通过将经处理的水注入含油地层而提高油采收(eor)的方法和系统的制作方法
【专利摘要】油采收通过如下提高：-在过滤组件(1、2)中从海水中过滤固体，以制得经预处理的海水；-在电容性去离子(CDI)组件(3)中进一步处理所述经预处理的海水，以制得经处理的海水(10)，所述电容性去离子组件具有在电性相反的电极(15、16)之间的用于经预处理的海水的流动路径(12)；以及-将具有降低的盐度和固体含量的所述经处理的海水(10)注入地层中，以调动原油并提高油采收(EOR)。过滤&CDI组件(1-3)提供了具有适用于EOR的纯度、盐度和TDS水平的经处理的海水(10)而无随后的与粗海水的再共混以再调节TDS水平，并且相比于已知的反渗透(RO)EOR海水处理单元对结垢敏感性更低，且耗能更低。
【专利说明】通过将经处理的水注入含油地层而提高油采收(EOR)的方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过将经处理的水注入含油地层而提高油采收(EOR)的方法和系统。
[0002]存在于含油地层中的油的仅一部分可由于地层的自然压力而采收。由所述“一次”采收而采收的油通常为地层中的油的5%至35%。已开发提高油采收的方法以将可从含油地层中采收的油的量增加至大于在一次采收中采收的油的量。
[0003]水驱广泛用于二次采收的方法，在水驱中，水通过注射井注入含油地层，以将油调动和驱动通过地层以从生产井中生产，所述二次采收用于将自地层采收的油的量增加超过一次采收。近来，使用具有低盐度的水的水驱已用于相对于在常规的更高盐度的水驱中采收的油量增加自地层采收的油量。低盐度水可代替常规用于二次采收中的水驱的更高盐度的水使用，或者低盐度水可在常规的更高盐度的水驱之后使用，以相比于在三次采收过程中的初始水驱的油采收递增增加油采收。
[0004]将低盐度水注入地层中可通过双层膨胀而降低地层中的孔隙内油与地层的离子结合，从而导致岩石对烃类的吸附能力的降低。这通过使地层的孔隙表面更加水润湿且油润湿减小而增加了地层中油的移动性，从而允许移动的油从其所处的孔隙中移出，并被驱动至用于从地层生产的生产井。
[0005]在低盐度水驱中使用的低盐度水通常具有百万分之(“ppm”)200至5000ppm的总溶解固体(“TDS”)含量，优选具有1000ppm至5000ppm的TDS含量，以在水中提供足够的
盐度而防止地层损坏。
[0006]通常，通过将具有显著更高盐度的源水脱盐而制备提供用于提高油采收的低盐度水。海水为进行处理以提供特别地用于海上石油采收的低盐度水的常见源水。海水通常具有30000ppm至50000ppm之间的TDS含量。咸味水、自地层产生的高盐度地层水和高盐度含水层水也可用作可进行脱盐以提供低盐度源水的源水。这种水源可具有1000Oppm至250000ppm 的 TDS 含量。
[0007]用于水脱盐的通常应用的技术包括蒸馏过程(如多级闪蒸、多效蒸馏、机械蒸汽压缩和/或热蒸汽压缩)，和膜过程(如反渗透(RO)、纳米过滤(NF)和/或电渗析)。Voltea B.V.的国际专利申请W02011/135048和网址www.voltea.com公开了通过电容性去离子(CDI)从例如废水中去除离子的方法和装置。CDI的更多信息可见于科学论文Environmental Science and Technology,第 36/13 卷，第 3017 页，2002 和出版于 JournalElectrochimica Acta55(2010)3845-3856 和网址 www.elsevie.com/locate/electacta的 M.A.Anderson 等人的文章 “Capacitive deionization as an electrochemical meansof saving energy and delivering clean water.Comparison to present desalinationpractices:Will it compete ?，，中。
