ES2316986T3 - Aparato y procedimiento para el tratamiento de un fluido de inyeccion. - Google Patents
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Abstract
Un aparato de tratamiento de un fluido a inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos, comprendiendo dicho aparato: una unidad de filtrado que tiene una entrada de fluido y una primera salida de fluido, estando dicha entrada de fluido y dicha primera salida de fluido en comunicación fluida por medio de un pasadizo; al menos una membrana de filtrado situada dentro de dicho pasadizo, de manera tal que la entrada de fluido y la primera salida de fluido estén en comunicación fluida a través de al menos una membrana de filtrado, en el que dicha al menos una membrana de filtrado incluye al menos una de entre una membrana de ultrafiltrado y una membrana de microfiltrado; y una planta de eliminación de especies iónicas acoplada a la primera salida de fluido que está en comunicación fluida con la misma, en el que la planta de eliminación de especies iónicas está presurizada de manera tal que el fluido a tratar es impulsado a presión a su través, y la planta de eliminación de especies iónicas es operada a una presión menor que la presión osmótica para las condiciones de alimentación y tipo de membrana dentro de la planta de eliminación de especies iónicas.
Description
Aparato y procedimiento para el tratamiento de
un fluido de inyección.
La presente invención se refiere a un aparato y
a un procedimiento de tratamiento de un fluido de inyección y,
especialmente, pero no exclusivamente, a un aparato y a un
procedimiento de filtrado y tratamiento de agua a inyectar en una
formación subterránea que contiene hidrocarburos.
La extracción de hidrocarburos de una formación
subterránea comporta el flujo de hidrocarburos desde la formación
hasta la superficie a través de un pozo de producción perforado. En
las primeras etapas de producción, los hidrocarburos son impulsados
hacia el interior del pozo de producción y forzados a fluir hasta la
superficie por la presión interior de la formación. Sin embargo,
con el tiempo, la presión de la formación se reduce hasta que la
extracción natural deja de ser continua, en cuya etapa es necesaria
alguna forma de extracción artificial o asistida. Una forma normal
de extracción artificial implica la inyección de un medio fluido en
el interior de la formación en fase de agotamiento por medio de una
inyección en el pozo perforado que se extiende desde la superficie
con el fin de desplazar los hidrocarburos de la formación.
Convencionalmente, el medio fluido es acuoso y puede ser agua
producida o agua del mar o similares. De esta manera la inyección
de fluido se puede utilizar también en forma de soporte matricial
para prevenir el colapso del yacimiento una vez extraídos los
hidrocarburos.
Cuando se utiliza la inyección de agua para
desplazar los hidrocarburos de la formación, o para constituir un
soporte matricial, es importante que el agua inyectada sea
compatible con la composición química de la formación y que no
tenga partículas en suspensión o disueltas ni materia coloidal o
macrocelular. Esto es necesario pata prevenir o al menos minimizar
la obturación de la formación y de los pozos asociados, lo que se
produce cuando las partículas se precipitan o se suspenden o se
acumulan y bloquean o taponan los pasadizos del fluido. Dichos
pasadizos del fluido pueden incluir poros, fracturas, grietas o
similares de la formación de roca que contiene los hidrocarburos, o
pasadizos definidos por la producción e inyección de las
perforaciones de pozos. Esta obturación puede reducir
significativamente la producción de hidrocarburos y dar lugar, en
casos graves, a la terminación total de la producción.
Con el fin de asegurar que el fluido o agua de
la inyección no tenga sustancialmente partículas disueltas o en
suspensión o similares, se sabe en la técnica cómo tratar el agua
antes de su inyección en la formación. El tratamiento incluye
normalmente una combinación de tratamientos químicos y mecánicos o
físicos. Por ejemplo, se pueden añadir coagulantes o floculantes
al agua para promover la floculación donde se formen partículas
pesadas o flóculos, conocidos como "flocs". Seguidamente, los
flocs se pueden eliminar por sedimentación y/o por filtrado con lo
que el filtrado mecánico elimina una parte de las partículas
atrapándolas en el medio de filtro. Un aparato de filtrado
convencional de uso en el tratamiento de agua de inyección para
eliminar dicho material en partículas incluye filtros de múltiples
medios de filtro que constan de dos o más capas de material
granular tal como grava, arena y antracita, por ejemplo. El fluido o
agua a tratar se pasa a través del filtro y todas las partículas
suspendidas o disueltas o similares quedarán retenidas en los
intersticios entre los gránulos de las diferentes capas. Por
consiguiente, se requiere que los medios de filtro se limpien
regularmente para mantener una eficacia de filtrado suficiente. La
limpieza se realiza convencionalmente mediante un procedimiento
conocido como lavado a contracorriente, en el que se pasa agua
limpia o filtrada a través de los medios de filtro en sentido
inverso con el fin de desalojar las partículas que hayan sido
capturadas por los gránulos del filtro. Es normal recoger
continuamente fluido o agua filtrada durante la operación normal
del aparato de filtrado y, cuando se requiere un lavado a
contracorriente, se para el aparato y el agua filtrada recogida se
limpia o se bombea utilizando medios de bombeo dedicados en sentido
inverso a través del aparato de filtrado. En sistemas
convencionales, puede ser necesario recoger aproximadamente 100 a
150 m^{3} de fluido y almacenarlo antes de limpiarlo, lo que
ocupa una cantidad considerable de espacio valioso, especialmente
en plataformas de ultramar. Este procedimiento de lavado a
contracorriente, aunque es efectivo, da lugar al desperdicio de un
gran volumen de agua tratada y a la pérdida de una parte de los
medios de filtro y también se necesita energía para operar los
medios de bombeo. Además, para lograr un filtrado adecuado, hay que
utilizar una gran cantidad de medios de filtro lo que exige una
unidad de filtrado extremadamente grande y pesada que ocupa una
cantidad considerable de espacio dedicado en la planta que es muy
escaso en las plataformas de producción de ultramar, por ejemplo.
Además, dichos filtros de medios múltiples requieren una atención
del personal considerable para mantener limpios y sustituir los
medios de filtro.
En cuanto a la obturación producida por la
formación y acumulación de precipitados, esto ocurre cuando el
fluido o agua de inyección contiene especies iónicas que se combinan
o reaccionan con las especies iónicas compatibles del agua presente
en la formación produciendo sedimento o sarro. Por ejemplo, los
aniones de sulfatos divalentes (SO_{4}^{2-}) del agua de
inyección pueden combinarse con varios cationes presentes en el agua
de la formación para formar sedimentos sustancialmente insolubles.
Por ejemplo, el agua de la formación puede contener, entre otros,
cationes de bario (Ba^{2+}), que al combinarse con un sulfato
produce un sedimento de sulfato de bario o barita; cationes de
estroncio (Sr^{2+}) que producen en la formación un sedimento de
sulfato de estroncio; o cationes de calcio (Ca^{2+}) que producen
en la formación sedimento o sarro de sulfato de calcio o anhidrita.
Como se indicó anteriormente, estos sedimentos resultantes son
sustancialmente insolubles, especialmente la barita, lo que hace
que el procedimiento de purga y eliminación/compresión de cualquier
sedimento sea extremadamente difícil, complicado y costoso.
Además, la presencia de un sulfato en el fluido
o agua de inyección constituye una fuente de sulfuros cuyas
bacterias termofílicas sulfato-reductoras (SRB)
presentes en la formación se alimentan produciendo sulfuro de
hidrógeno (H_{2}S) que causa la sulfuración del pozo. El sulfuro
de hidrógeno es extremadamente corrosivo y hay que utilizar equipos
especializados para ubicar los hidrocarburos "sulfurados" tanto
en la etapa de extracción/producción como en la etapa de
tratamiento. Por consiguiente, el uso de agua de inyección con un
alto contenido de sulfatos puede sulfurar un pozo originalmente
"sano".
Se han propuesto varios procedimientos para
llegar a una solución preventiva eliminando los problemas, o los
iones divalentes precursores del agua de inyección antes de su
inyección en la formación. Por ejemplo, la patente de EE. UU. Nº.
4.723.603, referencia de la técnica anterior, transferida a Marathon
Oil Company revela un procedimiento en el que se trata un agua de
alimentación para eliminar iones precursores mediante un
procedimiento de ósmosis inversa para producir agua de inyección
tratada. La técnica de la ósmosis inversa implica el forzamiento
del agua de alimentación a través de una membrana de ósmosis inversa
semipermeable a una presión mayor que la presión osmótica para las
condiciones de la alimentación y tipo de membrana. En la técnica se
sabe que las presiones operacionales de las plantas de ósmosis
inversa pueden estar en el rango de 50 a 70 barias. Por lo tanto,
en el procedimiento de ósmosis inversa se puede consumir una
cantidad considerable de energía en el que se necesita un caudal
significativo de agua de inyección tratada.
El procedimiento de ósmosis inversa es eficaz en
la eliminación de especies iónicas disueltas en una solución
acuosa, pero la eficacia y la realización del procedimiento pueden
depender fuertemente de la calidad del agua de alimentación a
tratar. Por ejemplo, un agua de alimentación que contenga grandes
cantidades de sólidos suspendidos o materia coloidal provoca la
contaminación de la membrana de ósmosis inversa, reduciéndose así
la eficacia general del procedimiento de eliminación de especies
iónicas. Por consiguiente, es normal tratar previamente el agua de
alimentación utilizando filtros de múltiples medios como se expuso
anteriormente.
