물 주입(기름 생산)

Water injection (oil production)

석유업계에서 물 범람 또는 물 주입은 오일 저장소로 물을 주입하여 압력을 유지하거나(공극 치환이라고도 함), 오일을 유정 쪽으로 구동하여 생산량을 증가시키는 것입니다.물 주입 웰은 기존 저장소에서 오일 회수를 늘리기 위해 온오프쇼어(on-offore)에 위치할 수 있다.

보통 저장소의 오일은 30%만 추출할 수 있지만, 물 주입을 통해 회수율(회수 계수)이 높아지고 저장소의 생산 속도가 더 오래 유지됩니다.

1865년 펜실베니아 주 피트홀에서 우연히 물이 범람하기 시작했다.1880년대에 [1]펜실베니아에서 홍수가 흔해졌다.

주입수원

대부분의 벌크 수원은 주입에 사용될 수 있습니다.오일 회수에는 다음과 같은 수원이 사용됩니다.

생성된 물은 종종 주입액으로 사용됩니다.이렇게 하면 주입 흐름선 또는 튜브의 스케일링 또는 부식 위험이 남아 있지만 호환되지 않는 유체로 인한 형성 손상 가능성을 줄일 수 있습니다.또한 생성된 물은 탄화수소 및 고형물에 오염되어 있으므로 어떠한 방식으로든 폐기해야 하며, 바다 또는 하천으로 폐기할 경우 먼저 물줄기의 정화 처리가 필요합니다.그러나 생산된 물을 재주입에 적합하게 만드는 데 필요한 처리 비용도 동일하게 들 수 있습니다.

생산되는 물의 양이 모든 생산량(물 외에 석유와 가스)을 대체하기에 결코 충분하지 않기 때문에, 추가적인 "보충수"를 제공해야 한다.다른 수원의 물을 혼합하면 스케일링의 위험이 악화된다.

바닷물은 연안 생산 설비의 가장 편리한 공급원이 될 수 있으며 육지에서 사용하기 위해 해안에서 펌핑될 수 있다.가능한 한 조류의 농도를 낮추기 위한 충분한 깊이에 수분 섭취를 배치하지만 일반적으로 여과, 탈산소, 바이오시드를 통한 처리가 필요하다.

오일 저장소가 아닌 다른 수성 형성의 대수층 물은 동일한 구조에서 사용할 수 있는 경우 순도와 화학적 호환성이라는 장점이 있습니다.그러나 대수층이 예를 들어 사우디아라비아에서와 같이 음용수의 원천이라면 이는 허용되지 않을 것이다.

하천수는 주입하기 전에 여과 및 바이오시드로 처리해야 합니다.

필터

필터는 물을 깨끗하게 하고 퇴적물, 껍질, 모래, 조류 및 기타 생물학적 물질과 같은 불순물을 제거합니다.일반적인 여과는 2마이크로미터까지이지만 저장소의 요건에 따라 달라집니다.여과 후 여과액 중 잔류물은 저장소의 기공이 막히지 않도록 충분히 미세하게 처리한다.모래 필터는 일반적으로 사용되는 여과 기술입니다.모래 필터에는 다양한 크기의 모래 입자가 있는 침대가 있습니다.물은 가장 거친 첫 번째 모래 층을 통해 가장 좋은 모래 층으로 흘러갑니다.필터를 청소하기 위해 프로세스를 반전합니다.물은 여과된 후 탈산소 타워까지 계속됩니다.모래 필터는 부피가 크고 무거우며 모래 입자가 흘러넘쳐 수질을 개선하기 위해 화학 물질이 필요합니다.보다 정교한 접근방식은 자동 자동 클리닝 백 플러시 가능 스크린 필터(흡입 스캔)를 사용하는 것입니다.

