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海上注水开发神作 注水水源处理实现“海底DIY”

海上注水开发神作 注水水源处理实现“海底DIY”

国民油井SWIT技术颠覆了传统海上油田注水开采方式。在海底,采用该技术对丰富的海水资源进行杀菌和沉降初步处理,再采用滤膜技术对海水中的硫酸盐进行过滤,最终为每口注水井“量身定制”属于自己的水源。以高度的灵活性、良好的经济性和显著的高效性让海上注水开采迎来了又一次的历史变革。

目前,最常见的提高原油采收率的方法应该就是注水开采,但传统的海面注入水处理设备造价昂贵且非常笨重。采用SWIT技术和Seabox海底处理机组后,可在海底直接对海水进行处理,处理过的海水可直接泵入注水井中。SWIT技术可在需要注水开采的区块适时地提供合适水质的注入水。SWIT技术的灵活性海水处理方法使得作业者可在任何时间、任何位置用合适水质的水源进行水驱作业,从而能够提高原油采收率。

最近十年,在石油公司的支持和赞助下,SWIT技术和Seabox海底注水处理机组在挪威海底进行开发并且逐渐成熟。该项技术可在海底直接处理未净化的海水,使之达到预期的水质,从而注入到油井中,以恢复储层压力、增加波及系数、提高原油采收率。

该项技术始于2003年,由Joint Industry Projects (JIP)研究小组发起,由顶级石油公司和Norwegian Research Council(挪威研究委员会)支持。SWIT技术和Seabox机组正是在这些项目的磨练下得到了长足的发展,目前,这项技术已经准备进行现场应用。

SWIT技术和Seabox机组作为国民油井华高海底生产系统的一部分,不仅迎合了作业者的需求,也最大程度的增加了海上油田开采项目的价值。

国民油井华高公司的SWIT技术让人们对海上油田注水开采的认识又提升了新的高度。该技术可在海底直接对海水进行处理,无需海面上的处理设施,需要注入水时即可得到优质的水源。通过简化基础设施、升级水处理系统和提高注水作业时间,来降低了海底油气生产成本。

SWIT技术简介

SWIT技术为必须提高波及系数和避免油藏酸化的地区提供优质注入水。建立全套海底注水开采系统可提高海上油气的采收率,这是传统的海面注水开采处理系统所无法比拟的,SWIT技术正好弥补了这项技术的空白。

Seabox海底水处理机组可对海水进行基本的杀菌和沉降处理。机组具有三种不同的海水处理流程。在Seabox机组入口处,海水通过电解海水制氯装置,所产生的次氯酸钠混入所有流经的海水中,海水在Seabox机组中与其反应1个多小时。与此同时,直径大于15微米的颗粒也将会沉降。在Seabox机组出口处,进行二次电化学处理产生羟基自由基,可用来杀死和溶解海水中的细菌和微生物。

最新一代的Seabox标准机组具有处理40000桶海水的能力,整个作业过程通过国民油井的控制系统(具有自主产权)进行操控,另外采用NOV的标准组件可很容易地设计出其他的电容设备。在Seabox机组内部不存在活动的组件,且需要进行定期维护和更换的只有机组的处理系统,频率通常为4年一次。

SWIT技术具有不同的配置参数,Seabox机组作为SWIT技术的核心组成部分,主要为海上油田注水开采提供大量经沉降和杀菌处理过的海水。NOV将微量过滤法与滤膜技术相结合,可将海水过滤成不含硫酸盐的低矿化度水和无固相颗粒的注入水。并且可根据油藏储层的特殊要求来调整水质。

SWIT技术的意义价值

海上注水开发神作 注水水源处理实现“海底DIY”

SWIT技术推动了海底边际伴生油气藏的开采

SWIT技术为海上油藏和设备的管理提供了新的方法,从而实现了降低生产成本、减少污染物排放、改善原油采收率(IOR)和提高原油采收率(EOR)。作业者可以让油藏工程师作为SWIT技术的主要“驾驭者’,基于工程师对储层的洞察力,来进一步优化油气产量和采收率。

由于SWIT技术不受海面注水处理系统的限制,因此,其推动了海底边际伴生油气藏的开采,同时扩大了油气的开采面积。另外,由于SWIT技术可在海底将海水处理为任意水质的注入水,因此其可以以较低的成本为提高石油采收率(EOR)提供低矿化度的注入水:

1.灵活性:海上油田的注水开采不再局限于海面注水开采处理系统,可以说,该技术为海上油田注水开采增加了灵活性和选择性;
2.提高采收率:可以根据储层的状况对注入水进行定制,并可根据油藏区块的性质,调整注入水的水质;
3.降低投资成本:通过缩减成本减少了整体投资、增加了净现值,并且设备可以进行重复使用;
4.降低运营成本:能耗更低,设备维护周期更长,配备人员数量更少;
5.高度一致性:现场应用证明该系统具备高度的一致性,并且系统不存在旋转、活动组件以及冗余组件;
6. 提供高质量的注入水源:SWIT技术不受海面注水开采系统的限制,同时其可以提供高质量的注入水源,因此,其在海上油田注水开采作业中具有先天优势。

可以说,SWIT技术在储层和设备管理方面作出了根本性的转变,这增加了海上新老油田的原油产量和采收率。

Seabox海底水处理机组简介

Seabox适用于海上油气田的水驱作业

Seabox海底水处理机组可与微量过滤法相结合,进而提升注入水的水质,最终满足储层开采的需求,特别是可为水驱提供不含固体颗粒的水源。Seabox海底水处理机组完成海水杀菌和沉降处理后,微量过滤器可以过滤掉剩余颗粒。这种微量过滤器可以过滤掉直径小于0.1微米的颗粒,可谓是最精细的过滤装置。

微量过滤技术的原理为反冲洗技术,整个过程无需添加任何化学试剂。Seabox海底水处理机组和微量过滤操作均由Seabox海底控制模块(SCM)控。SCM是一种完全“电控”方式,可通过控制阀,精确操纵过滤性能。

Seabox为每口井的注入水进行“量身定制”

SWIT技术利用微孔滤膜技术除去水中的硫酸盐等,该技术充分利用了以下两种微孔滤膜技术的作用原理:

1.反渗透膜技术:用于清除盐类物质以及含有的硫酸盐;
2.纳滤膜技术:用于去除硫酸盐。

两种滤膜技术需要在Seabox海底水处理机组和微量过滤技术对海水进行前期处理之后,才能持续除去硫酸盐中的硫酸根离子和金属离子,并且处理过程中无须再进行干预或对滤膜进行再生等。反渗透膜技术和纳滤膜技术的工艺流程基本相同。

经Seabox反渗透膜技术处理过的海水,几乎不含有任何细菌和固体颗粒,海水的矿化度通常达到500-5000 ppm,并且硫酸盐总含量低于2 mg/l。

经Seabox纳滤膜技术处理过的海水,几乎不含有任何细菌和固体颗粒,并且硫酸盐总含量低于40 mg/l。

译者/赵金成 濮御  编辑/魏亚蒙

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柠檬
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系我们。

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