美国NOV公司推出WaterWolf DOR采出水处理系统

  众所周知,由于很多油田采出水处理系统在不添加化学药剂的情况下,处理出水达不到排放标准,因此一般都会添加破乳剂和凝絮剂等化学试剂,使采出水中的分散相油颗粒能够聚结长大,然后从水中分离出来。

  美国NOV公司的WaterWolf动态油回收(DOR)系统以除油型水力旋流分离器为核心主体设备,其工作原理是利用入口压力产生的旋流离心力将固体颗粒和油颗粒分离出来,这比基于除油罐的重力沉降分离作用更加快捷。虽然水力旋流器具有无运动部件、结构简单等优点,但其运行工况条件较为苛刻,适用的压力、流量范围较窄。换言之,只有当采出水的流量和压力达到一定值时,水力旋流器才能正常工作。另外,水力旋流器内液体的旋转速度越快,分离出的油颗粒越多,相同处理量下的对应举措只能是提高采出水的入口压力。但是,如果采用常规离心泵作为增压泵,过高的叶轮转速或输出压力往往会导致进入水力旋流器的采出水乳化严重,此时相应会使水力旋流器的分离性能大幅度降低。

  从研发历程来看,WaterWolf DOR系 统的理念由原英国Merpro公司2010年提出,起初仅仅是采用低剪切单螺杆泵作为除油型水力旋流器入口前的增压泵。美国NOV公司2011年4月兼并了英国Merpro公司,数月后同意下拨资金建造WaterWolf系统撬装。

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  2012年9月,美国NOV公司在美国加利福尼亚州Ventura地区首次进行WaterWolf DOR系统的油田现场试验。后来,美国NOV公司在除油型水力旋流器的基础上又增加了除砂型水力旋流器,并于2013年10月在美国加利福尼亚州贝克尔斯菲市(Bakersfield,位于该州中南部城市)的稠油油田进行第二次现场试验。Moyno型单螺杆泵和除砂型水力旋流器的结合使用,使得WaterWolf DOR系统可以分离出采出水中小于粒径10μm的油颗粒,并增加采出水中大于10μm的油颗粒比例。

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  2014年4月,美国NOV公司又将WaterWolf DOR系统更换到美国怀俄明州,进行第三次油田现场试验。该地区的作业人员以往借助化学药剂将采出水中的含油浓度从400~500ppm降至150ppm,但化学药剂的成本为0.08美元/桶,导致运行成本较高。现场试验结果表明,WaterWolf DOR系统可以在不使用化学药剂的情况下,将采出水中的含油浓度降至20ppm;此外,由于该系统能够带压运行而无需将采出水压力降至大气压力,因此使得将采出水中含有的溶解气体回注至地下成为可能。

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  成功进行了三次油田现场试验之后,WaterWolf DOR系统于2015年初在美国路易斯安那州的Terrebonne海湾得到了正式应用,该地区以往基于“除油罐重力沉降+化学混凝”处理后采出水中的含油浓度仍然高达200ppm,不满足回注水的标准。使用WaterWolf DOR系统后,能够将采出水中的含油浓度从200-300ppm降低至30ppm。

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  美国NOV公司认为,WaterWolf动态油回收(DOR)系统拥有巨大的市场潜力。这是由于全球的油田采出水产量每天已达约350百万桶,并且还在以惊人的速度不断增加。即使低油价导致钻完井作业活动不断放缓,但现役生产井仍然不断有采出水产出,并且逐年不断增多。

 

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