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從回流和采出水中檢測并回收油
2019年12月05日    閱讀量:562    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

頁巖地層中水平鉆井和完井的返排水和采出水含有大量可回收和出售的有價值的石油。商業鹽水處理(SWD)設施依靠“脫脂油”帶來的額外收入來使它們的設施盈利。但是,生產商渴望將損失的石油放到他們的銷售油箱中,而不是將其運往社署涂料在線coatingol.com但是,在不知道水中有多少石油的情況下,基于石油回收的設施投資決策很難甚至不可能。

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確定水包油濃度。水中的油濃度以毫克每升(mg / l)或百萬分之一(ppm)的形式報告。ppm讀數通常基于重量(pp W),與mg / l讀數相同。它也可以以體積測量值(ppm V)的形式報告,可以將其轉換為有用的財務信息,以每桶石油(bbl)為單位,其中1 ppm V是100萬桶水中的1桶油。通過將油的標準比重除以mg / l(ppm W)的濃度可以將其轉換為ppm v根據API的重力來買賣石油,可以通過公式SG =(131.5 + API)/ 141.5輕松將其轉換為標準比重(SG)。表1顯示了API重力到比重的轉換。API 55°頁巖油在標準條件下的比重為0.759,因此1 mg / l(ppm W)/0.759等于1.32 ppm V或每100萬桶水1.32桶油。

典型的生產分離器可能排放出1,000 mg / l的油,這等于10,000桶水中的13.2桶油。如果將相同的水送入社署設施,社署將回收部分油并泵送水,以約100毫克/升的速度將其排入處理井,或將約1.3桶油換成10,000桶水,從而使社署凈每處理10,000桶水可回收11.9桶油。測量水包油的濃度是生產者或社署操作員知道設施正在回收或留下多少油的唯一方法。

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圖1.來自SWD注射泵的連續水包油數據顯示讀數存在顯著差異,相隔僅幾個小時。

在頁巖氣層中運行的大多數生產商和社署設施都依靠抓取樣品和實驗室分析來獲得水包油濃度數據,但實際濃度值一直在變化。圖1 顯示來自SWD泵吸入的連續在線水包油數據,不同時間的抓斗樣本顯示出明顯不同的讀數。僅使用第一個樣本的數據,設施運營商可能會認為設施運行良好,而損失的石油卻失去了收入,并可能導致注入問題,從而提高了成本。或者,如果操作員僅使用了第二個樣本中的數據,則假設可以在10,000的范圍內恢復額外的7-8 bbl,則可能會在設施改進上超支。測量水包油濃度的傳統實驗室方法包括:

  • 取樣

  • 將樣品送到實驗室

  • 使用溶劑(例如己烷)從水中提取油

  • 蒸發溶劑

  • 稱量
    未蒸發的殘留油

  • 從己烷提取的殘留油中計算出原始水包油濃度。

由于涉及許多步驟,所以這些步驟耗時,昂貴并且容易出錯。另一種廣為接受的量化水包油濃度的方法是使用紫外線(UV),這會使油滴發出熒光。

一種新型的水包油監控服務。National Oilwell Varco(NOV)的一種新的水包油監控系統使用紫外線來觀察水中的油滴。可以測量出油散發出的熒光量,并將該光量轉換為水中油的濃度。基于熒光的水包油監視器已經商業化了很多年,但是現有的模型價格昂貴并且需要連續的維護和重新校準。另外,需要專門技能來確保數據質量。NOV推出了一項新的水包油監控服務,該服務將消除擁有監控器的風險和猜測。該服務將連續的在線水包油濃度數據提供給計算機,電話或平板電腦,并與數據存儲,

可以添加其他過程變送器,例如罐液位和流量計,以擴展連續數據的實用性。例如,添加到濃度數據中的流量測量值使操作員可以量化隨時間推移與水一起流過的油,這意味著可以確定該油的美元價值。油箱液位與濃度數據相結合,有助于深入了解油箱液位如何影響水包油濃度,從而最大程度地減少油耗。

連續水包油監控可應用于生產設施的排水和SWD的處理泵。在這些位置放置一個監視器可以檢測和定量損失的油。社署卡車卸貨和管道連接處的其他監視點將顯示有多少油進入設施,監視槍管出口可幫助診斷并改善油分離性能。在生產設施中,對分離器和加熱器處理機進行額外的監視將有助于診斷和優化分離性能,同時監視來自測試分離器的水可提高試井的準確性并幫助分配租賃。

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圖2.傳統的垂直槍管的紅外掃描顯示了一個大的死區,停滯的液體在那里冷卻了。