Entre los objetivos de las realizaciones de la
presente invención está la eliminación o, al menos, la moderación
de los problemas asociados con los procedimientos de la técnica
anterior de tratamiento de un fluido de inyección para su inyección
en una formación que contiene hidrocarburos.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se provee un aparato para el tratamiento de un fluido a
inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos,
comprendiendo dicho aparato:
- una unidad de filtrado que tiene una entrada de fluido y una primera salida de fluido, estando dicha entrada de fluido y dicha primera salida de fluido en comunicación fluida por medio de un pasadizo de fluido;
- al menos una membrana de filtrado situada dentro de dicho pasadizo de fluido de manera tal que la entrada de fluido y la primera salida de fluido están en comunicación fluida a través de al menos una membrana de filtrado, en la que dicha al menos una membrana incluye al menos una membrana de ultrafiltrado o una membrana de microfiltrado; y
- una planta de eliminación de especies iónicas acoplada a la primera salida de fluido y en comunicación fluida con la misma.
De esta manera, un fluido a inyectar en una
formación subterránea que contiene hidrocarburos puede ser
descargado a través de la unidad de filtrado y a través de al menos
una membrana de filtrado de manera tal que todo coloide,
floculante, material en partículas, especie soluble de gran masa
molecular y similares pueda ser retenido por la membrana mediante
un mecanismo de exclusión por tamaño para concentrar, fraccionar o
filtrar especies disueltas o suspendidas en el fluido.
Seguidamente, este fluido filtrado se descarga en la planta de
eliminación de especies iónicas para su posterior tratamiento. De
esta manera, situando la planta de eliminación de especies iónicas
corriente abajo de la unidad de filtrado del aparato de la presente
invención, se reduce sustancialmente la contaminación de dicha
planta por partículas, coloides y similares. Esta disposición mejora
el rendimiento de la planta de eliminación de especies iónicas y
también reduce la cantidad de limpieza necesaria que implica
convencionalmente el uso de productos químicos potentes que, una vez
utilizados, tienen que ser eliminados de manera segura.
En comparación con los procedimientos de
filtrado tradicionales utilizados para el tratamiento de fluidos de
inyección, el aparato de la presente invención necesita un espacio
de la planta mucho más reducido porque la unidad de filtrado
comprende membranas bien de ultrafiltrado o de microfiltrado que
necesitan mucho menos espacio que las unidades de filtrado de
medios múltiples. Por ejemplo, una unidad de filtrado del aparato
de la presente invención necesita un espacio de 15 a 16 m^{2}
mientras que las unidades de múltiples medios de filtro con un
rango de flujo similar puede necesitar un espacio de aproximadamente
49 a 50 m^{2}. Además, la calidad del fluido filtrado utilizando
la unidad de filtrado del aparato de la presente invención va a ser
considerablemente mejor que la del producido por filtrado con medios
múltiples, porque se va a eliminar materia en partículas de un
rango mayor del fluido a tratar. Por ejemplo, la unidad de filtrado
de la presente invención puede ser capaz de filtrar material en
partículas de un tamaño tan pequeño como 0,005 a 0,1 micrómetros,
que puede eliminar además el requisito de introducir coagulantes o
floculantes en el fluido antes del filtrado. Por otra parte, las
unidades de múltiples medios de filtro convencionales no pueden
capturar partículas tales como las del cieno que tienen un
diámetro nominal de aproximadamente 0,45 micrómetros.
Consecuentemente, la calidad del fluido que se introduce en la
planta de eliminación de especies iónicas va a ser considerablemente
mejor que el que se obtendría mediante unidades de filtrado de
múltiples medios de filtro convencionales. El flujo desde estas,
por la contaminación de la planta de eliminación de especies
iónicas, se reducirá debido a la reducción correspondiente a la
limpieza necesaria de la planta, coste de la limpieza y tiempo de
inactividad, aunque se amplía la vida operacional de la planta.
Además, la unidad de filtrado de la presente invención se puede
adaptar fácilmente para su uso en un sistema de tratamiento
automático, para lo cual los filtros de medios de filtro múltiples
no son adecuados generalmente debido a que frecuentemente es
necesaria la interacción del personal. En comparación con los
sistemas de la técnica anterior o convencionales, la presente
invención ofrece muchas más ventajas, algunas de las cuales se
exponen a continuación.
Preferiblemente, la planta de eliminación de
especies iónicas es una planta de eliminación de especies iónicas a
voluntad de manera tal que solamente se eliminan del fluido a tratar
los iones seleccionados o precisos. Preferiblemente, la planta de
eliminación de especies iónicas es una planta de eliminación de
sulfatos. Preferiblemente, la planta de eliminación de especies
iónicas comprende al menos una y preferiblemente varias membranas de
nanofiltrado adaptadas para rechazar aniones de sulfatos divalentes
(SO_{4}^{2}) al mismo tiempo que dejan pasar a su
través aniones de sulfatos divalentes. Las membranas de nanofiltrado
pueden permitir el paso a su través de iones tales como, por
ejemplo, los iones de sodio, iones de cloruros y iones de potasio,
en la que dichos iones monovalentes pueden producir un efecto
beneficioso el la formación estabilizando arcillas y similares.
Consecuentemente, la planta de eliminación de especies iónicas,
preferiblemente, no utiliza la ósmosis inversa. Ventajosamente, las
membranas de nanofiltrado también ayudan a eliminar partículas de
diámetro nominal tan pequeño como 0,1 nanometros.
Preferiblemente, la planta de eliminación de
especies iónicas está impulsada a presión de manera tal que el
fluido a tratar es impulsado a presión a su través. En una
realización preferente, el fluido es impulsado por un diferencial
de presión positivo. Alternativamente, el fluido puede ser impulsado
por un diferencial de presión negativo produciendo un vacío en la
planta de eliminación de especies iónicas. El diferencial de
presión puede ser producido por medios de bombeo, situados bien
corriente arriba o corriente abajo de la planta de eliminación de
especies iónicas, dependiendo de si se necesita un diferencial de
presión positivo o negativo.
Ventajosamente, dentro de la planta de
eliminación de especies iónicas se utiliza un diferencial de presión
menor que la presión osmótica de la planta para las condiciones de
la alimentación y tipo de membranas. Por ejemplo, se puede utilizar
un diferencial de presión de entre 5 y 40 barias para impulsar el
fluido a tratar a través de la planta de eliminación de especies
iónicas. Consecuentemente, el logro de la eliminación de especies
iónicas a presiones menores que las necesarias para la ósmosis
inversa tiene como consecuencia un procedimiento de tratamiento más
eficiente energéticamente.
Ventajosamente, la entrada de fluido de la
unidad de filtrado está adaptada para su acoplamiento a una fuente
de fluido para la comunicación fluida con la misma. La fuente de
fluido puede ser agua del mar, por ejemplo, o agua o salmuera
producida en una formación subterránea o similar.
La entrada de fluido de la unidad de filtrado
del aparato puede estar adaptada para su acoplamiento a la fuente
de fluido por medio de una unidad de prefiltrado. Preferiblemente,
la unidad de prefiltrado comprende filtros que tienen tamaños de
tamiz de entre y 150 micrómetros. De esta manera, el fluido que se
desea suministrar al aparato de la presente invención se puede
prefiltrar para eliminar las partículas suspendidas más grandes y
similares que pueden bloquear o contaminar la al menos una membrana
situada dentro de la unidad de filtrado.
Ventajosamente, la al menos una membrana de
filtrado define una pluralidad de poros que tiene cada uno un
diámetro nominal o dimensión equivalente de entre 0,005 y 0,1
micrómetros en las membranas de ultrafiltrado y de 0,05 a 2
micrómetros en las membranas de microfiltrado. Preferiblemente, el
peso molecular límite de una membrana de ultrafiltrado de uso en la
unidad de filtrado está entre 1.000 y 500.000.
En una realización de la presente invención, la
al menos una membrana puede comprender un material cerámico.
Alternativamente, la al menos una membrana puede comprender un
material polimérico. Por ejemplo, se puede utilizar un material
polimérico cristalino cuando se requieren membranas de de
microfiltrado. Además, se pueden utilizar polímeros amorfos cuando
se requieran membranas de ultrafiltrado. Los materiales adecuados
para las membranas poliméricas incluyen PVDF, polipropileno,
polisulfona, formulaciones celulósicas y otras de propiedad
exclusiva.
Preferiblemente, la unidad de filtrado comprende
un recipiente a presión.
Preferiblemente, el aparato incluye varias
membranas dispuestas dentro de la unidad de filtrado. Las membranas
pueden constar totalmente de membranas de ultrafiltrado o totalmente
de membranas de microfiltrado, o de una combinación de las mismas.
Ventajosamente, el número necesario de membranas de la unidad de
filtrado se puede seleccionar de acuerdo con el tamaño disponible
de la unidad de filtrado y del área de la superficie de filtrado
necesaria para lograr los flujos de fluido deseados. Por ejemplo, la
unidad de filtrado puede comprender entre 60 y 80 membranas.
En una realización de la presente invención, la
membrana utilizada en la unidad de filtrado tiene una configuración
tubular que consta de un tubo de soporte poroso que tiene un
material fundido con la membrana en una pared interior del mismo.
