从产出流体中去除重金属的原位方法和系统的制作方法_2

文档序号:8268793阅读:来源:国知局
中通过过滤或离心除去的颗粒汞存在。在一个实施方案中所述颗粒汞主要为非挥发性的。
[0035]在一个实施方案中,所述产出流体是含有至少50ppbw未的原油。在另一个实施方案中,所述未水平至少为lOOppbw。在含未原油的一个实施方案中,少于50%的所述未可通过汽提去除(或多于50%的所述汞是非挥发性的)。在另一个实施方案中,在所述原油中的至少65 %的所述汞是非挥发性的。在第三个实施方案中,至少75 %的所述汞是颗粒类型或非挥发性类型。
[0036]重金属的原位去除:在一个实施方案中,重金属(例如汞和砷)的去除与在所述地下储层中的产出流体通过稀释剂注入的采收同步。在该方法中,在所述井中生产石油和/或天然气,将足够量的固定剂加入到所述地层中用于重金属的去除。
[0037]在一个实施方案中,所述原位去除与注水同时发生,在另一个实施方案中,与压裂过程同时发生。压裂是从断裂的储层中增加原油和天然气生产的方法。可以通过本领域已知的方法在地层中产生裂缝,例如,脉冲动力能、气体压裂、爆炸、等离子体激发、水力压裂等。注水(Water inject1n)或注水开采(waterf looding)是提高石油采收的广泛应用的方法,其中水被用作稀释液,将其通过注入井眼系统注入到岩层中,以促进烃从地下地层中的采收。在一个实施方案中,将压裂流体以足以扩大临近所述井或在所述井中的裂缝的压力和速度注入到所述井中。使所述压裂流体浸泡在地层岩石中一段时间,从数小时至数天。所述压裂流体是含有当外加压力减轻时将所述裂缝保持在支撑状态的支撑剂,以及足够量的用于除去重金属的固定剂的稀释液。所述压裂流体也可以是酸(例如HCl),以浸蚀在所述地层中的裂缝表面以形成有利于石油采收的传导通道。
[0038]在一个实施方案中,至少一部分的所述固定剂扩散到所述地层裂缝中并与嵌入到所述地层中的重金属反应,形成在所述压裂(稀释)流体中的重金属配合物。在一个实施方案中,在所述压力减少且所述流体流动的方向反转后,含有提取的重金属的流体回流到表面用于采收和随后的处理,以除去提取的重金属和其他污染物。在另一个实施方案中,将至少一部分的所述固定剂在所述浸泡过程中吸附到储层岩石上,得到具有嵌入的固定剂的“处理过的岩石”。
[0039]当所述流动反转且所述烃流过所述处理过的岩石时,所述重金属与所述嵌入的固定剂反应形成重金属配合物。在一些实施方案中,所述重金属配合物被嵌入并保持在所述地层裂缝中,使得当产出流体从所述生产井采收时,有效地比来自在所述压裂流体中没有所述固定剂的井的产出流体具有更低的重金属浓度。
[0040]在一个实施方案中,至少25%的所述重金属配合物保留在所述地层裂缝中;在第二个实施方案中,至少50%的所述重金属配合物保留在所述地层裂缝中;且在第三个实施方案中,至少75%。当所述固定剂从所述地层耗尽时,将在所述采收的产出流体中检测到增加的重金属量,以使得可将新的固定剂供给注入到所述地层中。在一个实施方案中,保留在所述地层中的重金属(例如汞)的量可以在钻井和打孔之前或之后通过测定原位地层物料的浓度来测定。所述量可以通过对来自所述地层的样品(例如孔样品、切割废料、来自所述地层的产出水等)的吸附分析来测定。
[0041]在一个实施方案中,将所述固定剂在采收的任何阶段且在连续或间歇基础上加入到稀释液(例如水)中以注入到所述井中。可以将其与其它添加剂(例如,支撑剂、表面活性剂、电解液等)一起添加到所述稀释液中。也可以将所述固定剂作为与所述稀释剂不同的进料加入到所述生产井中。其可以在小于所述稀释液的注入三十天内或周期性地经过几个月的周期被注入所述生产井中,以用于所述储层的浸泡。所述固定剂可以在具有位于生产管中的穿孔的分注器中被提供,使得向所述注入的稀释液中的连续缓慢溶解,如在美国专利公开号2011/0162841中公开的,通过引用将相关公开内容并入本文中。