[0008]M.A.Anderson的后一文章在图8中显示了将具有不同盐度的水脱盐所需的电功量，并推断在所选条件下和低于5000mg/L的浓度下，即使获得60-70%的中等效率，⑶I也可为具有竞争力的技术。[0009]将用于EOR的水脱盐的最常用的方法通常包括用于从水中过滤固体的微滤器(MF)或超滤器(UF)组件，和反渗透(RO)组件，或用于随后的水脱盐的纳米过滤组件和RO组件的组合。对海水的海上脱盐的数个研究推断，使用常规或膜预处理的海水反渗透(SffRO)由于合适的重量、成本、占用空间(footprint)和设计输出能力而是迄今为止可用于海上应用的最可行的脱盐方法。
[0010]EOR低盐度注射水的适当处理对于防止与盐度相关的地层损坏是关键的。如果存在于地层中的粘土与注射水不相容，则可发生粘土的解絮凝。当粘土在地层中解絮凝时，粘土粒子可分散并迁移至孔喉中，从而导致地层损坏。通常，注射水/完井液必须具有足够的盐度(以总浓度和/或二价阳离子浓度测得)，以在体系平衡时防止地层粘土的解絮凝。另夕卜，必须具有足够的二价阳离子(即Ca++、Mg++)存在于驱替液(例如注射海水)中，以在从一种水组成转变成另一种水组成的过程中防止地层粘土的解絮凝。
[0011]蒸馏技术和SWRO的一个缺点在于，经处理的源水具有过高的纯度，从而需要与海水或高盐度膜渗余物流共混以将TDS水平调节至所需的水平。蒸馏和RO膜脱盐技术通常将经处理的源水的TDS含量降低至小于500ppm，通常小于200ppm。为了避免地层损坏，TDS为IOOOppm至5000ppm的低盐度水为所需的，因此，通常例如通过与海水或与高盐度膜渗余物流共混，从而将离子添加回至通过蒸馏或RO膜脱盐技术制得的水中，以用于EOR应用中。RO的另外的缺点在于RO膜对污垢敏感，且RO为耗能的。
[0012]需要提供用于EOR的改进的有效的海水处理方法和系统，其提供具有适用于EOR的纯度、盐度和TDS水平的经处理的水，并因此无需随后的与粗海水再共混以将TDS水平再调节至所需的水平，且其相比于RO对污垢敏感性更低，且耗能更低。
【发明内容】
[0013]根据本发明，提供了一种用于从含油地层提高油采收(EOR)的方法，所述方法包括:
[0014]在过滤组件中从总溶解固体含量为IOOOOppm至50000ppm的源水中过滤至少一些固体，以制备经预处理的水；
[0015]在电容性去离子(⑶I)组件中进一步处理所述经预处理的水，所述电容性去离子组件包括设置于一对电性相反的电极之间的用于经预处理的海水的至少一个流动路径，所述的一对电性相反的电极从流动通过所述流动路径的经预处理的水中吸附并由此去除至少一些离子，由此制得相对于所述源水具有降低的盐度和固体含量的经处理的水；以及
[0016]-将具有降低的盐度和固体含量的所述经处理的水注入地层中，以调动原油并提高油采收。
[0017]所述电极可包括包含碳的气凝胶和/或活性炭的基本上平行的多孔板，所述基本上平行的多孔板由连接至板的直流(DC)电源充电。
[0018]所述过滤组件可包括纳米过滤(NF)和/或微滤器组件。所述NF和/或微滤器组件可包括NF组件，所述NF组件产生具有降低的硬度和硫酸盐浓度，并具有小于百万分之I (ppm)的油和小于百万分之I (ppm)的总悬浮固体(TSS)的经预处理的海水。
[0019]所述源水可具有IOOOOppm至50000ppm的总溶解固体(TDS)含量。所述源水可选自海水、咸味水、自地层产生的水和含盐的含水层水，和它们的混合物。所述经处理的水相对于所述源水具有降低的盐度和降低的固体含量。所述经处理的水可具有百万分之1，000至 5, OOO (ppm)之间，或 2000ppm 至 5000ppm 的 TDS。
[0020]据信NF和⑶I组件的如上操作范围具有以出乎意料的方式优化NF和CDI组件的效率和性能的协同作用，这克服了来自M.A.Anderson等人的文章的如下偏见ADI仅有效用于TDS小于5000mg/升的咸味水的脱盐。