En esta realización, el fluido a tratar puede ser forzado a pasar
radialmente hacia fuera del material de la membrana.
Alternativamente, el fluido puede ser forzado a pasar radialmente
hacia dentro a través del material de la membrana.
En una realización alternativa de la presente
invención, la membrana utilizada en la unidad de filtrado puede
tener una configuración de chapa y bastidor. En esta configuración,
una membrana de chapa fina está asegurada en una unidad de chapa y
bastidor para formar un tamiz de membrana. Esta disposición es
especialmente ventajosa porque virtualmente cualquier membrana
puede ser cortada con la forma adecuada y asegurada o instalada en
la unidad.
En otra realización alternativa, la membrana
puede estar provista con una configuración de arrollamiento en
espiral. En esta realización, convencionalmente, se provee una
membrana de lámina que consta de dos láminas o capas de la membrana
planas, separadas por un portador de fluido filtrado. Tres lados del
laminado están sellados para envolver el portador de fluido
filtrado dentro de las láminas de la membrana, estando asegurado el
cuarto lado del laminado, longitudinalmente, a un tubo perforado.
Seguidamente, se arrolla el laminado alrededor del tubo perforado,
estando las superficies orientadas hacia fuera de las láminas de la
membrana separadas por un tamiz o espaciador corrugado, para
producir un cartucho sustancialmente cilíndrico. En esta
disposición, el fluido a tratar es forzado a fluir hacia el interior
del tubo perforado y se hace que pase radialmente hacia fuera a
través de las membranas bobinadas en espiral del cartucho
cilíndrico. Alternativamente, el fluido a tratar puede ser forzado
a pasar radialmente hacia dentro a través de las membranas
arrolladas en espiral.
En una realización preferente de la presente
invención, la membrana puede ser suministrada con una configuración
de fibras huecas. En esta realización, preferiblemente, se instalan
varias membranas. Esta configuración de fibras huecas comprende
varias fibras tubulares o huecas alargadas de un material de
membrana adecuado, alineadas longitudinalmente dentro de la unidad
de filtrado. Las fibras huecas son similares en su forma a las
membranas de la configuración tubular, con la excepción de que no
es necesario ningún tubo de soporte poroso. En esta realización
preferente, el fluido a tratar es forzado a fluir a lo largo del
interior de las membranas y se hace que pase radialmente hacia
fuera a través del material de las membranas, lo que se denomina
generalmente configuración de "dentro a fuera".
Alternativamente, el fluido a tratar puede ser forzado a fluir a lo
largo de la superficie exterior de las membranas y a pasar
radialmente hacia dentro a través del material de las membranas, lo
que se denomina generalmente configuración de "fuera a
dentro".
En función del modo de servicio de la membrana
de filtrado, como se expone a continuación, la unidad de filtrado
puede comprender una segunda salida de fluido para facilitar una
salida al fluido no filtrado o fluido usado en una operación de
lavado a contracorriente. Se puede apreciar que cualquier fluido no
filtrado tendrá probablemente una concentración partículas,
coloides y materia suspendida y similares mayor que el fluido de
alimentación, ya que la materia sólida retenida por la al menos una
membrana será arrastrada a la corriente de fluido y dirigida y
forzada a fluir hacia la segunda salida de fluido. De esta manera,
el fluido de alimentación que entra en la unidad de filtrado será
separado en dos corrientes de fluido, siendo la primera de fluido
filtrado impulsado a través de la al menos una membrana que sale a
través de la primera salida de fluido, y siendo la segunda de
fluido no filtrado o concentrado que sale a través de la segunda
salida de fluido. La disposición de la segunda salida de fluido y,
por lo tanto, de la segunda vía de flujo ayuda en la limpieza de la
al menos una membrana de filtrado, lo que reduce la cantidad de
lavado a contracorriente necesario y mantiene una eficacia de
filtrado razonablemente alta.
Ventajosamente, la unidad de filtrado de la
presente invención puede operar bien en un modo de operación de
flujo longitudinal o en un modo de operación de flujo transversal.
En el modo de operación de flujo longitudinal (también conocido
como flujo directo) el fluido es forzado a fluir perpendicularmente,
directamente a través de la al menos una membrana. En consecuencia
hay un solo flujo de alimentación que entra en la unidad de filtrado
a través de la entrada de fluido, y un flujo de fluido filtrado que
sale de la unidad de filtrado a través de la primera salida de
fluido. Típicamente, el modo de flujo directo permite la
recuperación óptima del agua de alimentación en un porcentaje de 95
a 98%, pero está limitado típicamente a corrientes de alimentación
de pocos sólidos suspendidos (típicamente < 10 NTU de turbidez).
Con el flujo directo se forma un fondo de partículas acumuladas
sobre la superficie de la al menos una membrana.
En el modo de flujo transversal, el fluido pasa
paralelo a la al menos una membrana, con frecuencia a una velocidad
superior a la velocidad de la corriente de fluido que pasa a través
de la membrana. En este modo de operación se establecen tres vías
de flujo, siendo la primera de fluido de alimentación que entra en
la unidad de filtrado a través de la entrada de fluido, siendo la
segunda de fluido filtrado que sale de la unidad de filtrado a
través de la primera salida de fluido, y siendo la tercera de fluido
no filtrado o concentrado que sale de la unidad de filtrado a
través de la segunda salida de fluido. El flujo de fluido no
filtrado a través de la segunda salida de fluido ayuda en la
limpieza de la al menos una membrana eliminando constantemente el
material filtrado que, de otro modo, se acumularía sobre la
superficie de la misma. Por lo tanto, el modo de flujo transversal
se usa típicamente para fluidos de alimentación con una alta
concentración de sólidos (típicamente 10 a 100 NTU de
turbidez).
Típicamente, el modo de operación de flujo
transversal permite recuperar entre 90 y 95% del fluido de
alimentación. Esto representa una mejora significativa sobre las
unidades de filtrado de múltiples medios de filtro convencionales
que pueden permitir una recuperación de fluido de aproximadamente
80%.
Preferiblemente, el aparato de la presente
invención comprende varias unidades de filtrado. Ventajosamente,
las unidades de filtrado están dispuestas en paralelo. Es decir, la
entrada de fluido de cada unidad de filtrado puede estar acoplada a
una sola corriente de entrada de fluido de alimentación, y la
primera salida de fluido de cada unidad de filtrado puede estar
acoplada solamente a la primera corriente de salida fluida de
alimentación. Además, si existe, la segunda salida de fluido de
cada unidad de filtrado puede estar acoplada solamente a la segunda
corriente de salida de fluido. Ventajosamente, cada unidad de
filtrado se puede adaptar para estar aislada individualmente con el
fin de permitir la limpieza, sustitución, reparación o similares a
voluntad sin necesidad de parar el aparato. En una realización
alternativa, las unidades de filtrado pueden estar dispuestas en
serie de manera tal que el filtrado se realiza escalonadamente.
En una realización de la presente invención, se
pueden instalar ocho pares de unidades de filtrado.
Preferiblemente, se dispone de medios para crear
un diferencial de presión entre la entrada de fluido y la primera
salida de fluido de la unidad de filtrado de manera tal que el
fluido a tratar es impulsado a presión a través de la al menos una
membrana de filtrado. Ventajosamente, el diferencial de presión
puede ser facilitado por medios de bombeo, situados bien corriente
arriba o corriente debajo de la unidad de filtrado, dependiendo del
gradiente de presión necesario. En una realización, el fluido puede
ser impulsado por un diferencial de presión positivo. Este
diferencial de presión positivo se puede lograr usando un medio de
bombeo situado corriente arriba de la unidad de filtrado.
Ventajosamente, la unidad de filtrado asociada a al menos una
membrana se puede adaptar para operar con un diferencial de presión
positivo de al menos 2 barias, limitándose la presión superior
mediante, por ejemplo, la limitación de diseño del tipo concreto de
membrana utilizada.
Alternativamente, el fluido puede ser impulsado
por un diferencial de presión negativo creando un vacío a través de
la unidad de filtrado. Este diferencial de presión negativo se puede
lograr utilizando medios de bombeo situados corriente debajo de la
unidad de filtrado. Ventajosamente, la unidad de filtrado y al menos
una membrana de filtrado asociada pueden ser adaptadas para operar
con un diferencial de presión negativo de, por ejemplo, entre 0,07
y 0,55 barias. En esta realización, la al menos una membrana puede
estar sumergida en un tanque o recipiente a presión atmosférica,
con un diferencial de presión negativo a través de la al menos una
membrana aplicando una fuerza de impulsión para impulsar el fluido
desde el tanque o recipiente a través de la membrana.
Preferiblemente, cuando se dispone de varias
unidades de filtrado, se puede instalar un solo medio de bombeo
para crear un diferencial de presión a través de la membrana.
Alternativamente, se pueden instalar medios de bombeo
individuales.
