用于脱盐装置的计算机化控制系统制造方法及图纸

一种控制系统，其被配置成控制反渗透（RO）阵列、纳滤（NF）阵列和/或混合系统的操作，所述控制系统包括控制面板（CP）、调节控制器（RC）和监控控制器（SC），其中SC与CP且与RC信号通信，其中SC被配置成：从CP接收用户输入并从RC接收关于来自传感器的数据的输入，其中RC与所述多个传感器信号通信，其中RC被配置成：从传感器接收数据，向SC提供输出并从SC接收许可，并且响应从SC接收到的许可来指示设备，并且其中SC被配置成：监测关于从RC接收的数据的输入的趋势和/或从所述数据预测结果并基于所监测的趋势和/或来自CP的用户输入来确定RC的许可。势和/或来自CP的用户输入来确定RC的许可。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于脱盐装置的计算机化控制系统
[0001]相关申请的交叉引用不适用。


[0002]本公开涉及一种用于为具有所需成分的储油层提供低盐度注入水的过程，以及用于生产这种注入水的脱盐系统；更具体地，本公开涉及一种用于生产具有受控低盐度、受控硫酸根阴离子浓度和/或受控多价阳离子浓度的水的过程和系统；特别具体地，本公开涉及一种用于经由计算机化控制系统生产具有受控低盐度、受控硫酸根阴离子浓度和/或受控多价阳离子浓度的水的过程和系统。

技术介绍

[0003]如国际专利申请WO 2008/029124中所描述的，低盐度的水能够被注入到储层的含油层中，以提高储层的油采收率，其中该申请通过引用并入本文中，其目的与本公开内容不违背。
[0004]与低盐度水驱相关的问题是脱盐技术会生成低于最佳盐度的水，以用于在提高的石油采收率（EOR）期间连续注入含油储层中。实际上，脱盐水会损害储层的含油岩层，并可能会抑制石油开采，例如，通过引起粘土膨胀或活动，从而使粘土堵塞地层。因此，注入水存在一个最佳盐度，其既能提高石油采收率，又能降低地层损害的风险，而且最佳盐度随地层而异，并且由于岩石成分在空间（在竖直和/或横向方向）上在整个储层上变化，所以最佳盐度在单个储层内会变化。通常，在含油地层包含含有高水平膨胀粘土的岩石的情况下，当注入水的总溶解固体含量（TDS）在200至10000 ppm范围内，例如500至5000 ppm或1000至5000 ppm范围内时，可避免地层损坏，同时仍能从地层中释放石油。
[0005]与低盐度水驱相关的另一个问题是，对于易发生酸化或结垢的储层，通常应控制低盐度注入水的硫酸盐水平。众所周知，注入含有高水平硫酸根阴离子的水可以刺激硫酸盐还原菌的生长，该菌会生成作为代谢物的硫化氢，从而导致储层酸化。结垢是由于含有硫酸盐的注入水与含有沉淀前体阳离子（如钡离子）的原生水混合后矿物垢的沉积。如果希望降低矿物水垢形成的风险，混杂水供应中的硫酸根阴离子水平应低于40 ppm。如果希望降低储层中酸化的风险，混杂水供应中的硫酸根阴离子水平应尽可能低，例如小于7.5 ppm或小于5 ppm。
[0006]因此，由于高盐度水的硫酸根阴离子含量高和/或多价阳离子含量高，所以可能不希望将具有低多价阳离子含量的脱盐水与高盐度水（例如海水）混合。当注入水接触沉淀前体阳离子（如钡、锶和钙阳离子）（这些阳离子通常存在于地层的原生水中）时，此类混杂水流的高硫酸根阴离子含量可能导致储层酸化和/或沉淀不可接受水平的不溶性矿物盐（结垢形成）。此外，将脱盐水与高盐度水（如海水）混杂，可能导致混杂水流中含有不可接受水平的多价阳离子，尤其是钙阳离子和镁阳离子。在实施例中，为了实现使用低盐度注水的增量油采收率，低盐度注入水中多价阳离子浓度与储层的原生水中多价阳离子浓度之比应小
于1，并且有时甚至可以更低，例如小于0.9、小于0.8、小于0.6或小于0.5。
[0007]如国际专利申请WO 2007/138327中所描述的，其中是通过与高盐度的水混合来增加超低盐度的供水的盐度的一种方法，该申请通过引用并入本文中，其目的与本公开内容不违背。根据WO 2007/138327，这可以通过如下步骤来实现：基本上使第一给水供应脱盐，以提供低盐度的第一经处理水供应；处理第二给水供应，以提供与第二给水供应相比二价离子浓度降低且盐度高于第一经处理水供应的第二经处理水供应；以及混杂第一经处理水供应和第二经处理水供应，以提供具有适合注入含油储层的所需盐度的混杂水供应。
[0008]在专利技术WO 2007/138327的实施例中，第一给水供应基本上通过反渗透过程脱盐，而在实施例中，处理第二给水供应的步骤是通过纳滤进行的。纳滤通常被用于石油工业中来从来源水去除硫酸根离子。经处理水之后能够被注入到地层中而不存在当注入水接触地层的原生水中存在的沉淀前体阳离子时形成不可接受水平的不可溶矿物盐的风险。因此专利技术WO 2007/138327允许供应混杂水，该混杂水具有适于被注入到含油储层中的所需盐度并且具有减小水平的硫酸根阴离子从而降低在地层或生产井中酸化和矿物结构沉淀的风险。

