本发明专利技术属于油田开发技术领域，涉及一种油田注水和注聚用水的制备方法，先将海水经过电解制氯装置杀菌杀藻和过滤后经过一级预热器和二级预热器换热，再将海水输送至超滤装置过滤得超滤产水；一部分超滤产水经过高压泵输送进入纳滤装置，剩余部分超滤产水进入能量回收装置，与纳滤装置的浓水进行能量交换后输送进入纳滤装置；然后将纳滤产水通过换热器与采出水换热；将纳滤产水脱氧后直接作为注入水进入注水系统，或进入配聚装置，并加入聚丙烯酰胺配制成聚合物母液，最后将聚合物母液稀释后注入地下驱油；其操作简便，成本低，能耗少，氧腐蚀速率低，有利于注水开发和聚合物驱油技术的推广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田开发
，涉及一种基于纳滤海水软化技术进行海水软化、基于膜脱气技术进行脱氧，生产用于海上油田注水和配制驱油聚合物溶液用水的方法，特别是。
技术介绍
我国陆上油田大多采用注水或注聚合物驱油的方式，采出污水处理所提供的水量往往难以满足回注水的水量要求，因此需要采取其它水源作为补充水，一般采用清水(河水或打水源井抽取浅层地下水)作补充注水，注水开发和聚合物驱油也是海上油田开发一项重要的提高采收率举措，这两种提高采收率方式均需要合适的水源，特别是聚合物驱技术对配制聚合物溶液用水的硬度和矿化度等都有较高的要求；但海上油田开发目前面临的挑战之一就是淡水资源缺乏，常用的水源是通过打水源井提取地层清水获取的，但是，打水源·井的成本一般较高，且水量一般不易保证；用高盐高硬度的海水直接作为注水则与地层水不配伍，会与地层粘土和地层水发生作用，导致结垢和粘土运移等，造成严重的油井和地层堵塞；如果用海水直接配聚，则因为海水的矿化度和二价离子含量很高，常规聚合物所配制的聚合物溶液粘度很低，达不到驱油效果，若使用耐盐聚合物则成本相对较高，且聚合物用量大，因此，海上油田注水开发和聚合物驱油开发的技术关键之一是寻找能与地层水配伍的大量水源作为注入水或作为配制聚合物溶液用水。目前，纳滤海水软化技术在油田注水开发中的应用大多以去除海水中易结垢的二价硫酸根离子后直接作为油田采油注入水为目的，如美国马拉公石油公司专利US4723603A1 和美国 GE 公司专利 US2004007358 (Al);中国专利 ZL200910016067. 3 (本申请者)公开了一种用纳滤膜进行海水软化和采出水的深度处理，并通过清污混注，降低油田采油集输系统与地层结垢的方法；在纳滤技术用于注聚开发方面，中国专利申请号200710113282. 6公开了一种将海水或苦咸水用于油田注水及配聚过程的方法,利用旋流和膜分离集成技术，这种方法存在旋流器无法去除低密度颗物的固有缺点。以上专利均没有考虑注入水或配聚用水的脱氧问题，无论是注水还是配聚驱油，都要求含氧量不能超过O.lmg/L,否则易造成采油管线严重腐蚀，腐蚀问题是海上油田开发存在的主要问题之一。目前多采用热力或超重力除氧的方式，需要消耗较多的能量。配聚溶液中的氧的存在还易造成聚合物的氧化和断链，造成聚合物降解和粘度下降，降低驱油效果。此外，在膜应用过程中，水温每下降一度，膜通量下降3%左右，因此，冬季膜通量大幅度下降，仅为25度时的一半或三分之一左右，而油田注水开发和注聚开发所需的水量不会因此改变，为确保冬季正常提供足够的水量就需要膜装置具有非常宽的操作弹性，这对于膜过程的设计与运行是非常困难的。一般只能采用增大膜面积的方式，从而大大增加占地面积，这对于海上采油平台及海上浮式采油储油轮(PFSO)的有限空间来说是代价很高的。因此，海上油田注水和注聚开发的关键环节之一是确保提供与地层水和储层配伍的注入水和配制聚合物溶液用水，并确保所需要的水量，才能维持油田稳定生产，并降低后处理成本，提高采油过程的经济效.、r·Mo
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，针对海上油田注水开发和配聚驱油中存在的问题，并针对海上采油平台及海上浮式采油储油轮(PFSO)的有限空间，寻求设计提供一种油田注水开发和注聚开发用水的制备方法，采用前处理、预热、超滤、纳滤、膜法脱气的紧凑式集成膜法处理工艺技术，为海上油田注水开发和注聚开发提供所需要的软化水，降低结垢趋势和腐蚀速率，提高配聚驱油效果，提高采收率。为了实现上述目的，本专利技术的主体工艺步骤包括 (I)、将海水采用常规的电解制氯装置进行杀菌杀藻；(2)、将步骤(I)得到的海水经过叠片式自清洗过滤器去除粒径为50μπι以上的悬浮颗粒物和藻类，得过滤海水；(3)、将过滤海水经过一级预热器与纳滤浓水进行逆流流动换热，吸收纳滤浓水的热量，将原水温度提高3 10°C，回收热量之后的纳滤浓水直接排放，得预热后的过滤海水；(4)、将预热后的过滤海水经过二级预热器与采出水进行逆流流动换热，进一步提高海水温度至25 35°C，并通过流量阀门控制海水温度不超过40°C ；(5)、用低压泵将步骤(4)得到的海水输送至超滤装置，去除过滤水中的微量悬浮物质、大分子有机物、残留油分、藻类和细菌，得到的超滤产水SDI小于3.0，浊度小于O.INTU ;超滤浓水直接至一级预热器加热海水，将热量传递给海水后，超滤浓水直接排放；(6)、40%_60%的超滤产水经过高压泵输送进入纳滤装置制得纳滤产水，剩余部分超滤产水进入能量回收装置，与纳滤装置的浓水进行能量交换后，再由增压泵输送进入纳滤装置，能量交换之后的纳滤浓水直接至一级预热器加热海水，将热量传递给海水后，纳滤浓水直接排放；(7)、将纳滤产水通过钛板式换热器继续与来自油田的采出水换热至40 50°C ；(8)、采用疏水性中空纤维脱气膜装置脱除步骤(7)得到的纳滤产水中的氧气，使纳滤产水中的氧含量降至O. lmg/L以下，得脱氧后的纳滤产水；(9)、将步骤(8)得到的脱氧后的纳滤产水直接作为注入水进入注水系统；或进入配聚装置，并加入分子量为2000万 4500万的聚丙烯酰胺，配制成聚合物浓度为3000 10000mg/L的聚合物母液；在稀释混合器中加入纳滤产水将聚合物母液中聚合物的含量稀释至500 2500mg/L，溶液粘度为20 80mPa. s后，通过注聚系统注入地下驱油。本专利技术所述的换热器为耐腐蚀的钛板式换热器，传热系数为2000 6000kW/m2. K。本专利技术所述的超滤装置采用耐污染、低截留分子量的中空纤维式超滤膜组件，其超滤膜组件采用亲水化改性聚砜(PS)、聚丙烯(PP)或聚偏氟乙烯(PVDF)材质，能够耐海上采油平台附近海水和地层清水中微量油的污染；超滤膜的截留分子量越小，对有机物的去除率越大，其产水越有利于纳滤膜的运行；超滤膜组件的截留分子量范围为2万 10万道尔顿，操作压力范围为O. 03 O. 3MPa。本专利技术所述的纳滤装置使用的纳滤膜在用于注水开发时，选择对二价阳离子的截留率范围在70%以下的纳滤膜组件；或用于配制聚合物溶液，选择对二价阳离子的截留率范围大于90%的纳滤膜组件，使纳滤膜产水中二价阳离子的总含量降低至200mg/L以下。本专利技术所述的中空纤维脱气膜装置采用抽真空脱气的脱氧模式，根据具体的脱氧要求选择采用一级脱气或两级脱气的方式，其使用的脱气膜采用聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)膜或聚四氟乙烯(PTFE)膜的中空纤维式膜组件，膜的微孔孔径为O. 01 O. 2 μ m。本专利技术采用耐腐蚀、高效率的钛板式换热器将海水与油田采出水进行换热，传热系数在2000 6000kW/m2. K之间，传热速率高，换热器的占地面积小；由于采出水的水温一般可以达到50°C以上，而且采出水量很大，采出水的能量可以充分利用；由于通过换热可将超滤膜和纳滤膜的进水温度保持在20°C以上，可大幅度提高超滤膜和纳滤膜的通量，从而确保冬季海上油田开发所需的水量和采油系统的正常运行；较高的膜通量可大幅度降低膜元件的使用数量，从而可大幅度降低膜系统的占地面积，这对于海上平台来说至关重要；水温的提高，也有利于聚合物的溶解，从而可以大幅度提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油田注水和注聚用水的制备方法，其特征在于主体工艺步骤包括：（1）、将海水采用常规的电解制氯装置进行杀菌杀藻；（2）、将步骤（1）得到的海水经过叠片式自清洗过滤器去除粒径为50μm以上的悬浮颗粒物和藻类，得过滤海水；（3）、将过滤海水经过一级预热器与纳滤浓水进行逆流流动换热，吸收纳滤浓水的热量，将原水温度提高3～10℃，回收热量之后的纳滤浓水直接排放，得预热后的过滤海水；（4）、将预热后的过滤海水经过二级预热器与采出水进行逆流流动换热，进一步提高海水温度至25～35℃，并通过流量阀门控制海水温度不超过40℃；（5）、用低压泵将步骤（4）得到的海水输送至超滤装置，去除过滤水中的微量悬浮物质、大分子有机物、残留油分、藻类和细菌，得到的超滤产水SDI小于3.0，浊度小于0.1NTU；超滤浓水直接至一级预热器加热海水，将热量传递给海水后，超滤浓水直接排放；（6）、40%?60%的超滤产水经过高压泵输送进入纳滤装置制得纳滤产水，剩余部分超滤产水进入能量回收装置，与纳滤装置的浓水进行能量交换后，再由增压泵输送进入纳滤装置，能量交换之后的纳滤浓水直接至一级预热器加热海水，将热量传递给海水后，纳滤浓水直接排放；（7）、将纳滤产水通过钛板式换热器继续与来自油田的采出水换热至40～50℃；（8）、采用疏水性中空纤维脱气膜装置脱除步骤（7）得到的纳滤产水中的氧气，使纳滤产水中的氧含量降至0.1mg/L以下，得脱氧后的纳滤产水；（9）、将步骤（8）得到的脱氧后的纳滤产水直接作为注入水进入注水系统；或进入配聚装置，并加入分子量为2000万～4500万的聚丙烯酰胺，配制成聚合物浓度为3000～10000mg/L的聚合物母液；在稀释混合器中加入纳滤产水将聚合物母液中聚合物的含量稀释至500～2500mg/L，溶液粘度为20～80mPa.s后，通过注聚系统注入地下驱油。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏保卫，高学理，王燕，高从堦，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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