Preferiblemente, el aparato de la presente
invención comprende además un sistema de limpieza para uso en la
limpieza al menos de la al menos una membrana de la unidad de
filtrado. Preferiblemente, el sistema de limpieza está adaptado
para operar mientras que la al menos una membrana permanece situada
dentro de la unidad de filtrado, lo que se denomina
convencionalmente "limpieza en posición". Ventajosamente, el
sistema de limpieza utiliza una parte del fluido procedente de la
salida de fluido de la unidad de filtrado. Preferiblemente, el
sistema de limpieza está adaptado especialmente para uso cuando se
dispone de varias unidades de filtrado. En esta realización, una
unidad de filtrado que necesita limpieza se puede aislar de las
demás unidades de manera tal que el fluido a filtrar no puede pasar
a su través. Consecuentemente, la unidad de filtrado, una vez
instalada puede ser lavada por lavado a contracorriente forzando el
fluido tomado de la salida de fluido de las unidades de filtrado
operacionales en un sentido inverso a través de la al menos una
membrana situada en su interior. Las unidades de filtrado se pueden
aislar a voluntad aislando medios tales como válvulas o
similares.
Ventajosamente, las unidades de filtrado están
adaptadas para albergar la totalidad del flujo o caudal filtrado
cundo están aisladas una o más de las unidades de filtrado.
Consecuentemente, el fluido tomado de la salida de fluido de las
unidades de filtrado operacionales, preferiblemente se envía
directamente a la unidad aislada a limpiar. De esta manera, se
elimina la necesidad de recoger fluido continuamente en un depósito
de almacenamiento aparte para su uso posteriormente en limpieza,
así como la necesidad de parar la totalidad de la unidad de
filtrado para permitir su limpieza. Es decir, las unidades de
filtrado operacionales deben ser capaces de producir suficiente
fluido filtrado para que una parte sea entubada o enviada
directamente al interior del sistema de limpieza u utilizada en el
lavado a contracorriente de una unidad de filtrado aislada sin
necesidad de medios de bombeo adicionales. Sin embargo, algunas
realizaciones de la invención pueden comprender medios de bombeo
complementarios o de reserva.
En una realización el fluido de uso en limpieza
puede ser tomado directamente de la primera salida de fluido de la
unidad o unidades de filtrado de manera tal que el fluido usado en
limpieza no tiene que ser tratado por la planta de eliminación de
especies iónicas. Alternativamente, el fluido de uso en el sistema
de limpieza puede ser tomado de una salida de la planta de
eliminación de especies iónicas. Consecuentemente, en ambas
realizaciones, el fluido usado en el sistema de limpieza es al menos
sometido a filtrado por la unidad de filtrado.
Ventajosamente, el fluido utilizado en el
sistema de limpieza puede ser usado en un procedimiento de limpieza
de la planta de eliminación de especies iónicas.
Preferiblemente, el sistema de limpieza
comprende además un sistema de limpieza química. Convenientemente,
el sistema de limpieza química, en uso, requiere una solución
química a impulsar a través de la unidad de filtrado y/o de la
planta de eliminación de especies iónicas en un sentido normal del
flujo. Ventajosamente, la solución química puede comprender fluido
extraído de la primera salida de fluido de la unidad de filtrado o,
alternativamente puede comprender fluido extraído de una salida de
la planta de eliminación de especies iónicas, con el producto o
productos químicos necesarios añadidos a la misma. Preferiblemente,
el sistema de limpieza química comprende un medio de bombeo para
impulsar la solución química a través tanto de la unidad de
filtrado como de la planta de eliminación de especies iónicas.
Ventajosamente, el sistema de limpieza química
puede ser utilizado, por ejemplo, mensualmente durante la operación
normal para limpiar la unidad de filtrado, mientras que el sistema
de limpieza química puede ser utilizado cada dos o tres meses
durante la operación normal para, por ejemplo, limpiar la planta de
eliminación de especies iónicas. Se debe advertir que la limpieza
química de la planta de eliminación de especies iónicas es necesaria
menos frecuentemente que la de la unidad de filtrado debido al
hecho de que la unidad de filtrado de la presente invención
suministra agua de alimentación de gran calidad a la planta de
eliminación de especies iónicas.
Preferiblemente, el sistema de limpieza
comprende además un medio de purificación de aire en el que el aire
comprimido es impulsado a través de la unidad de filtrado y/o de la
planta de eliminación de especies iónicas.
Ventajosamente, el aparato comprende además un
desaireador para eliminar oxígeno y otros gases del fluido y
prevenir el desarrollo de bacterias aeróbicas durante el
procedimiento de inyección. En una realización, el desaireador
puede estar situado corriente debajo de la planta de eliminación de
especies iónicas. Alternativamente, el desaireador puede estar
situado corriente arriba de la unidad de filtrado o,
alternativamente puede estar situado además entre la unidad de
filtrado y la planta de eliminación de especies iónicas.
Preferiblemente, la unidad de filtrado del
aparato opera con un caudal nominal de litros de fluido tratado por
hora por metro cuadrado de membrana de filtrado de al menos 20
l/m^{2}/h. Más preferiblemente, la unidad de filtrado opera con
un caudal nominal de entre 80 y 200 l/ m^{2}/h.
Preferiblemente también, el pH de operación del
fluido se puede ajustar en un rango de entre 1 y 13. Más
preferiblemente, el pH de operación está en un rango de 6,5 a 8,5
dependiendo del material usado en la membrana.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, se provee un procedimiento de tratamiento de fluido
a
inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
- Impulsión de un fluido de inyección a fluir a través de una unidad de filtrado que comprende al menos una membrana de filtrado de las que al menos una es una membrana de ultrafiltrado y al menos una es una membrana de microfiltrado; y seguidamente,
- impulsión de dicho fluido de inyección a través de una planta de eliminación de especies iónicas.
Preferiblemente, la planta de eliminación de
especies iónicas es una planta de eliminación de sulfatos para la
eliminación de iones de sulfatos divalentes del fluido de inyección.
Preferiblemente también, la planta de eliminación de especies
iónicas comprende al menos una membrana de nanofiltrado.
Ventajosamente, el procedimiento incluye además
la etapa de impulsión del fluido de inyección a través de una
unidad de prefiltrado antes de que el fluido fluya a través de la
unidad de filtrado.
Beneficiosamente, el procedimiento puede incluir
además la etapa de impulsión del fluido a través de un
desaireador.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, se provee un sistema de inyección para la inyección de
fluido en una formación subterránea que contiene hidrocarburos,
comprendiendo dicho sistema:
- una unidad de filtrado que comprende al menos una membrana de filtrado que es al menos una de entre una membrana de ultrafiltrado y una de microfiltrado;
- una planta de eliminación de especies iónicas acoplada a una salida de la unidad de filtrado; y
- medio de bomba de inyección acoplado a la planta de eliminación de especies iónicas y adaptado para presurizar fluido de la planta de eliminación de especies iónicas para ser inyectado en una formación que contiene hidrocarburos.
Preferiblemente, la planta de eliminación de
especies iónicas es una planta de eliminación de sulfatos.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente
invención, se provee un sistema de limpieza de uso en un aparato de
tratamiento de fluido que incorpora una pluralidad de unidades de
filtrado que comprende cada una al menos una membrana de filtrado
que es una de entre una membrana de ultrafiltrado y una membrana de
microfiltrado, y una planta de eliminación de especies iónicas
acoplada a la unidad de filtrado y situada corriente abajo de la
misma, en el que el sistema de de limpieza comprende:
- suministro de fluido de limpieza tomado del aparato de tratamiento de fluido en una posición corriente debajo de la unidad de filtrado; y
- medio de desvío de al menos una parte del suministro de fluido de limpieza directamente del aparato de tratamiento de fluido a través de la al menos una membrana de filtrado.
Preferiblemente, el fluido de limpieza se desvía
en un sentido inverso a través de la al menos una membrana de
filtrado para efectuar el lavado a contracorriente de la misma.
Preferiblemente, el medio de desvío es una red
de tubos que comunica el fluido de una posición corriente debajo de
la unidad de filtrado con dicha unidad de filtrado.
Preferiblemente también, el fluido de limpieza
es impulsado a través de la al menos una membrana por medios de
bombeo asociados don el aparato de tratamiento de fluido.
Consecuentemente, el sistema de limpieza, preferiblemente, no
comprende medios de bombeo aparte.
En una realización de la presente invención, el
suministro de fluido de limpieza puede ser tomado del aparato de
tratamiento de fluido en una posición corriente arriba de la planta
de eliminación de especies iónicas. Alternativamente, el suministro
de fluido de limpieza puede ser tomado en una posición corriente
abajo de la planta de eliminación de especies iónicas. En
cualquiera de las alternativas, el fluido de limpieza es al menos
fluido tratado filtrado por la unidad de filtrado.
Preferiblemente, el sistema de limpieza
comprende además medios de aislamiento del fluido para prevenir a
voluntad que el fluido de limpieza tomado del aparato de tratamiento
de fluido sea pasado a través de la al menos una membrana. Los
medios de aislamiento pueden ser medios de válvula tales como una
válvula operada manualmente o automáticamente.
Ventajosamente, el aparato de tratamiento de
fluido comprende varias unidades de filtrado, y el sistema de
limpieza comprende medios de aislamiento a voluntad de una unidad de
filtrado que necesita ser limpiada usando el suministro de fluido
de limpieza.