[0021]根据本发明，还提供了一种用于从含油地层提高油采收(EOR)的系统，所述系统包括:
[0022]过滤组件，所述过滤组件用于从TDS含量为IOOOOppm至50000ppm的源水中过滤至少一些固体，以制备经预处理的水；
[0023]电容性去离子(⑶I)组件，所述电容性去离子组件用于制备具有降低的盐度和固体含量的经处理的水，并包括设置于一对基本上平行的电性相反的电极之间的用于经预处理的水的至少一个流动路径，所述的一对基本上平行的电性相反的电极从流动通过所述流动路径的经预处理的水中吸附并由此去除至少一些离子；以及
[0024]用于将具有降低的盐度和固体含量的所述经处理的水注入地下地层中，以调动原油并由此提高来自地层的原油采收的装置。
[0025]所述过滤组件可包括毛细管纳米过滤(NF)和/或微滤器组件，并可构造为产生具有降低的硬度和硫酸盐浓度，并具有小于百万分之I (ppm)的油和小于百万分之I (ppm)的总悬浮固体(TSS)的经预处理的水。
[0026]根据本发明的方法和/或系统的这些和其他特征、实施方案和优点在所附权利要求书、实施例、摘要和示于所附附图中的非限制性实施方案的如下详细描述中进行描述，在描述中使用指代附图中所示的对应的附图标记的附图标记。
[0027]在不同图中的类似附图标记表示相同或类似的客体。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1显示了根据本发明的用于制备适用于EOR的经处理的水的过滤和电容性去离子(CDI)组件的过程方案；且
[0029]图2更详细地显示了图1中所示的CDI组件中的流动通道的纵向截面图，其中离子从盐水中去除。
【具体实施方式】
[0030]图1显示了根据本发明的用于EOR注射水处理设施的过程方案。
[0031]该EOR注射水处理设施包括固体去除过滤器1、毛细管纳米过滤(NF)单元2和电容性去尚子(⑶I)单兀3。
[0032]可将任选地与来自地层的经再生的注射和孔隙水的流共混或交替的粗源水的流4进料至其中去除粗粒子的固体去除过滤器，流4可分离成第一经预处理的水流5和第一废水流6。可随后将所述第一经预处理的水流进料至毛细管或非毛细管纳米过滤(NF)单元2中，其中所述第一经预处理的水流可分离成第二废水流7和第二经预处理的水流8。
[0033]可随后将所述第二经预处理的水流8进料至电容性去离子(⑶I)单元3中，其中所述第二经预处理的水流8可分离成第三废水流9和经处理的EOR注射水流10。[0034]经处理的注射水10的降低的硬度和盐度提供了提高油采收(EOR)的机会。
[0035]如果富含二价离子的初始高含盐地层水存在于含油地层的储层岩的孔隙中，则将源水4的流与低盐度盐水10混合或交替是可行的。储层岩中粘土的存在导致更低的总溶解固体(TDS)。典型的TDS极限为百万分之1000-5000 (ppm)。用于EOR的新鲜水的注射将导致源自粘土溶胀的地层损坏。
[0036]由UK专利GB2450269已知，水的脱盐和硬度的去除也对于如下也非常有效:(i)降低化学EOR所需的聚合物和表面活性剂的量，和(ii)降低储层酸化和结垢形成的风险。
[0037]注射水的来源可为海水、咸味水、含水层水或产出水，其选择取决于例如油田的位置、环境排放限制和/或再利用产出水的目标。
[0038]常规海水脱盐技术可分类成蒸馏方法(例如MSF、MED)和膜过程(如RO (反渗透)、NF (纳米过滤))和电渗析。
[0039]R0，如使用常规或膜预处理的SWR0(=海水反渗透)为目前可用于海上应用(其中空间通常受限)的最可行的脱盐方法。
[0040]然而，RO的缺点在于:(i)产生过高纯度的渗透水，且需要与更高盐度的进料水共混以获得所需TDS水平，和(ii) RO对结垢敏感，和(iii)耗能。
[0041]根据本发明，提供了克服(SW)RO的缺点的用于去除TDS的替代解决方法，即可能与毛细管NF组合的CDI (电容性去离子)的应用。