적절한 수처리의 중요성은 매우 중요하다. 특히 하천과 바닷물의 경우 취수 수질이 크게 달라질 수 있다(봄철 개화, 폭풍 및 해저 퇴적물을 일으키는 조류). 이는 수처리 시설의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다.이로 인해 수질 저하, 저장조의 생물 침전 및 오일 [2]생산 감소가 발생할 수 있습니다.

탈산소

산소는 특정 세균의 부식과 성장을 촉진하기 때문에 물에서 제거되어야 한다.저수지 내 세균 증식은 생성 문제의 원인인 황화수소를 만들어 암석 내 모공을 막을 수 있다.

탈산소 타워는 주입수를 가스 스트림과 접촉시킨다(기체는 유전에서 쉽게 구할 수 있다).여과된 물은 탈산소 타워를 따라 흘러 일련의 트레이 또는 패킹에 튀어 용해된 공기가 가스 스트림으로 전달되도록 합니다.

탈산소탑의 백업으로도 사용되는 대체 또는 보충방법은 아황산나트륨, 아황산암모늄 등의 산소소거제를 첨가하는 것이다.

또 다른 옵션은 멤브레인 컨택터를 사용하는 것입니다.막 접촉기는 물을 질소 같은 불활성 가스 흐름과 접촉시켜 용존 산소를 제거한다.멤브레인 컨택터는 경량이며 콤팩트하여 소형 시스템 설계가 가능하다는 장점이 있습니다.

물 분사 펌프

고압, 고류수 분사 펌프는 탈산소 타워 및 부스팅 펌프 근처에 배치됩니다.그들은 피스톤처럼 오일을 우물 쪽으로 밀어내기 위해 여과된 물로 탱크의 밑면을 채웁니다.주사 결과가 빠르지 않고 시간이 필요합니다.

물 주입 플랜트

위에서 설명한 발전소 요소의 구성과 그 운전 조건은 이 섹션에 개략적으로 설명되어 있다.이 예들은 이전의 Amoco North West Hutton 설치와 북해의 Buzzard 설치입니다.

노스웨스트허튼

물 주입 시스템은 두 가지 설계[3] 케이스를 가지고 있다.

  • 사례 A – 하루에 100,000배럴의 물 주입(BWPD)(662m3/hr), 분사 펌프는 3,000psi(207bar)의 토출 압력과 병렬로 작동합니다.
  • 케이스 B – 60,000/65,000 BWPD(397/4313 m/hr), 직렬/병렬 펌프, 배출 압력은 3,000 psi(207 bar) 및 30,000/35,000 BWPD(198/2323 m/hr), 배출 압력은 5,000 psi(345 bar)

두 개의 듀티 해수 리프트 펌프는 해수 필터에 1,590m3/hr 및 30.5psi(2.1 barg)의 속도로 물을 배출합니다.6개의 듀얼 미디어(가넷 및 무연탄) 필터 베드로 구성되었습니다.정상적인 흐름은 아래쪽에 있었다.물과 공기의 역류 흐름은 외부로 [3]방출된 수돗물과 함께 위쪽으로 흐릅니다.역세척은 필터 베드를 가로지르는 높은 차압에 의해 시작되었습니다.

여과된 물은 탈기 장치의 상부로 보내졌다.이 선박은 높이 12.6m, 직경 4.0m의 수직 선박으로, 내부가 꽉 찬 침대로 구성되어 있습니다.연료 가스의 상승에 의해 물에서 공기가 제거되었고, 가스/공기는 용기 상단에서 플레어로 이동되었습니다.산소 소거제는 잔류 산소를 제거하기 위해 탈기 용기에 주입되었다.탈기 펌프를 통해 용기 바닥에서 탈기수를 흡입하여 90psig(6.2 barg)로 작동하는 냉수 헤더로 이동시켰다.

프로세스 및 유틸리티 냉각기는 냉수 헤더에서 공급되고, 냉각기의 따뜻한 물은 공기 또는 가스가 제거되는 가스 제거 드럼으로 보내졌습니다.탈가스 드럼에서 분사 [3]필터로 물이 전달되었습니다.