技术实现思路

[0009]本文公开的是一种控制系统，其被配置成控制脱盐装置内的一个或多个反渗透（RO）阵列、一个或多个纳滤（NF）阵列、混合系统或其组合的操作，其中，控制系统包括：控制面板（CP）；多个调节控制器（RC）；和监控控制器（SC），其中SC与CP且与所述多个RC中的每个信号通信，其中SC被配置成：从CP接收用户输入，并从多个RC接收关于来自脱盐装置内的多个传感器的数据的输入，其中所述多个RC中的每个与所述多个传感器信号通信，其中所述多个RC被配置成：从所述多个传感器中的一个或多个接收数据，向SC提供输出并从SC接收许可，并且响应从SC接收到的许可来指示脱盐装置的多个设备中的一个或多个，并且其中SC被配置成：监测关于从所述多个RC接收的数据的输入的趋势和/或从所述数据预测结果，并基于所监测的趋势、来自CP的用户输入或其组合来确定每个RC的许可。
[0010]本文也公开了一种脱盐装置，其包括：水入口管线；与水入口管线流体连通的一个或多个反渗透（RO）阵列，其中所述一个或多个RO阵列中的每个被配置成接收RO给水并生成RO渗透物和RO浓缩物；与水入口管线、所述一个或多个RO阵列或两者流体连通的纳滤（NF）阵列，其中NF阵列被配置成生成NF渗透物和NF浓缩物；混合系统，其中混合系统包括：RO渗透物馈送管线、NF渗透物馈送管线、被配置成混合来自RO渗透物馈送管线的RO渗透物和来自NF渗透物馈送管线的NF渗透物以形成混合低盐度注入水的混合点以及被配置成将混合低盐度注入水输送至注入系统的排放管线；多个阀和泵，其被配置成调节脱盐装置内的各种流的流率或压力；多个传感器，其被配置成测量脱盐装置内的各种流的流率、压力、温度、成分或其组合；控制系统，其中控制系统被配置成：将所述一个或多个RO阵列、NF阵列和混合系统的操作控制成在操作参数内并且将混合低盐度注入水的成分维持在操作包络（operating envelope）内，其中控制系统包括多个调节控制器（RC）、一监控控制器（SC）和一控制面板，其中SC与多个RC中的每个以及与CP电子通信，所述SC从所述CP接收用户输入并且从所述RC接收关于传感器的数据的输入，其中所述多个RC中的每个从所述多个传感器中的一个或多个接收数据，向SC提供输出并从SC接收许可，并且响应于从SC接收到的许可来指示所述多个阀和泵中的一个或多个，并且其中SC监测从所述多个RC接收的输入的趋
势，并基于所监测的趋势、来自控制面板的用户输入或其组合来确定每个RC的许可。
[0011]本文进一步公开了一种生成注入水的方法，该方法包括：生成反渗透渗透物流；生成纳滤渗透物流；混合反渗透渗透物流的至少一部分与纳滤渗透物流的至少一部分、高盐度流或其组合以提供混合的低盐度水流；以及，经由控制系统，控制RO渗透物流、NF渗透物流和混合物的生成在操作参数内，并且将混合的低盐度水流的成分维持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制系统，其被配置成控制脱盐装置内的一个或多个反渗透（RO）阵列、一个或多个纳滤（NF）阵列、混合系统或其组合的操作，其中所述控制系统包括：控制面板（CP）；多个调节控制器（RC）；和监控控制器（SC），其中所述SC与所述CP且与所述多个RC中的每个信号通信，其中所述SC被配置成：从所述CP接收用户输入，并从所述多个RC接收关于来自所述脱盐装置内的多个传感器的数据的输入，其中所述多个RC中的每个与所述多个传感器信号通信，其中所述多个RC被配置成：从所述多个传感器中的一个或多个接收数据，向所述SC提供输出并从所述SC接收许可，并且响应来自所述SC的接收到的许可来指示所述脱盐装置的多个设备中的一个或多个，并且其中所述SC被配置成：监测关于从所述多个RC接收的数据的输入的趋势和/或从从所述多个RC接收的数据预测结果，并基于所监测的趋势、来自所述CP的用户输入或其组合来确定每个所述RC的所述许可。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述多个传感器选自：离子浓度传感器，其被配置成测量所述脱盐装置的各种流动管线中的电导率、盐度、溶解离子的总浓度和/或各个离子的浓度（Ci）中的至少一种；温度传感器，其被配置成测量在所述脱盐装置内的各种流动管线中的温度；压力传感器，其被配置成测量在所述脱盐装置内的各种流动管线中的压力；流率传感器，其被配置成测量在所述脱盐装置内的各种流动管线的流率；或其组合。