[0042]使用⑶I单元3来处理用于EOR的水的优点在于，产品盐度/硬度可通过电极的充电而调节；因此不需要共混以再次增加TDS，如箭头11所示。
[0043]此外，不需要另外的化学品用于再生CDI单元3。
[0044]图2显示了具有开放流动路径12的⑶I单元3，其设置于包括带正电和带负电的电极13和14的基本上平行的电极组件之间，所述带正电和带负电的电极13和14由上下多孔碳电极14和15覆盖。上多孔碳电极14可由阴离子交换膜17覆盖，下多孔碳电极16可由阳离子交换膜18覆盖。
[0045]由示于图1中的NF单元2排出的经预处理的水流8可流动通过在分别吸引阳离子19和阴离子20的带正电和带负电的电极13和14之间的流动路径12，由此使得阳离子迁移至上碳电极15的孔隙中，阴离子迁移至下碳电极16中。
[0046]在阴离子和阳离子交换膜17和18之间的开放流动路径12中不存在流动屏障可相比于RO膜显著降低结垢的风险，由于水流动通过RO膜的壁中的开口的细筛网，因此RO膜易于结垢。也不需要高压泵、膜、蒸馏柱或热加热器。
[0047]如图1所示，可需要预处理，以例如通过使用图1中所示的微滤器和/或其他过滤器I和/或毛细管或非毛细管纳米过滤(NF)单元2而预处理海水流4，从而防止可在⑶I单元3中的多孔碳电极15和16中使用的碳布的堵塞。
[0048]已发现，源水中天然有机物质(NOM)的存在似乎降低了碳的气凝胶材料的无机吸着能力。用于NOM去除的预处理可有助于使用碳的气凝胶的CDI过程的操作效率。
[0049]通过应用毛细管纳米过滤膜而部分去除二价离子以降低硬度和硫酸盐浓度可有效作为预处理，因为其相比于螺旋缠绕膜较不易于结垢；所述螺旋缠绕膜使溶液耐受油和固体痕量的存在，从而可能允许再利用产出水。部分去除更高价态离子的存在也可能允许CDI中更好的过程控制，因为可预期更低的优先负载。[0050]相比于已知的MF-SWRO脱盐方法，设想根据本发明的⑶I脱盐方法的如下关键差
巳
升:
[0051]1.⑶I脱盐方法可需要更小的重量和空间；因此，⑶I脱盐方法可应用于对于MF-SWRO的应用过于空间和/或重量受限的某些海上采油平台和船舰。而且，当应用于海上平台或船舰时，更小的空间和重量要求可产生明显更低的成本。
[0052]2.由于不需要共混，因此⑶I脱盐方法可提供更高的过程效率。
[0053]3.CDI脱盐方法可导致更少的结垢问题，因此，过程可需要更少的补救措施。
[0054]4.⑶I脱盐方法可产生更少的能量消耗，且无化学品消耗。
[0055]5.⑶I脱盐方法可提供更高的可操作性和可维护性程度。
[0056]已观察到，使用低盐度(TDS~3000ppm ；TDS =总溶解固体)水的EOR水驱而非粗海水注射改进了油采收(IOR)，并且相比于化学提高油采收(EOR)方法潜在具有成本竞争力。岩心流动测试和单井化学示踪剂测试已显示，低盐度水驱可将烃类采收效率提高原油地质储量(OOIP)的5至38%。
[0057]低盐度水流10的注射可将储层岩的可润湿性向更加水润湿状态移动，并因此可产生递增的油采收 。逆效果也是可能的。已知过程的效率取决于诸如如下的参数:地层水的组成(离子含量、pH)、初始水饱和、岩石地层的粘土含量和油性质。而且，当用于聚合物驱时，低盐度水流10可需要显著更少量的聚合物，由此降低用于运输、储存和处理聚合物化学品的海上所需设施。
[0058]图1中所示的水处理设施1-3的任选性能的概要如下提供:
[0059]1.在NF/R0 (膜软化&脱盐)单元I和2中的预处理:
[0060].油〈lppm
[0061]?总悬浮固体TSS〈lppm
[0062]2.低盐度水驱流10:
[0063].盐:TDS ~1000_5000ppm
[0064].低硬度，以限制任选添加的EOR和/或稠化聚合物的量
[0065]3.经处理的EOR水流10，如果用作用于ASP (碱性表面活性剂聚合物)混合物:
