水处理设备和所述热采注入设备中 供应水。
本发明的稠油热采用水处理方法中，所述热采水源可为油田地热水水源， 其温度大于或等于80℃。在步骤3中，所述热采水源的水在所述二级热交换 装置中可与冷却水(如海水)进行进一步的热交换，然后从所述二级热交换 装置出来的所述热采水源的水的温度可进一步降低至小于40℃。在步骤3中， 从所述一级热交换装置出来的经所述水处理设备处理后的水的温度可为大于 或等于50℃。
本发明提供的稠油热采用水处理系统包括热采水源、水处理设备和热采 注入设备，在热采水源与水处理设备之间还设有一级热交换装置与二级热交 换装置，所述热采水源、一级热交换装置、二级热交换装置与水处理设备依 次相连，且所述一级热交换装置的一端与所述水处理设备的水出口相连，另 一端与所述热采注入设备的水入口相连。
在本发明所提供的稠油热采用水处理系统中，经水处理设备处理后的水 与热采水源的水在一级热交换装置中进行热交换，然后，从所述一级热交换 装置出来的所述经水处理设备处理后的水进入热采注入设备中，同时，从所 述一级热交换装置出来的所述热采水源的水进一步经二级热交换装置换热后 进入水处理设备中进行水处理。
本发明的稠油热采用水处理系统中，所采用的一级热交换装置和二级热 交换装置均可为板式换热器，也可采用本领域已知的能够进行热交换的任何 类型的换热器。
本发明的稠油热采用水处理系统中，所述二级热交换装置设有冷却水(如 海水)入口，以使得从一级热交换装置出来的所述热采水源的水可在二级热 交换装置中与冷却水进行进一步的热交换。
应当理解，为了满足水处理设备对热采水源的进水温度的要求，本发明 还可进一步包括三级热交换装置、四级热交换装置等，从而可使从二级热交 换装置出来的所述热采水源的水进行进一步的热交换。
本发明通过采用热交换装置，对热采水源、热交换装置、水处理设备、 热采注入设备之间进行优化连接，使从水处理设备处理后的水经由一级热交 换装置进入热采注入设备，同时使热采水源的水经由一级热交换装置、二级 热交换装置进入水处理设备。这样在一级热交换装置中热采水源的水与水处 理设备处理后的水进行热交换，使得热采水源的水的温度降低，满足水处理 设备对进水的水温要求，又能利用降低热采水源的水的温度过程中释放出的 热量，来加热从水处理设备出来的供热采注入设备使用的水，提高热采注入 设备的进水温度，从而解决了稠油热采过程中存在的矛盾。
本发明的效果是首先将热采水源温度降到了水处理设备要求的进水温 度，使水处理设备完成了水质淡化处理，同时又有效利用了热采水源冷却过 程中释放出的热量，有效的提高了热采注入设备的进水温度，同时对应的提 高了热采注入设备的注入速度，缩短了完成设计注入量所需的时间，同时也 减少了燃料用量，节约了注热成本，提高了经济效益。
本发明的油田热采用水处理方法及系统适用于多种类型的陆上稠油油田 和海上稠油油田，其施用方便，且有效利用了系统热量，提高了系统效率和 经济效益。