水平槍管設計。傳統垂直槍管的紅外圖像突出顯示了回收問題,圖2較暖的斑點為白色和黃色,而較冷的區域較暗,并趨向于光譜的紫色末端。水箱的溫暖區域顯示水在流動,而較涼的區域則停滯不前,并顯示液體已放置足夠長的時間以使其冷卻。傳統的槍管是在恒定高度下操作的立式坦克。水從水箱頂部進入,內部管道將水向下引導到水箱中,并穿過分布在水箱底部約5英尺至7英尺的散布板。油從擴散板上方升起并從頂部撇去,而水從油箱右側的底部排出。

多年來,炮管和基于坦克的采出水處理系統已根據保留時間的概念來確定尺寸,但標準計算假設將整個坦克容積用于分離。如圖2所示,該槍管的僅一小部分被用于分離。NOV推出了臥式炮管(HGB),以解決常規炮管設施中石油采收率低和沙粒堆積的問題。一個8英尺×35英尺的HGB可以處理20,000 bwpd。它需要六個傳統的1,000桶垂直槍管才能達到一個HGB的除油性能。與傳統的炮管系統相比,HGB設施占地面積更小,配管更少,總投資成本也更低。

將Tore在線船只除砂(OVD)技術集成到HGB中,消除了對固體堆積的擔憂。水進入旋流室,而沙子被吸入Tore裝置并通過強大的渦流流化,該渦流從Tore腳流出。單個OVD裝置每小時可輸送約4噸固體,濃度為40%(體積),流量為18 gpm。臥式槍管有四個Tore單元,它們相互連接在一起,可在大約10分鐘的時間內有效清除積聚的沙子。日常運作。OVD技術無需關閉或破壞HGB內的油回收過程即可清除積聚的固體,從而幫助操作員避免了昂貴的油箱清洗,最大化的油回收率并降低了運營成本。

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圖3。該圖說明了通過基于HGB的系統,水和油的更有效流動。

HGB的操作原理很簡單。容器是水平的并且是液體填充的,這意味著頂部沒有氣相。通過使水流過進口擋板并流過容器,總體積將用于分離。機油到達HGB頂部的油墊所必須經過的距離要短得多,因此會收集更多的較小的,上升較慢的油滴。在HGB的頂部維護一個薄的油墊,這有助于在排放之前除去基本的沉積物和水分。圖3顯示了水和油如何流過基于HGB的系統。水從管道連接點,卡車卸貨站或自由取水口進入HGB,然后通過水路段流出。水管保持恒定的水頭壓力,使HGB充滿液體。當油聚集在HGB中時,油墊會增長,并且油水界面會下降。接口液位控制器檢測油水接口并打開HGB頂部的閥。高水位支腿和較短的油箱之間的壓頭差將干凈的油從HGB驅至供油箱。

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圖4.現場的WaterWolf系統設置。

集成解決方案:動態采油。NOV的WaterWolf動態油回收系統將脫油和除砂水力旋流器與螺桿泵的無剪切作用結合在一起,以實現低于50 ppm的殘留油位和低至10微米的除砂效果(圖4)該系統無需化學藥品或過濾器即可采油并生產高質量的水。回收的油在壓力下排出,可以直接返回到槍管,加熱器處理器或自由水擊倒裝置,而無需其他收集坑或油箱。由于油和固體是在單獨的水力旋流器容器中除去的,因此油中沒有固體,而固體中也沒有油。

除砂水力旋流器包含高效的陶瓷固液旋風分離器,可從水中去除10至15微米的固體顆粒,并能吸收超過1%(體積)的固體濃度。固體積聚在容器的下部腔室中,而水則從頂部排出。有時將固體作為淤漿從蓄能器中清除。除砂器消除了對大多數過濾器的需求,并消除了相關的人力和更換過濾器以及過濾器處置的成本。除油水力旋流器跟隨除砂器。它包含高效的液-液脫油旋流器,可處理進口中高達2,000 ppm的油,同時無需化學絮凝即可將油濃度降低至50 ppm以下。當前的WaterWolf產品線包括三種標準型號,容量分別為8,000、16,

運營商附加值

在過去的幾年中,水務中游部門的規模和復雜性不斷增長。沿許多管道連接的水包油監控可以識別出將富油水輸送到網絡中的生產者,這可能導致更具競爭力的費用結構,從而補償運營商向其輸送到系統中的石油的費用。NOV可以設計和提供與水包油監控技術完全集成的完整SWD設施,并以成熟的HGB工藝為后盾,以最大程度地提高采收率并增加每桶的利潤,因為出售管道級石油的價格可以高于大多數社署生產的典型的濕油。 

標簽:行業資訊今日頭條化工應用技術中心精細化學品石油化工
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