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中所述各种流动管线包括选自如下流动管线中的一个或多个：RO阵列馈送管线、NF阵列馈送管线、RO渗透物管线、NF渗透物管线、RO浓缩物管线、NF浓缩物管线、组合的RO/NF渗透物管线、混合低盐度水流管线、RO阵列渗透物倾倒管线、NF阵列渗透物倾倒管线、组合的RO/NF渗透物倾倒管线、离子浓缩物馈送管线、给水旁通管线、产出水（PW）混合管线或其组合。4.根据权利要求3所述的控制系统，其中所述传感器被配置成向所述RC提供数据，其中所述RC向所述SC提供其输出，和/或其中所述SC监测选自如下中的一个或多个操作参数的趋势：一个或多个RO阵列的RO膜、一个或多个NF阵列的NF膜或者二者的结垢程度；至一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的馈送压力；至一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的馈送压力的变化速率；至一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的馈送流率；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的浓缩物的压力；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的渗透物的压力；一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者上的压差；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的渗透物的电导率；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的渗透物的总溶解固体，即TDS；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的渗透物的温度；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的渗透物流率；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的浓缩物流率；来自一个或多个RO阵列、一个或多个NF阵列或者二者的采收率；给水旁通流的流率、盐度、电导率和/或TDS、产出水（PW）混合流的流率、盐度、电导率和/或TDS、所述混合低盐度水流的流率、盐度、电导率和/或TDS；或其组合。5.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述多个设备包括多个阀和泵，其中所述多个
阀和泵包括如下中的一个或多个：至RO阵列、NF阵列或其组合的馈送管线上的一个或多个阀和/或泵；来自RO阵列、NF阵列或其组合的渗透物管线上的一个或多个阀和/或泵；在从RO阵列、NF阵列或二者到所述混合系统的渗透物馈送管线上的一个或多个阀和/或泵；来自RO阵列、NF阵列或其组合的浓缩物管线上的一个或多个阀和/或泵；组合的RO/NF渗透物管线上的一个或多个阀和/或泵；在来自所述混合系统的混合低盐度水流管线上的一个或多个阀和/或泵；在将离子浓缩物从离子浓缩物箱引入到所述混合系统的离子浓缩物管线上的一个或多个阀和/或泵；在来自RO阵列、NF阵列或二者的渗透物倾倒管线上的一个或多个阀和/或泵；在从给水来源至所述混合系统的给水旁通管线上的一个或多个阀和/或泵；在至所述混合系统的PW混合管线上的一个或多个阀和/或泵；或其组合。6.一种脱盐装置包括：水入口管线；与所述水入口管线流体连通的一个或多个反渗透（RO）阵列，其中所述一个或多个RO阵列中的每个被配置成接收RO给水并生成RO渗透物和RO浓缩物；与所述水入口管线、所述一个或多个RO阵列或两者流体连通的纳滤（NF）阵列，其中所述NF阵列被配置成生成NF渗透物和NF浓缩物；混合系统，其中所述混合系统包括：RO渗透物馈送管线，NF渗透物馈送管线，被配置成混合来自所述RO渗透物馈送管线的RO渗透物和来自所述NF渗透物馈送管线的NF渗透物以形成混合低盐度注入水的混合点，以及被配置成将所述混合低盐度注入水输送至注入系统的排放管线；多个阀和泵，其被配置成调节所述脱盐装置内的各种流的流率或压力；多个传感器，其被配置成测量所述脱盐装置内的各种流的流率、压力、温度、成分或其组合；控制系统，其中所述控制系统被配置成：将所述一个或多个RO阵列、所述NF阵列和所述混合系统的操作控制成在操作参数内并且将所述混合低盐度注入水的成分维持在操作包络内，其中所述控制系统包括监控控制器（S...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：英国石油勘探运作有限公司，
类型：发明
国别省市：