[0066].盐:TDS ~1000_2000ppm
[0067].除气:02〈20ppb
[0068].铁:Fe〈2ppm
[0069].min.02&Fe水平需要防止聚合物降解/沉淀
[0070]4.经处理的EOR水流10的结垢(硬度)/酸化:
[0071]?软化:Ca〈40ppm, Mg〈100ppm,
[0072].防止酸化的SRU (硫酸盐去除单元):
[0073]S04〈20ppm。
[0074]硫酸盐去除单元(SRU)可包括纳米过滤(NR)膜，以从水中去
[0075]除多价或二价阴离子，如SO42'在SRB (硫酸盐还原菌)的存在
[0076]下，硫酸盐被转化为HS-，从而导致储层的酸化。
[0077]由国际专利申请W02011/135048已知，电容性去离子(CDI)为基于离子积聚成双电层的脱盐技术。当将多孔碳电极15、16的带电表面引入由经预处理的盐水流8提供的电解质水溶液中时，形成所述双层。用于双层形成的电荷量与可去除的离子19、20的量直接成比例。⑶I与R0、离子交换和电渗析竞争，但不同于这些常规过程中的一些，不需要另外的化学品用于再生单元。也不需要高压泵、膜、蒸馏柱或热加热器。CDI的原理起源于20世纪70年代。然而，在当时，没有具有高表面积和低电阻的合适的材料可便宜得到，因此，将该技术用于盐水流8的脱盐仍然是不可行的。如今，材料可以以更低的价格得到，如(挤出)粉末、纤维和纳米管。为了在短时间内获得最大量的吸附能力，使用具有低电阻的高表面积材料(如活性炭)以用于制备多孔碳电极15和16。目前的CDI研究的大多数使用碳的气凝胶作为多孔碳电极15和16中的吸附材料。
[0078]在竞争环境(即当存在不同价态的多个离子时)中，多孔碳电极15和16中的二价物质的吸着受限。
[0079]经预处理的水流6可流动通过阳离子和阴离子交换膜17和18之间的开放流动路径12，所述阳离子和阴离子交换膜17和18覆盖带正电和带负电的多孔碳电极15和16。通过在带正电和带负电的碳电极15和16之间产生预定电势(例如通过将正电压施加至第一电极(阳极)13的带正电的集电器，并将负电压施加至第二电极(阴极)15的集电器)，流动通过开放流动路径12的经预处理的水的阴离子被吸引至带负电的多孔电极16，且阳离子被吸引至带正电的多孔电极15。以此方式，包括阳离子19和阴离子20的离子从流动通过流动路径12的水中去除。当多孔电极15和16由离子饱和时，多孔电极15和16可通过释放电势差并将多孔电极15和16放电而进行再生。这将从多孔电极15和16释放离子至流动通过流动路径12的水中。这将导致流动通过流动路径12的水中的离子含量增加，且所述水将被排出流动路径12。一旦大部分离子从多孔电极15和16中释放，且具有增加的离子含量的污染水被排出流动路径12时，将多孔电极15和16再生，并可再次用于吸引离子以用于水脱盐。
[0080]阳极与阴极多孔电极15和16之间的电势差相当低，例如小于2伏，优选小于1.7伏，甚至更优选小于1.4伏。也有用的是由集电器13、14和多孔电极15、16提供的电路的电阻低。
[0081]用于多孔碳电极15和16中的碳可包括活性炭，和任选的任何其他碳质材料，如炭黑、碳的气凝胶、碳纳米纤维石墨烯或碳纳米管。碳可为化学活性炭，或可为蒸汽活性炭。碳可具有至少500m2/g,优选至少1000m2/g,更优选至少1500m2/g的高表面积。阴极和阳极集电器13和14可甚至由不同的碳质材料制得。多孔碳电极15和16可包括含有碳的气凝胶的非柔性碳层。这些气凝胶可制造为复合材料纸:由碳纤维制得，用间苯二酚-甲醛气凝胶浸溃，并热解的非织造纸。取决于密度，碳的气凝胶可为导电的，从而使得复合材料气凝胶纸可用于电容器中的电极或去离子电极。