물은 물 주입 필터로 여과되었으며, 1개의 듀티와 대기/후진 시 1개의 듀티로 여과되었다.필터에서 물은 물 주입 펌프로 보내졌다.

3개의 물 분사 펌프는 각각 221m3/hr의 용량과 2068.5m(209bar)의 차동 헤드를 가지고 있었다.펌프는 3,000psi 매니폴드 및 웰헤드로 배출되었습니다.단일 물 분사 부스터 펌프(221m3/시, 1,379m(139bar) 디퍼렌셜 헤드)는 물 분사 펌프의 배출로부터 흡입을 받아 5,000psi(345bar) 매니폴드 및 웰헤드로 배출되었습니다.

8개의 물 주입 유정이 있었으며, 각 유정은 15,000 BWPD(99.4 m3/hr)[3]의 용량을 가지고 있었다.

버자드

대체 [4]구성과 기술은 북해의 버자드 필드에서 사용됩니다.해수 리프트 펌프는 해수 거친 여과 패키지에 시간당 4,000m를3 12바겐으로 공급합니다.여과 후 냉각 매체 플레이트 교환기의 냉각 매체를 냉각하기 위해 물을 사용합니다. 현재 6 barg, 20°C의 바닷물 2322.7m3/hr는 미세한 필터로 전달된 다음 [4]황산염 제거 막으로 역삼투압을 사용하여 물에서 황산 이온을 제거합니다.

탈황수는 탈기 칼럼 상단으로 흐르며, 탈기 진공 장치에 의해 유지되는 부분 진공(0.3bara)에서 작동합니다.탈기 내부는 세 개의 침대로 구성되어 있습니다.탈기수는 3.6 barg의 속도로 1632m3/hr를 탈기 서지 드럼으로 공급하는 이송 펌프에 [4]의해 탈기기기 베이스에서 배출됩니다.서지 드럼에서 물은 최대 250,000 BWPD의 물을 최대 11개의 물 분사 [5]웰에 공급하는 물 분사 펌프로 전달됩니다.

생성된 물은 최대 350,000 [6]BWPD의 속도로 저장소로 주입됩니다.

물 주입 우물

표는 주로 북해에 [7]있는 일부 연안 설비의 물 주입 우물 수를 보여준다.

인스톨 위치 물 주입 우물 수 인스톨 위치 물 주입 우물 수
브렌트 C 북해 9 나모라도 1세 남미 3
클레이모어 A 북해 10 나모라도 2세 남미 11
가마우지 A 북해 18 셰른 1세 남미 5
스타트피오르 A 북해 6 아이더 북해 7
머치슨 북해 10 넬슨 북해 9
마그누스 북해 5 티파니 북해 7
브라에 A 북해 14 NW 허튼 북해 8

소스 및 메모

  1. ^ 굴람 M. 압두스 새터Iqbal, 그리고 James L.Buchwalter, 실용적 확장 저장 장치 엔지니어링(Tulsa, Okla:Penwell, 2008) 492.
  2. ^ Baveye, P.; Vandevivere, P.; Hoyle, B.L.; DeLeo, P.C.; de Lozada, D.S. (2006). "Environmental impact and mechanisms of the biological clogging of saturated soils and aquifer materials" (PDF). Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 28 (2): 123–191. doi:10.1080/10643389891254197.
  3. ^ a b c d 노스웨스트허튼 P&1997년식 아이디
  4. ^ a b c 2003년도의 Buzzard 유틸리티 흐름도
  5. ^ "UK Buzzard oil-gas field starts production". Oil and Gas Journal. 8 January 2007.
  6. ^ "Buzzard becomes UK's largest oilfield development of recent times". Offshore. 1 December 2006.
  7. ^ Matthew Hall Engineering 해외 홍보 카탈로그, 1991년 4월