[0042]在将所述固定剂注入到所述储层后的一个实施方案中,可将所述井关闭一段时间,以使所述固定剂和任选的其它添加剂(例如表面活性剂等)被吸收到所述基体岩石中且从而随着所述稀释液将所述石油移到所述裂缝中与存在于所述原油中的重金属反应。在一个实施方案中,所述关闭时间可以从2小时至数百天,且在另一个实施方案中2-10天,且在第三个实施方案中小于30天。
[0043]在另一个原位去除工艺的另一个实施方案中,所述固定剂随着溶解在注入的稀释液中流过地下通道或地层通道,与所述重金属反应生成金属配合物,其中将所述重金属配合物从所述产出流体中提取到所述稀释液中用于随后的回收。所述注入的稀释液(例如水)含有足够量的固定剂,只要所述水流过地下通道或地层通道(可包括在所述地层基体中的孔、裂缝、空隙、腔、穿孔)且流体通过所述井(包括套管井和无套管井)、管道和其他在井中的流体路线,就会导致捕获在所述地层中的烃向着所述生产井移动。在该过程中,在所述注入水中的固定剂反应并将所述重金属从所述产出流体提取到所述注入的水中。在一个实施方案中,所述注入的水以0.1-20米/天的速度通过所述岩层。在另一个实施方案中,当所述水在所述地层中时将其加热以促进重金属的原位去除。
[0044]在所述原位反应并从所述储层中回收所述产出流体和注入水后,将含有所述重金属配合物的废水与所述原油在本领域已知的相分离装置中分离,得到具有明显降低的重金属水平的原油和废水料流。在从所述地层中采收产出流体(例如原油)和含有重金属配合物的稀释液的混合物后的一个实施方案中,可将额外的化学试剂(例如配合剂)加入到所述混合物中,以促进油/水分离。
[0045]对于在岸上的环境或在敏感的近海环境中,将分离后的水相在重新注回到相同的储层或不同的储层(贫化后)、重新用于钻孔或激发或在适当的或可行的位置卸载之前转移至处理系统。实施水处理以控制过多的固体、溶解的石油、腐蚀、化学反应或微生物的生长。对于近海的应用,可处理所述废水以去除油且然后根据相关规定排放到大海。
[0046]具有降低的重金属水平的处理过的原油的采收和回收的水相的处理可以使用本领域已知的方法和设备来实施,包括用于所述油/水分离的分离器、水力旋流器、网状聚结器、过滤器、膜、离心机等;可将离子交换、电渗析、反向电渗析、电化学、去离子作用、蒸发、电去离子作用、反渗透、膜分离、氧化反应器、过滤以及它们的组合用于回收的水的处理。
[0047]用于原位反应的稀释液:待被用作所述原位反应的稀释液取决于待被采收的产出流体、产物的状态、所述生产井的位置以及其他因素。
[0048]在原位去除产出流体中的重金属,其中所述产出流体来自在低渗透性地层中的井的一个实施方案中,所述稀释液是轻质烃,例如,戊烷、柴油、粗柴油(gas oil)、煤油、汽油、苯、甲苯、庚烷等。在一个实施方案中,所述稀释液是非饮用水,例如原生水、含水层的水、海水、脱盐水、油田产出水、工业副产物水或它们的组合。例如,原生水、含水层的水、海水、脱盐水、油田产出水、工业副产物水或它们的组合。在一个实施方案中,所述稀释液可以是包含在水中的油相的混合物的混合物。除了所述固定剂,所述稀释液可以用其它添加剂(例如阻垢剂、表面活性剂、支撑剂等)来加强。在一个实施方案中,所述稀释液来自与顶部平台上部生产设施相连的储水/处理设备,其中回收产出水、海水等且通过添加剂(例如所述重金属去除需要的固定剂)的添加来制备。可将所述稀释液以冷的、热的或环境温度注入到所述生产井中。
[0049]在一个实施方案中,在对于所述稀释液和/或所述固定剂相同的注入井中采收所述产出流体(例如原油)。在另一个实施方案中,所述采收通过位于与上述注入井相同距离的第二个井。在另一个实施方案中,至少一部分的所述固定剂可以吸附到岩石井下或围绕所述井的包装材料上。当烃通过所述处理过的岩石或所述包装材料时,所述固定剂与其反应且将所述重金属提取到所经过的稀释液中,使得随后从相同的生产井或位于与所述注入井相同距离的第二个井中去除。通过地层再压制、流体扩张和重力将所述稀释液驱动到所述生产井。
[0050]注入的稀释
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