專利名稱：油田抽提液裂隙體處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種膜分離技術，特別是公開一種油田抽提液裂隙體處理裝置。
二背景技術：
大慶油田從20世紀60年代開發建設，油田采出水處理技術在油田的持續高產、穩實、保護生態環境等方面發揮著重要作用，將采出水處理后回注油層，不僅可以回收水中的原油，實現水的循環利用、減少環境污染，而且提供了充足的注水水源、節約大量的淡水資源，取得了顯著的經濟效益和社會效益。伴隨著油田開發的不同時期，大慶油田采出水處理總體上可劃分為3個階段。第一階段油田開發初期，低會水時的采出水處理階段。主要滿足高滲透油層的注水水質要求。第二階段油田由低會水逐步轉為中含水，井網加密時期的采出水深度處理階段。該階段始于1991年，主要對已處理后達到高滲透層注水要求的采出水進行深度處理，以滿足中、低滲透層的注水要求。第三階段油田開發高含水后期及聚驅開采時間期的采出水處理階段。該階段從1997年設計連站開始，歷史短，是油田污水處理中出現的新課題，目前尚未找到簡單且行之有效的處理技術。
目前，低滲透油層的懸浮物超標問題，聚合物采出水處理工藝是問題等，極需有開創出一種理想的處理工藝來予以解決。
采出水是以石油污染為主的有機污染廢水，其特點是礦化度高，有硫酸亞鐵還原菌、含油、含化學助引劑等，成因相當復雜。目前大慶油田已進入高含水后期開發，地質采出水量約為115×104m3/天，約占全國油田采出水量的2/3。處置采出水的最佳出路是回注油層，油田采出水若處理到國家排放標準，目前還有一系列技術難題需解決，有些甚至是世界級難題。為了保護油田及周邊地區的生態環境，只能將采出水全部回注地層，杜絕采出水外排。
我國86％的油田均采用注水的方式開發。由于中國多為陸相沉積油藏，非均質嚴重，注水開發的效率很低，如果按目前全國陸上油田提高采收率潛力評價及發展戰略研究結果表明在全國陸上17個油區適宜提高采收率的79.8×108噸儲量中，采用提高采收率技術可增加可采儲量11.8×108噸。各種提高采收率方法的技術潛力見下表


聚合物驅技術已形成一套以保證注入粘度為中心的工藝技術，1999年大慶油田聚合物驅增油達860×104t。從實踐結果看，配注聚合物的用水質量是提高采收率的關鍵，清水配注聚合物效果好，可提高采收率11％～12％，而采用污水混配工藝，采收率平均提高只有6％～7％。由于清水配注聚合物在技術上能保證聚合物溶液的粘度和穩定性，提高了聚合物驅的效果。而污水口從油層中攜帶出豐富的還原物質，使聚合物分子發生化學降解，溶液粘度下降，同時污水中礦化度很高，由于鹽的作用，使聚合物分子線團收縮，粘度降低，因此聚合物驅效果差。我國是一個水資源短缺的國家，油田每天產出大量污水，經合理處理后用于配注聚合物，是油田污水應用的一條重要途徑。
三、實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是對油田抽提液(俗稱污水)進行處理，設計一種特殊的處理裝置，以裂隙體為主要濾材，對油田采出水進處理后，不僅達到油田回注水及聚合物配注水的質量要求，而且保護了地下水系的潔凈。
本實用新型是這樣實現的，一種油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于利用裂隙膜兩側水溶液的溫度差，導致兩側水蒸氣壓力不同，暖側水溶液與裂隙膜界面水蒸氣壓力高于冷側，在這蒸氣壓差的作用下，水蒸氣會通過裂隙膜從暖側進入冷側冷凝收集下來，這樣水從熱的溶液中(即從油田抽提液中)分離出來；由若干個裂隙膜分離基本單元組合成密閉立體稱為裂隙體分離單元，每個裂隙體設有裂隙膜暖側抽提液進、出液管接口及控制閥，冷側設有凈水進、回水管接口及控制閥；由若干個裂隙體組合成矩陣操作系統，矩陣中列排列的裂隙體組成分離單元串聯組合，行排列的裂隙體組成分離單元并聯組合，列行組成串聯組合進行油田抽提液的分離處理。裂隙膜暖側連通油田抽提液進液管，分離單元串聯末級裂隙體的裂隙膜暖側連接抽提液出液管，裂隙體的裂隙膜冷側連通環境冷卻熱交換器的凈水進水管，經分離后獲得的凈水返回環境冷卻熱交換器凈水箱回水管，凈水箱中設有收集凈水的放出管道。所述裂隙體單元裂隙膜分離方法在下列A)直接接觸式、B)氣隙式、C)減壓式(真空式)、D)氣流吹相式的方式中任選一種。上述四種分離形式均為現有技術，本實用新型不作詳述。所述環境冷卻熱交換器凈水箱外圍設置可利用環境溫度加速熱交換器凈水箱內水冷卻的導熱板。所述裂隙膜暖側連通的油田抽提液地下溫與冷側凈水的地面空氣溫的自然溫差達30℃～50℃。
本實用新型原理依據是，當不同溫度的水溶液被疏水的裂隙體分隔開時，由于裂隙體的疏水性，不會被水溶液潤濕，因而兩側的水溶液均不能透過裂隙體孔進入另一側，利用裂隙體兩側水溶液的溫度不同，導致兩側水蒸氣壓力不同，暖側水溶液與裂隙體界面水蒸氣壓力高于冷側，在這一蒸氣差(溫差)的作用下，水蒸氣會通過裂隙體孔從暖側進入冷側冷凝下來，這樣凈水便從熱側的水溶液中分離出來，相應抽提液熱水溶液得到濃縮，達到了水質處理的目的(該分離過程無需把溶液加熱到沸點，熱側溶液在30℃～50℃便可操作)。本實用新型裝置的結構特點，主要有三(一)裂隙體的特殊結構，除單層裂隙膜的迷宮形導流又增加了立體橫豎交叉導流，提高水處理產量及質量；(二)利用抽提液(一般約45℃)和環境溫度(全年一半時間其氣溫在0℃及以下)之差，設置導熱板來加快液體循環，提高工效；(三)裂隙膜是利用孔徑大小來進行“相”變過濾，裂隙體是利用立體間隙的多少來進行過濾，質量高。
本實用新型的有益效果是一是通過對油田抽提液(俗稱污水)的處理，使水資源得到充分利用；二是利用抽提液與環境溫度的溫差，進行油水分離，成本低；三是利用經過處理的水，不會對管路腐蝕和造成結垢，經試驗證明，該裝置處理后的水，其電導率、礦化度等指標大大降低；四是作聚合物驅配置的水，在同樣濃度下，可比當地自來水配置提高粘度74％，由此推算，配制1m31000ppm濃度的聚合物溶液，使用聚合物干粉由1kg降到0.26kg，可節省干粉0.74kg，目前大慶油配注聚合物用干粉在7萬噸/年以上，每年可節省費用8.8億元；五是作油田回注水，油田采用污水回注，注入地層后給油層帶來二次污染和堵塞，嚴重影響了油田采收率的提高，采用經處理后的水，上述情況完全得到改變；六是經處理后的水可以向外排放，減少了環境污染。
四