Preferiblemente, el sistema de limpieza
comprende medios de desvío para desviar al menos parte del
suministro de fluido de limpieza directamente del aparato de
tratamiento de fluido a través de la planta de eliminación de
especies iónicas. Preferiblemente también, el fluido de limpieza se
dirige a través de la planta de eliminación de especies iónicas en
sentido inverso para efectuar el lavado a contracorriente de la
misma.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente
invención, se provee un procedimiento de limpieza de un aparato de
tratamiento de fluido que incorpora una pluralidad de unidades de
filtrado, comprendiendo cada una al menos una membrana de filtrado
que es al menos una de entre una membrana de ultra filtrado y una
membrana de microfiltrado, y una planta de eliminación de especies
iónicas acoplada a una de las unidades de filtrado y situada
corriente abajo de la misma, comprendiendo dicho procedimiento las
etapas de:
- provisión de un suministro de fluido de limpieza tomado del aparato de tratamiento de fluido en una posición corriente abajo de la unidad de filtrado; y
- desvío de al menos parte del suministro de fluido de limpieza directamente del aparato de tratamiento de fluido a través de la al menos una membrana de filtrado.
Preferiblemente, el fluido de limpieza se desvía
directamente a través de la al menos una membrana de filtrado en un
sentido inverso para efectuar el lavado a contracorriente de la
misma.
Preferiblemente, el procedimiento comprende
además la etapa de desvío de al menos parte del fluido de limpieza
directamente a través de la planta de eliminación de especies
iónicas, preferiblemente en un sentido inverso para efectuar el
lavado a contracorriente.
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Ahora se va a describir este y otros aspectos de
la presente invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia
a los dibujos adjuntos, en los que:
Las figuras 1 y 2 son representaciones
esquemáticas de realizaciones alternativas de un aparato de
tratamiento de agua a inyectar en una formación que contiene
hidrocarburos de acuerdo con la presente invención;
La figura 3 es una representación esquemática de
un procedimiento de eliminación de sulfatos utilizando una membrana
de nanofiltrado;
La figura 4 es una representación esquemática
del aparato de tratamiento de agua para el tratamiento de agua a
inyectar en una formación que contiene hidrocarburos de acuerdo con
una realización alternativa de la presente invención;
\global\parskip0.900000\baselineskip
La figura 5 es una vista en perspectiva de una
parte de un aparato de tratamiento de agua de inyección de acuerdo
con una realización de la presente invención;
La figura 6 es una representación esquemática de
un sistema de lavado a contracorriente de uso en un aparato de
tratamiento de agua de inyección de acuerdo con una realización de
la presente invención; y
La figura 7 es una representación esquemática de
un sistema de limpieza química de uso en un aparato de tratamiento
de agua de inyección de acuerdo con una realización de la presente
invención.
Con referencia inicialmente a la figura 1, en la
misma se muestra una representación esquemática de un aparato o
sistema 10 de tratamiento de agua de acuerdo con una realización de
la presente invención. El sistema incluye una bomba 12 de
impulsión, una unidad 14 de filtrado, una planta 16 de eliminación
de sulfatos y una bomba 18 de inyección. La unidad 14 de filtrado
incluye una entrada 20 de fluido y una primera salida 22 de fluido
22, entre dichas entrada 20 de fluido y primera salida 22 de fluido
está situado un banco de membranas 24 de filtrado 24. En la
realización mostrada, el banco de membranas 24 se compone de
membranas de ultrafiltrado que definen poros con diámetros
nominales o dimensiones equivalentes de entre 0,005 y 0,1
micrómetros con un peso molecular después de la inyección de entre,
por ejemplo, 1.000 y 500.000. En una realización alternativa, el
banco de membranas se puede componer de membranas de microfiltrado
que definen poros con diámetros nominales o dimensiones
equivalentes de entre 0,05 y 2 micrómetros.
La planta 16 de eliminación de sulfatos incluye
una entrada 26 de fluido y una primera salida 28 de fluido y un
banco de membranas 30 de nanofiltrado situado entre las mismas. Como
se muestra en la figura 3, que es una representación esquemática de
una superficie 32 de una membrana de nanofiltrado del banco de
membranas 30 de nanofiltrado, los aniones 34 de sulfatos divalentes
(SO_{4}^{2-}) son rechazados en la superficie 32 de la membrana
de nanofiltrado, parcialmente debido a la exclusión por tamaño y
parcialmente debido al rechazo producido por la carga negativa en
la superficie 32 de la membrana. Sin embargo, como se muestra, la
membrana permite el paso de aniones monovalentes (Cl^{-}) a su
través. El paso se dichos aniones es preferente ya que pueden ayudar
establecer arcillas y similares en la formación una vez inyectada
el agua en el interior de la formación.
En uso, se presuriza agua de alimentación, tal
como agua del mar, de una fuente de fluido (no se muestra) mediante
la bomba 12 de impulsión a la presión necesaria determinada por,
entre otras cosas, el tipo de membrana y la contrapresión del
filtrado. La presión se puede seleccionar, por ejemplo, de entre 2 y
5 barias y posiblemente mayor. Por consiguiente, en la realización
mostrada en la figura 1, el fluido es impulsado a través de la
unidad 14 de filtrado por un diferencial de presión positivo. El
fluido es impulsado a presión al interior de la entrada 20 de la
unidad 14 de filtrado y es forzado a través del banco de membranas
24 de manera tal que todo coloide, floculante, partículas, especies
solubles de gran peso molecular y similares serán retenidos por las
membranas 24 mediante un mecanismo de exclusión por tamaño para
concentrar, fraccionar o filtrar especies disueltas o suspendidas
dentro del agua. Como se muestra, la unidad 14 de filtrado incluye
una segunda salida 38 de fluido a través de la cual puede salir el
agua no filtrada llevando cargados las partículas, coloides y
similares retenidos por el banco de membranas. Este modo de
operación se denomina modo de flujo transversal que ayuda a lavar o
limpiar continuamente las membranas 24 para minimizar su
contaminación.
El agua filtrada tras su salida de la unidad 24
de filtrado a través de la primera salida 22 de fluido, pasa a
través de la planta de eliminación de sulfatos en la que las
membranas 30 rechazan los aniones de sulfatos, como se muestra en
la figura 3. La planta 16 de eliminación de sulfatos incluye una
segunda salida 40 de fluido a través de la cual es rechazada del
aparato 10 el agua con alta concentración de sulfatos. Aunque no se
muestra, la planta de eliminación de sulfatos puede estar asociada
con una bomba de impulsión aparte para presurizar el fluido
procedente de la unidad de filtrado a la presión necesaria para la
eliminación de sulfatos. A este respecto, el fluido que pasa a
través de la planta 16 de eliminación de sulfatos está a una presión
menos que la presión osmótica para las condiciones de alimentación
y tipo de membrana 30. Por lo tanto, la planta 16 de eliminación se
sulfatos no opera por ósmosis inversa.
El agua procedente de la primera salida de la
planta 16 de eliminación de sulfatos es presurizada seguidamente
por la bomba 18 de inyección en inyectada en una formación que
contiene carburos en agotamiento a través de un pozo 42 de
inyección forrado.
En una posición corriente abajo de la planta 16
de eliminación de sulfatos y de la unidad 24 de filtrado está
instalada una válvula 43 de escape de aire, donde la válvula 43 de
aire se puede abrir cuando el aparato se pone en operación
inicialmente para hacer posible que el aire salga o se purgue del
sistema. Además, la válvula 43 de escape de aire para permitir que
el aire usado en un procedimiento de limpieza sea descargado del
aparato 10.
En las figuras 1 y 2 se muestra una realización
alternativa, en la que los componentes similares comparten
numerales de referencia similares incrementados en 100. Como se
muestra, el aparato 110 incluye una bomba 112 de impulsión, una
unidad 114 de filtrado que incluye un banco de membranas 124 de
ultrafiltrado, una planta 116 de eliminación de sulfatos, y una
bomba 118 de inyección. Sin embargo, la bomba de impulsión de esta
realización está situada corriente abajo de la unidad 114 de
filtrado por lo que el agua de una fuente de agua (no se muestra)
puede ser impulsada a través de la unidad 114 de filtrado por un
diferencial de presión negativo. Por ejemplo, a través del banco de
membranas 124 se puede crear una presión negativa (vacío) de entre
0,07 y 0,55 barias.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En otra realización alternativa a la mostrada en
la figura 1 que se muestra en la figura 4 los componentes similares
comparten numerales de referencia similares, incrementados en 200.
El aparato 210 de la figura 4 comprende una unidad 214 de filtrado
con un banco de membranas 224, una planta 216 de eliminación de
sulfatos con un banco de membranas 230 de nanofiltrado que eliminan
sulfatos, y una bomba 218 de inyección. El aparato 210 incluye
además una unidad 202 de prefiltrado situada corriente arriba de la
unidad 214 de filtrado, y que comprende tamices de siete tamaños
comprendidos entre 80 y 150 micrómetros. De esta manera, el agua
destinada a ser suministrada a la unidad 214 es prefiltrada para
eliminar las partículas suspendidas más grandes que puedan bloquear
o contaminar el banco de membranas 224 situado dentro de la unidad
214 de filtrado.