[0082]碳可以以干燥电极的至少60重量％，优选至少70重量％，更优选至少80重量％，或甚至至少85重量％的浓度存在于多孔电极15和16中。使用诸如胶乳或可固化树脂的热塑性或粘弹性材料以从粉状材料形成整体是常见的。使用聚氟四乙烯(PTFE)的碳层的例子为可购自 Material Methods LLC, 30Hughes, Suite205, Irvine, CA92618, USA 的PACMM(TM)系列。根据本发明的CDI单元3可包括含有活性碳纤维织造层或碳布的多孔碳电极 15 和 16,例如可购自 ChemvironCarbon, Zoning Industriel C de Feluy, B-718IFeluy,
Belgium 的ZORFLEX*,[0083]或者，根据本发明的CDI单元3可包括由阴离子和阳离子交换膜17和18覆盖的多孔碳电极15和16，所述多孔碳电极15和16包括可直接涂布于集电器上的碳涂层，所述碳涂层包含聚合物电解质粘结剂和碳。
[0084]集电器13和14可由任何合适的金属或不含金属的导电材料制得。合适的不含金属的材料为例如碳，如石墨、石墨稀、石墨片或具有闻石墨含量的碳混合物。有利的是使用不含金属的电极，因为金属昂贵，并引入腐蚀风险。集电器通常为片材的形式。这种片材在本文定义为适于传输至少33Amps/m2且直至2000Amps/m2。石墨集电器13、14的厚度则通常为100至1000微米，通常200至500微米。
[0085]流动路径12可包括由渗透性惰性型材料(如开放空间合成材料、塑料和/或纤维玻璃)制得的间隔器。所述间隔器可由电绝缘的材料制得，但允许离子电导。合适的间
隔器为例如可购自 Sefar Inc.，IllCalumet Street, Depew, NY14043, USA 的 NITEX?.或
PETEX?,其为由聚酰胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯制得的开孔织物或过滤器织物。阴离
子和阳离子交换膜17和18可包括电荷屏障，所述电荷屏障对阴离子或阳离子，或某些具体的阴离子或阳离子具有选择性，并可设置于多孔电极15和16与流动路径12中的间隔器之间。电荷屏障可作为涂层或作为层合层而施用至高表面积电极层。
[0086]合适的膜材料可为均质或异质的。合适的膜材料包括阴离子交换和/或阳离子交换膜材料，优选包含强离解阴离子基团和/或强离解阳离子基团的离子交换材料。这种膜材料的例子为可购自 Tokuyama Corp.的 NE0SEPTA?、可购自 PCA GmbH 的 PC-SAtIP PC-SK?、可购自FuMA-Tech GmbH的离子交换膜材料、可购自Mega的离子交换膜材料RALEX?，或可购自Snowpure的EXCELL10N?异质膜材料。
[0087]多孔电极15和16可为浮动电极，所述浮动电极不直接连接至电源，但从连接至电源的CDI单元3的叠堆中的其他电极接收它们的电荷。浮动电极可平行地设置于CDI单元3的叠堆中的主电极之间。使用浮动电极的优点在于，通过CDI单元3的电压更高，同时通过⑶I单元3的电流更低。⑶I单元3中的电阻率可通过使用浮动电极而显著降低。
[0088]实施例:
[0089]在该实施例中，比较用于海水脱盐的三种不同的方法，参见表1。在所有三个方法中，应用使用高性能纳米过滤步骤的预处理步骤，以制得通常具有等同于咸味水的TDS的渗透物。
[0090]
【权利要求】
1.一种用于从含油地层提高油采收(EOR)的方法，所述方法包括: 在过滤组件中从总溶解固体含量为1000Oppm至50000ppm的源水中过滤至少一些固体，以制备经预处理的水； 在电容性去离子(CDI)组件中处理所述经预处理的水，所述电容性去离子组件包括设置于一对电性相反的电极之间的用于经预处理的水的至少一个流动路径，所述的一对电性相反的电极从流动通过所述流动路径的经预处理的水中吸附并由此去除至少一些离子，由此制得具有降低的盐度和固体含量的经处理的水；以及 将具有降低的盐度和固体含量的所述经处理的水注入含油地层中，以调动原油并提高油米收。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极包括包含活性炭的基本上平行的多孔板，所述基本上平行的多孔板由连接至所述板的直流(DC)电源充电。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多孔板包括碳的气凝胶。