附圖 是本實用新型裝置的結構示意圖。
圖中1、抽提液進液管；2、膜分離冷側凈水進水管；3、抽提液經膜分離后出液管；4、膜分離冷側凈水及分離后凈水回水管；5、環境冷卻熱交換器及凈水箱；6、裂隙體分離單元。
五具體實施方式
根據附圖，由若干個裂隙膜分離基本單元組合成密閉立體稱為裂隙體分離單元6，每個裂隙體設有裂隙膜暖側抽提液進、出液管接口及控制閥，冷側設有凈水進、出液管接口及控制閥，由若干個裂隙體組合成矩陣操作單元，矩陣中列排列的裂隙體組成分離單元串聯組合，行排列的裂隙體組成分離單元并聯組合，裂隙膜暖側連通油田抽提液進液管1，分離末級裂隙體，裂隙膜暖側連接抽提液出液管3，抽提液出液管暖液可以循環再分離，裂隙體的裂隙膜冷側連通環境冷卻熱交換器5的凈水進液管2，經分離后獲得的凈水及冷側凈水合并經凈水出液管4，回流到環境冷卻熱交換器的凈水箱5內，凈水箱中收集的凈水通過管道放出，環境冷卻熱交換器水箱外圍設置利用環境溫度加速熱交換器凈水箱內水冷卻的導熱板7，裂隙膜暖側連通的油田抽提液地下溫與冷側的利用地面空氣溫的自然溫差差達30℃-50℃，大大降低分離的技術成本。上述的裂隙膜分離形式在直接接觸式、氣隙式、減壓式、氣流吹相式中選取一種，因它們是現有技術，本實用新型不作詳述。
本實用新型采用2種裂隙膜分離后的凈水與某市自來水、電廠水其電導率和礦化度的測試比較表如下

儀器HACHCO 150 HAAKE RV-100旋轉粘度計；溫度16.6℃。
權利要求1.一種油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于由若干個裂隙膜分離基本單元組合成密閉立體稱為裂隙體分離單元，每個裂隙體設有裂隙膜暖側抽提液進、出液管接口及控制閥，冷側設有凈水進、回水管接口及控制閥，由若干個裂隙體組合成矩陣操作系統，矩陣中列排列的裂隙體組成分離單元串聯組合，行排列的裂隙體組成分離單元并聯組合，裂隙膜暖側連通油田抽提液進液管，分離串聯末級裂隙體的裂隙膜暖側連接抽提液出液管，裂隙體的裂隙膜冷側連通環境冷卻熱交換器的凈水進水管，經分離后獲得的凈水返回環境冷卻熱交換器凈水箱回水管，凈水箱中設有收集凈水的放出管道。
2.根據權利要求1所述的油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于裂隙膜分離形式可在直接接觸式、氣隙式、減壓式、氣流吹相式中選取一種。
3.根據權利要求1所述的油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于所述環境冷卻熱交換器凈水箱外圍設置可利用環境溫度加速熱交換器凈水箱內水冷卻的導熱板。
4.根據權利要求1所述的油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于所述裂隙膜暖側連通的油田抽提液地下溫與冷側凈水的地面空氣溫的自然溫差達30℃～50℃。
專利摘要本實用新型為一種油田抽提液裂隙體處理裝置，其特征在于由若干個裂隙膜分離基本單元組合成密閉立體稱為裂隙體分離單元，每個裂隙體設有裂隙膜暖側抽提液進、出液管接口及控制閥，冷側設有凈水進、回水管接口及控制閥，由若干個裂隙體組合成矩陣操作系統，矩陣中列排列的裂隙體組成分離單元串聯組合，行排列的裂隙體組成分離單元并聯組合；其分離凈水用作油田聚合物驅的聚合物配置水或者用作開采石油用油田回注水。本實用新型的有益效果是使水資源得到充分利用；油水分離成本低；不會對管路腐蝕和造成結垢；用作聚合物驅配置的水，在同樣濃度下，可比自來水配置提高粘度74％；作油田回注水；減少了環境污染；提高原油采收率。
文檔編號C02F1/44GK2668237SQ20042001946
公開日2005年1月5日 申請日期2004年1月14日 優先權日2004年1月14日
發明者曹天民 申請人:曹天民, 程子健