Con referencia ahora a la figura 5, en ella se
muestra una parte de otra realización alternativa del aparato 10 de
la figura 1. Consecuentemente, componentes similares compartes
numerales de referencia similares incrementados en 300. El aparato
310 de tratamiento de fluido de la figura 5 comprende varias
unidades 314 de filtrado dispuestas en un soporte, representado
generalmente por el numeral 350 de referencia. Cada unidad 314 de
filtrado incluye una entrada 320 de fluido y una primera salida 322
de fluido. Además, cada unidad de filtrado contiene un banco de
membranas de filtrado (no se muestran), las cuales, en la
realización mostrada, tienen forma de fibra hueca. La parte del
aparato 310 mostrada en la figura 5 incluye además una corriente o
colector 352 de entrada de fluido al que está conectada la entrada
320 de fluido de cada unidad 314 de filtrado, y una corriente o
colector 354 de salida de fluido a la que está conectara la primera
salida 322 de fluido de cada unidad 314 de filtrado. De esta
manera, las unidades de filtrado se considera que están conectadas
en paralelo, de manera tal que una o más unidades 314 individuales
pueden ser aisladas independientemente con una válvula (no se
muestra) sin cerrar la totalidad del aparato 310. Por consiguiente,
esta disposición permite limpiar las unidades individualmente, por
ejemplo por lavado a contracorriente, como se expone a continuación,
al mismo tiempo el aparato 310 permanece operacional.
Ahora se hace referencia a la figura 6 en la que
se muestra una representación esquemática de un aparato 410 de
tratamiento de agua de inyección que incorpora un sistema de lavado
a contracorriente de acuerdo con una realización de la presente
invención. El aparato de la figura 6 es similar al mostrado en la
figura 1 y por ello, componentes similares comparten numerales de
referencia similares, incrementados en 400. El aparato 410
comprende una bomba 412 de impulsión, una pluralidad de unidades
414a, 414b de filtrado (se muestran solamente dos) conectadas en
paralelo, y una planta 416 de eliminación de sulfatos. Cada unidad
414a, 44b incluye un banco de membranas 424, y la planta 416 de
eliminación de sulfatos incluye un banco de membranas 430 de
nanofiltrado. Cada unidad de filtrado comprende válvulas 460, 462
de aislamiento que permiten aislar una respectiva unidad 414a, 414b
independientemente.
En uso, el fluido es presurizado por la bomba
412 y se suministra a una entrada 420 de fluido de cada unidad
414a, 414b de filtrado operacional, en la que el fluido es forzado a
través de las membranas 424 y, seguidamente, sale a través de las
respectivas primeras salidas 422 de fluido. Cada unidad 414a, 414b
de filtrado incluye una segunda salida 438 de fluido a través de la
cual sale el flujo no filtrado o el flujo transversal de las
respectivas unidades 414a, 414b. Seguidamente, el fluido no filtrado
es impulsado a lo largo de un conducto 464 de fluido hacia la
planta 416 de eliminación de sulfatos.
El sistema de lavado a contracorriente del
aparato 410 comprende una vía 466 de fluido que se extiende entre
el conducto 464 de fluido y una unidad 414a de filtrado, y otra vía
468 de fluido que se extiende entre el conducto 464 de fluido y
otra unidad 414b de filtrado. Se debe advertir que se provee una vía
de fluido que se extiende desde el conducto 464 de fluido hasta
cada unidad de filtrado. Como se muestra, la vía 466 de fluido
incorpora una válvula 470, y una vía 468 de fluido incorpora una
válvula 472.
Suponiendo la unidad 414a de filtrado necesita
un lavado a contracorriente, primero se cierran las válvulas 460 de
aislamiento de manera tal que el fluido deja de pasar desde la
entrada 420 de fluido a la primera salida 422 de fluido. Se debe
advertir que el resto de las unidades de filtrado, incluso la unidad
414b están adaptadas para dar cabida a un flujo incrementado cuando
la unidad 414a de filtrado está aislada de esta manera, con el fin
de mantener una salida uniforme. Después de esto, se abre la válvula
470 con el fin de utilizar una parte del fluido que fluye a lo
largo del conducto 464, fluyendo dicho fluido hasta la unidad 414a
de filtrado. A continuación, este fluido es impulsado por la
presión del sistema desarrollada por la bomba 12 de impulsión a
través del lado posterior de las membranas 424 de la unidad 414a en
sentido inverso para efectuar su lavado a contracorriente. El
fluido del lavado a contracorriente se descarga de la unidad 414a de
filtrado a través de la segunda salida 438 de fluido. Una vez
realizado suficiente lavado a contracorriente, se puede cerrar la
válvula 470 y se pueden abrir las válvulas 460 para poner la unidad
414a de filtrado de nuevo en operación.
El sistema de lavado a contracorriente de la
presente invención es especialmente ventajoso porque no necesita
que se pare la totalidad del sistema. Además, porque el sistema de
lavado a contracorriente es operado por la bomba 412 de impulsión,
sin necesidad de ningún otro medio de bombeo. Además, porque el
fluido se toma directamente del conducto 464, y no es necesario
disponer de depósitos o similares para almacenar el fluido a usar
en sucesivos procedimientos de lavado a contracorriente.
Ahora se hace referencia a la figura 7 en la que
se muestra una representación esquemática de un aparato 510 de
tratamiento de agua de inyección que incorpora un sistema de
limpieza química de acuerdo con una realización de la presente
invención. El aparato de la figura 7 es similar al mostrado en la
figura 1 y, por lo tanto, componentes similares comparten numerales
de referencia similares, incrementados en 500.
El aparato 510 comprende una bomba 512 de
impulsión, una unidad 514 de filtrado y una planta 516 de
eliminación de sulfatos. Entre la unidad 514 de filtrado y la
planta 516 de eliminación de sulfatos está instalada una derivación
580 de fluido para derivar parte del fluido filtrado de la unidad
514 de filtrado. Seguidamente, este fluido derivado se recoge en un
depósito 582 adecuado y se le añade cualquier producto químico
necesario para crear una solución 581 química. Cuando es necesaria
la limpieza química, se aísla la unidad 514 de filtrado de la
fuente de fluido (no se muestra) cerrando la válvula 586 y se
impulsa la solución química mediante la bomba 588 hasta le entrada
520 de fluido de la unidad de filtrado.
Los expertos en la técnica deben entender que
las realizaciones antes descritas son meramente ejemplares de la
presente invención y que se pueden hacer a la misma varias
modificaciones sin salir del ámbito de la invención. Por ejemplo,
cada una de las realizaciones mostradas en las figuras 1, 2 y 4 a 7
puede comprender además un desaireador para eliminar oxígeno y
otros gases del fluido en tratamiento. Además, en cada una de las
realizaciones mostradas, la planta de eliminación de sulfatos puede
comprender un medio de bombeo aparte. Más aún, en el aparato 410 de
la figura 6, el fluido es desviado para usarlo en lavado a
contracorriente en una posición corriente arriba de la planta 416
de eliminación de sulfatos. No obstante, el fluido se puede desviar
también de una posición corriente abajo de la planta 416 de
eliminación de sulfatos. Análogamente, el desvío 580 de fluido de
la realización mostrada en la figura 7 puede estar situado corriente
abajo de la planta 516 de eliminación de sulfatos. Además, en las
realizaciones mostradas en las figuras 4, 6 y 7, el fluido es
derivado, alternativamente, por un diferencial de presión negativo
a través de la unidad de filtrado.
Claims (36)
1. Un aparato de tratamiento de un fluido a
inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos,
comprendiendo dicho aparato:
- una unidad de filtrado que tiene una entrada de fluido y una primera salida de fluido, estando dicha entrada de fluido y dicha primera salida de fluido en comunicación fluida por medio de un pasadizo; al menos una membrana de filtrado situada dentro de dicho pasadizo, de manera tal que la entrada de fluido y la primera salida de fluido estén en comunicación fluida a través de al menos una membrana de filtrado, en el que dicha al menos una membrana de filtrado incluye al menos una de entre una membrana de ultrafiltrado y una membrana de microfiltrado; y una planta de eliminación de especies iónicas acoplada a la primera salida de fluido que está en comunicación fluida con la misma, en el que la planta de eliminación de especies iónicas está presurizada de manera tal que el fluido a tratar es impulsado a presión a su través, y la planta de eliminación de especies iónicas es operada a una presión menor que la presión osmótica para las condiciones de alimentación y tipo de membrana dentro de la planta de eliminación de especies iónicas.
2. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 1, en el que la planta de eliminación de especies
iónicas es una planta de eliminación de sulfatos.
3. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 1 o 2, en el que la planta de eliminación de especies
iónicas comprende al menos una membrana de nanofiltrado.
4. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 3, en el que la membrana de nanofiltrado está
adaptada para rechazar aniones de sulfatos (SO_{4}^{2-}).
5. Un aparato como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que la entrada de fluido
de la unidad de filtrado está adaptada para estar acoplada a una
fuente de fluido por medio de una unidad de prefiltrado.
6. Un aparato como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que la al menos una
membrana de filtrado define una pluralidad de poros que tienen cada
uno un diámetro nominal o dimensión equivalente de aproximadamente
0,005 a 0,1 micrómetros en las membranas de ultrafiltrado y 0,05 a
2 micrómetros en las membranas de microfiltrado.
7. Un aparato como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que el peso molecular de
corte de una membrana de ultrafiltrado de uso en la unidad de
filtrado está entre 1.000 y 500.000.
8. Un aparato como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que el aparato comprende
una pluralidad de membranas dispuestas dentro de la unidad de
filtrado.
9. Un aparato como el reivindicado en cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que la al menos una
membrana tiene una configuración de fibra hueca.
10. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad
de filtrado comprende una segunda salida de fluido para dar una
salida para el fluido no filtrado o fluido usado en una operación
de limpieza mediante lavado a contracorriente.
11. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad
de filtrado de la presente invención opera en modo de servicio de
flujo transversal.
12. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que están
provistas una pluralidad de unidades de filtrado.
13. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 12, en el que cada unidad de filtrado está adaptada
para ser aislada individualmente.
14. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que están
suministrados medios para la creación de un diferencial de presión
entre la entrada de fluido y la primera salida de fluido de la
unidad de filtrado, de manera tal que el fluido a tratar es
impulsado a presión a través de la al menos una membrana de
filtrado.
15. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 14, en el que el diferencial de presión es
suministrado por el medio de bomba.
16. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 14 o 15, en el que el fluido es impulsado por un
diferencial de presión positivo.
17. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 14 o 15, en el que el fluido es impulsado por un
diferencial de presión negativo creando un vacío a través de la
unidad de filtrado.
18. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además
un sistema de limpieza para su uso en la limpieza de la al menos
una membrana de la unidad de filtrado.
19. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 18, en el que el sistema de limpieza está adaptado
para operar mientras que la al menos una membrana permanece situada
dentro de la unidad de filtrado.
20. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 18 ó 19, en el que el sistema de limpieza utiliza
una parte del fluido procedente de la primera salida de fluido de la
unidad de filtrado.
21. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 18, 19 ó 20, en el que el sistema de limpieza está
adaptado para su uso cuando están instaladas una pluralidad de
unidades de filtrado.
22. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 21, en el que una unidad de filtrado que necesita
ser limpiada se aísla de las demás unidades para que no pueda pasar
a su través fluido no filtrado, y el sistema de limpieza permite
que la unidad de filtrado aislada sea lavada a contracorriente
forzando el fluido tomado de la salida de fluido de las unidades de
filtrado en un sentido inverso a través de la al menos una membrana
situada en su interior.
23. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 22, en el que el fluido tomado de la salida de
fluido de las unidades de filtrado operacionales se suministra
directamente a la unidad de filtrado aislada a limpiar.
24. Un aparato como el reivindicado en las
reivindicaciones 20, 21 o 22, en el que el fluido de uso en el
sistema de limpieza se toma de una salida de la planta de
eliminación de especies iónicas.
25. Un aparato como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 20 to 24, en el que el fluido
utilizado en el sistema de limpieza se utiliza en un procedimiento
de limpieza para limpiar la planta de eliminación de especies
iónicas.
26. Un aparato como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, en el que el sistema de
limpieza comprende además un sistema de limpieza química.
27. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 26, en el que el sistema de limpieza química, en
uso, requiere una solución química para su impulsión a través de la
unidad de filtrado y/o de la planta de eliminación de especies
iónicas en una dirección del flujo normal.
28. Un aparato como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, en el que el sistema de
limpieza comprende además medios de limpieza de aire, en el que se
impulsa aire comprimido tanto a través de una o ambas de entre la
unidad de filtrado y la planta de eliminación de especies
iónicas.
29. Un aparato como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además
un desaireador.
30. Un procedimiento de tratamiento de fluido a
inyectar en una formación subterránea que contiene hidrocarburos,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
- impulsión de fluido de inyección a través de una unidad de filtrado que comprende al menos una membrana de filtrado que es al menos una de entre una membrana de ultra filtrado y una membrana de microfiltrado y, seguidamente, impulsión de dicho fluido de inyección a través de una planta de eliminación de especies iónicas a una presión menor que la presión osmótica para las condiciones de alimentación y tipo de membrana, dentro de la planta de eliminación de especies iónicas.
31. Un procedimiento como el reivindicado en la
reivindicación 30, en el que la planta de eliminación de especies
iónicas es una planta de eliminación de sulfatos para la eliminación
de iones de sulfatos divalentes del fluido de inyección.
32. Un procedimiento como el reivindicado en la
reivindicación 30 o 31, en el que la planta de eliminación de
especies iónicas comprende al menos una membrana de
nanofiltrado.
33. Un procedimiento como el reivindicado en la
reivindicación 30, 31 o 32, que comprende además la etapa de
impulsión del fluido de inyección a través de una unidad de
prefiltrado antes de impulsar el fluido a través de la unidad de
filtrado.
34. Un procedimiento como el reivindicado en una
cualquiera de las reivindicaciones 30 a 33, que comprende además la
etapa de impulsión del fluido a través de un desaireador.
\newpage
35. Un sistema de inyección para la inyección de
fluido en una formación subterránea que contiene hidrocarburos,
comprendiendo dicho procedimiento:
- una unidad de filtrado que comprende al menos una membrana de filtrado que es al menos una de entre una membrana de ultrafiltrado y una membrana de microfiltrado;
- una planta de eliminación de especies iónicas acoplada a una salida de la unidad de filtrado, en el que la planta de eliminación de especies iónicas es accionada a presión, de manera tal que el fluido a tratar es impulsado a presión a su través, y la planta de eliminación de especies iónicas es operada a una presión menor que la presión osmótica para las condiciones de alimentación y tipo de membrana en el interior de la planta de eliminación de especies iónicas, y un medio de bomba de inyección acoplado a la planta de eliminación de especies iónicas y adaptado para presurizar fluido de la planta de eliminación de especies iónicas a inyectar en la formación que contiene hidrocarburos.
36. Un sistema de inyección como el reivindicado
en la reivindicación 35, en el que la planta de eliminación de
especies iónicas es una planta de eliminación de sulfatos.
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| KR101434259B1 (ko) * | 2005-10-24 | 2014-08-27 | 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. | 탄화수소 함유 지층을 처리하기 위한 병합 발생 시스템 및방법 |
| FI20051121L (fi) | 2005-11-04 | 2007-05-05 | Keskuslaboratorio | Menetelmä ja laite kiintoainepitoisten vesisuspensioiden suodattamiseksi |
| GB0611710D0 (en) * | 2006-06-14 | 2006-07-26 | Vws Westgarth Ltd | Apparatus and method for treating injection fluid |
| US10023487B2 (en) * | 2006-12-12 | 2018-07-17 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method of recovering oil or gas and treating the resulting produced water |
| GB0702214D0 (en) | 2007-02-06 | 2007-03-14 | H2Oil & Gas Ltd | Filtration system |
| US8961153B2 (en) * | 2008-02-29 | 2015-02-24 | Schlumberger Technology Corporation | Subsea injection system |
| EP2349522B1 (fr) * | 2008-09-25 | 2015-02-25 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Procédé de traitement d'eau de mer en vue de la production d'une eau d'injection de forage pétrolier sous-marin, et installation correspondante |
| US20120006790A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-01-12 | Kurita Water Industries Ltd. | Apparatus and method for treating etching solution |
| US8142662B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-03-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydrating system and method for control of spare membrane unit |
| EP2263783B1 (en) * | 2009-05-25 | 2011-03-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Membrane system for the dehydration of solvents |
| CN101597108B (zh) * | 2009-06-19 | 2012-01-25 | 中国海洋大学 | 一种降低油田采油集输系统与地层结垢的方法 |
| US9234413B2 (en) | 2009-06-25 | 2016-01-12 | Shell Oil Company | Water injection systems and methods |
| NO20101192A1 (no) * | 2010-08-25 | 2012-02-27 | Seabox As | Vannbehandlingsinstallasjon, fremgangsmate og anvendelse for fjerning, under vann, av minst ±n uonsket komponent fra vann |
| AU2012276702B2 (en) * | 2011-06-29 | 2017-02-09 | Toray Industries, Inc. | Membrane filtration method and membrane filtration device |
| WO2013032484A2 (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Chen Kenneth Yat-Yi | Conversion of seawater to drinking water at room temperature |
| US9683428B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-06-20 | Enservco Corporation | System and method for providing heated water for well related activities |
| US9540574B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-01-10 | Shell Oil Company | Process for producing and separating oil |
| US9328591B2 (en) * | 2012-08-23 | 2016-05-03 | Enservco Corporation | Air release assembly for use with providing heated water for well related activities |