4.根据权利要求1或根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其中所述过滤组件包括毛细管纳米过滤(NF)或微滤器组件。
5.根据权利要求1或根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中所述毛细管NF或微滤器组件包括NF组件，所述NF组件产生相对于源水具有降低的硬度和硫酸盐浓度，并具有小于百万分之I (ppm)的油和小于百万分之I (ppm)的总悬浮固体(TSS)的经预处理的水。
6.根据权利要求1或根据权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述源水具有30，000至40，OOOmg/升之间的总溶解固体(TDS)含量，所述经处理的水具有百万分之I, 000 M 5，000 (ppm)之间的 TDS 含量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述经处理的水具有百万分之2，000至5，000 (ppm)之间的 TDS。
8.根据权利要求7所述的方法，其中相比于在开始注射经处理的水之前存在于地层中的孔隙水，所述经处理的水具有更低的盐度。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中相比于在开始注射经处理的水之前存在于地层中的孔隙水，所述经处理的水具有更低的离子强度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述源水选自海水、咸味水、自含油地层产生的水、含盐的含水层水，和它们的混合物。
11.一种用于从含油地层提高油采收(EOR)的系统，所述系统包括: 过滤组件，所述过滤组件用于从总溶解固体含量为1000Oppm至50000ppm的源水中过滤至少一些固体，以制备经预处理的水； 电容性去离子(CDI)组件，所述电容性去离子组件用于制备相对于源水具有降低的盐度和固体含量的经处理的水，并包括设置于一对基本上平行的电性相反的电极之间的用于经预处理的水的至少一个流动路径，所述的一对基本上平行的电性相反的电极从流动通过所述流动路径的经预处理的水中吸附并由此去除至少一些离子；以及 用于将具有降低的盐度和固体含量的所述经处理的水注入含油地层中，以调动原油并由此提高来自地层的原油采收的装置。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述电极包括包含活性炭的基本上平行的多孔板，所述基本上平行的多孔板由连接至所述板的直流(DC)电源充电。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述多孔板包括碳的气凝胶。
14.根据权利要求10或根据权利要求11-12中任一项所述的系统，其中所述过滤组件包括毛细管纳米过滤(NF)或微滤器组件。
15.根据权利要求10或根据权利要求11-13中任一项所述的系统，其中所述NF或微滤器组件包括NF组件，所述NF组件构造为产生具有降低的硬度和硫酸盐浓度，并具有小于百万分之I (ppm)的油和小于百万分之I (ppm)的总悬浮固体(TSS)的经预处理的水。
【文档编号】C02F1/469GK104011328SQ201280064901
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2011年12月29日
【发明者】A·J·H·杨森, G·A·施拉德, P·H·J·沃比克 申请人:国际壳牌研究有限公司