专利名称：一种稠油热采用水处理方法及系统的制作方法
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°C )，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°C，因此需要对地热水进行冷却使其温度< 40°C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3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°C。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°C。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°C。
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。
附图简述
图1是根据本发明的一个实施方式的热采用水处理工艺的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的热采用水处理系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，以使本领域技术人员能够实践本发明。应当理解，可以采用其他实施方式，并且可以做出适当的改变而不偏离本发明的精神或范围。为了避免对于使本领域技术人员能够实践本发明来说不必要的细节，说明书可能省略了对于本领域技术人员来说已知的某些信息。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，且本发明的范围仅由所附权利要求界定。
以下谨以海上一个稠油油田为例阐释了本发明的一般原理，但应该注意，本发明绝不限于该海上稠油油田。
该海上稠油油田采用海上注热方式进行开发，平台有一口地热水井B15井，水温高达80°C，水质矿化度超过10000mg/L。然而热流体注入设备用水的矿化度不能超过 500mg/l，对水质有着严格要求。因此，必须使用一台水处理设备，将地热水进行淡化处理， 降低其矿化度和离子含量，才能给热流体注入设备供水。
然而水处理设备对水温有限制，进入水处理设备的水温不能超过35°C，否则水温过高会影响处理效果，然而地热水的温度高达80°C，因此在水处理设备之前必须要用一台冷却热交换装置将地热水冷却到35°C以下，这样才能让地热水进入水处理设备进行淡化处理。
请参见图1和图2，本发明在地热水源，水处理设备，热流体注入设备之间设置两套板式换热器(即一级热交换装置和二级热交换装置)。在第一套板式换热器中，从水处理设备出来的淡水(水温低于35°C)，与80°C的地热水进行热交换。经过热交换之后，80°C 的地热水的温度被冷却到约-60°C，而从水处理设备出来的35°C的淡水的温度被升高到50°C _55°C左右，然后进入热流体注入设备中。随后被冷却到约55°C -60°C的地热水进入第二套板式换热器中，与海水进行热交换。经过热交换之后，被冷却到55°C _60°C左右的地热水被海水进一步冷却到35°C以下，然后进入水处理设备中，用来冷却的海水被加热后排入海中。
通过这样一套水处理系统和工艺流程，不但将地热水进行了淡化处理，给热流体注入设备供水，同时将进入热流体注入设备的水的温度从35°C提高至55°C左右，使水温升高了 15°C 20°C，从而通过提高进水水温，提高了系统热能利用率，使设备注入速度增大 0. 2-0. 5t/h，单井次注热施工周期缩短2-4天，节省燃料10-20t，节约了注热成本，提高了经济效益。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围， 因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
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°C。
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°C。
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°C。
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。
全文摘要
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。
文档编号C02F1/00GK102518416SQ201110421019
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者孙永涛, 张伟, 文权, 林涛, 段凯滨, 王少华, 赵利昌, 邹剑, 马增华 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司