| KR101968525B1 (ko) * | 2012-10-22 | 2019-04-12 | 엘지전자 주식회사 | 역삼투막의 역세척 방법 및 그 시스템 |
| US20140151300A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Water & Power Technologies, Inc. | Water treatment process for high salinity produced water |
| US10906001B2 (en) * | 2013-01-18 | 2021-02-02 | Chevron U.S.A. Inc. | Methods and systems for treating high temperature produced water |
| FR3004213B1 (fr) * | 2013-04-03 | 2015-07-03 | Total Sa | Production d'eau d'injection par couplage de procedes d'osmose directe et d'autres procedes de filtration |
| NO337146B1 (no) * | 2013-06-24 | 2016-02-01 | Fmc Kongsberg Subsea As | Subsea-system og fremgangsmåte for filtrering og behandling av sjøvann. |
| US9969638B2 (en) | 2013-08-05 | 2018-05-15 | Gradiant Corporation | Water treatment systems and associated methods |
| US20150041413A1 (en) | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Eric Benavides | Fluid injection filtration system |
| CA2925869A1 (en) | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Gradiant Corporation | Desalination systems and associated methods |
| CN105705219A (zh) | 2014-04-17 | 2016-06-22 | 帕拉丁知识产权私人有限公司 | 用于回收酸或碱的方法 |
| GB2526294B (en) | 2014-05-19 | 2017-05-10 | Tenova Advanced Tech Ltd | Selective separation process |
| FR3026773B1 (fr) * | 2014-10-01 | 2019-03-29 | S.P.C.M. Sa | Appareil de controle de pression d'injection dans la recuperation assistee du petrole offshore |
| US20160096124A1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-04-07 | H2O Oilfield Services | Fluid filtration apparatuses and fluid filtration systems related thereto |
| US10308526B2 (en) | 2015-02-11 | 2019-06-04 | Gradiant Corporation | Methods and systems for producing treated brines for desalination |
| US10167218B2 (en) | 2015-02-11 | 2019-01-01 | Gradiant Corporation | Production of ultra-high-density brines |
| NO339570B1 (en) * | 2015-03-25 | 2017-01-09 | Vetco Gray Scandinavia As | A seawater pre-treatment and injection system and method |
| US9868659B2 (en) * | 2015-04-17 | 2018-01-16 | General Electric Company | Subsurface water purification method |
| NO344853B1 (en) * | 2015-07-02 | 2020-06-02 | Vetco Gray Scandinavia As | Method and system for water injection into an oil and/or gas containing subterranean formation |
| NO20150956A1 (en) * | 2015-07-18 | 2017-01-19 | Vetco Gray Scandinavia As | Seawater injection control system and method |
| EP3328522A4 (en) | 2015-07-29 | 2019-04-24 | Gradiant Corporation | OSMOTIC COLLECTION PROCESSES AND RELATED SYSTEMS |
| WO2017030932A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Gradiant Corporation | Selective retention of multivalent ions |
| WO2017030937A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Gradiant Corporation | Production of multivalent ion-rich process streams using multi-stage osmotic separation |
| WO2017127607A1 (en) | 2016-01-22 | 2017-07-27 | Gradiant Corporation | Formation of solid salts using high gas flow velocities in humidifiers, such as multi-stage bubble column humidifiers |
| WO2017147113A1 (en) | 2016-02-22 | 2017-08-31 | Gradiant Corporation | Hybrid desalination systems and associated methods |
| US10160662B2 (en) * | 2016-03-15 | 2018-12-25 | Onesubsea Ip Uk Limited | Subsea fluid injection system |
| US10323200B2 (en) | 2016-04-12 | 2019-06-18 | Enservco Corporation | System and method for providing separation of natural gas from oil and gas well fluids |
| KR101928212B1 (ko) * | 2017-08-24 | 2018-12-11 | 현대제철 주식회사 | 역삼투막 세정 방법 |
| KR102024927B1 (ko) * | 2018-01-12 | 2019-09-24 | 두산중공업 주식회사 | 역삼투막 농축수를 사용한 전처리 역세척 장치 및 역세척 방법 |
| MY206967A (en) | 2018-08-22 | 2025-01-22 | Gradiant Corp | Liquid solution concentration system comprising isolated subsystem and related methods |
| US12098796B2 (en) | 2020-07-02 | 2024-09-24 | Onesubsea Ip Uk Limited | System for dewatering a flowline including a multiphase pump connected at a lower end of the flowline |
| CN111874996A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-11-03 | 江苏圣富利环境工程有限公司 | 管式微滤膜废水处理工艺 |
| EP4247522A4 (en) | 2020-11-17 | 2024-10-09 | Gradiant Corporation | OSMOTIC SYSTEMS AND PROCESSES INVOLVING ENERGY HARVESTING |
| EP4278061A4 (en) | 2021-01-15 | 2024-12-11 | OneSubsea IP UK Limited | SUBSEA FLUID INJECTION SYSTEM |
| US12442375B2 (en) | 2021-02-09 | 2025-10-14 | Onesubsea Ip Uk Limited | Subsea fluid processing system having a canned fluid-filled stator and cooling mechanism |
| US12372090B2 (en) | 2021-02-09 | 2025-07-29 | Onesubsea Ip Uk Limited | Subsea fluid processing system having a canned motor stator filled with a dielectric fluid |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2953204A (en) * | 1957-07-23 | 1960-09-20 | Shell Oil Co | Filtering method and apparatus for water flooding process |
| FR2318908A1 (fr) * | 1975-07-22 | 1977-02-18 | Sefcal Sarl | Procede de traitement d'extraits anthocyaniques |
| GB1520877A (en) * | 1975-10-14 | 1978-08-09 | Atomic Energy Authority Uk | Recovery of oil |
| US4184953A (en) * | 1977-03-22 | 1980-01-22 | The British Petroleum Company Limited | Physical process |
| DE3623796A1 (de) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Dow Chemical Rheinwerk Gmbh | Vorrichtung und adsorptionsverfahren zur selektiven entfernung von ionen aus fluessigkeiten |
| US4723603A (en) * | 1987-02-03 | 1988-02-09 | Marathon Oil Company | Preventing plugging by insoluble salts in a hydrocarbon-bearing formation and associated production wells |
| US5158683A (en) * | 1991-09-03 | 1992-10-27 | Ethyl Corporation | Bromide separation and concentration using semipermeable membranes |
| US5250182A (en) * | 1992-07-13 | 1993-10-05 | Zenon Environmental Inc. | Membrane-based process for the recovery of lactic acid and glycerol from a "corn thin stillage" stream |
| US5374356A (en) * | 1992-07-28 | 1994-12-20 | Pall Corporation | Fluid treatment process using dynamic microfiltration and ultrafiltration |
| JPH0694143A (ja) * | 1992-09-16 | 1994-04-05 | Nippon Millipore Kogyo Kk | 逆洗用ユニット |
| EP0590769B1 (en) * | 1992-09-30 | 1998-04-29 | Baker Hughes Incorporated | Method for removal of water soluble organics from oil process water |
| US5306427A (en) * | 1992-12-18 | 1994-04-26 | Permea, Inc. | Low pressure feed membrane separation process |
| US5501798A (en) * | 1994-04-06 | 1996-03-26 | Zenon Environmental, Inc. | Microfiltration enhanced reverse osmosis for water treatment |
| CA2197525A1 (en) * | 1996-02-14 | 1997-08-15 | Mahabala R. Adiga | Plating waste water treatment and metals recovery method |
| US5853593A (en) * | 1996-05-07 | 1998-12-29 | Eaton Corporation | Filtration method for metal working waste water |
| CA2186963C (en) * | 1996-10-01 | 1999-03-30 | Riad A. Al-Samadi | High water recovery membrane purification process |
| US6464881B2 (en) * | 1996-10-21 | 2002-10-15 | Orelis | Inorganic nanofiltration membrane and its application in the sugar industry |
| BR9801201A (pt) * | 1998-03-27 | 2001-05-22 | Petroleo Brasileiro Sa | Processo de recuperação secundária de petróleo com injeção de água tratada |
| US6196314B1 (en) * | 1999-02-15 | 2001-03-06 | Baker Hughes Incorporated | Insoluble salt control system and method |
| US6783682B1 (en) * | 1999-08-20 | 2004-08-31 | L.E.T., Leading Edge Technologies Limited | Salt water desalination process using ion selective membranes |
| US6955222B2 (en) * | 2000-08-07 | 2005-10-18 | Ge Osmonics, Inc. | Method for secondary oil recovery |
| BR0003677A (pt) * | 2000-08-07 | 2002-03-26 | Osmonics Inc | Método de recuperação secundária de petróleo |
| NL1017681C2 (nl) * | 2001-03-23 | 2002-10-10 | Prime Water Systems Gmbh | Filtersysteem. |
| US20030015470A1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-01-23 | Muralidhara Harapanahalli S. | Nanofiltration water-softening apparatus and method |
| US7318894B2 (en) * | 2001-08-29 | 2008-01-15 | Graham John Gibson Juby | Method and system for treating wastewater |
| KR100354613B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2002-10-11 | 박헌휘 | 교체 가능한 침지형 중공사막 모듈 |
| US6881336B2 (en) * | 2002-05-02 | 2005-04-19 | Filmtec Corporation | Spiral wound element with improved feed space |
| CA2417945A1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-07-31 | Pall Corporation | Methods and system for purifying fluids and regenerating purification media |
-
2003
- 2003-05-30 GB GBGB0312394.0A patent/GB0312394D0/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-04-28 US US10/833,712 patent/US20050023222A1/en not_active Abandoned
- 2004-06-01 CA CA002533560A patent/CA2533560A1/en not_active Abandoned
- 2004-06-01 DE DE602004018312T patent/DE602004018312D1/de not_active Revoked
- 2004-06-01 EP EP04735603A patent/EP1633954B1/en not_active Revoked
- 2004-06-01 US US10/559,022 patent/US20070090039A1/en not_active Abandoned
- 2004-06-01 WO PCT/GB2004/002310 patent/WO2004106697A1/en not_active Ceased
- 2004-06-01 DK DK04735603T patent/DK1633954T3/da active
- 2004-06-01 BR BRPI0410823-0A patent/BRPI0410823A/pt not_active IP Right Cessation
- 2004-06-01 AT AT04735603T patent/ATE417185T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-06-01 ES ES04735603T patent/ES2316986T3/es not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-12-08 NO NO20055817A patent/NO20055817L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0312394D0 (en) | 2003-07-02 |
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| EP1633954A1 (en) | 2006-03-15 |
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