WO2014140469A2 - Procede de generation de vapeur d'eau et procede de recuperation de petrole brut par drainage gravitaire assiste par injection de vapeur d'eau (sagd) incluant ledit procede de generation de vapeur d'eau - Google Patents

Procede de generation de vapeur d'eau et procede de recuperation de petrole brut par drainage gravitaire assiste par injection de vapeur d'eau (sagd) incluant ledit procede de generation de vapeur d'eau Download PDF

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Definitions

  • the subject of the present invention is a method for generating water vapor.
  • the subject of the invention is a method of generating water vapor for gravity assisted drainage applications by steam injection, said SAGD process (Steam Assisted Gravity Drainage).
  • This treatment consists of many filtration, softening, and ion exchange devices to ensure that the feed water has the least particles and minerals possible.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks, the method of generating steam which makes it possible to generate steam with a yield close to 100%, without adding reagents or chemicals to purify the water. power.
  • the new instantaneous flash flashing method which is proposed according to the invention makes it possible to generate the steam necessary for the SAGD process by using water of much lower quality as a feed. compared to that required for OTSG units or for balloon boilers.
  • the "flash" method proposed according to the invention provides a solution to the problem of generating steam from poor quality water.
  • the heat transfer takes place without boiling in the high-pressure water which will in a second time be relaxed in an instantaneous expansion tank where the water-vapor separation will be carried out.
  • no boiling will occur and the heat exchanger will remain free of deposition.
  • the control of this heat flow is achieved by staged combustion with intermediate cooling which also provides the advantage of considerably reducing the maximum temperatures that generate N0 X. This results in a very low emission of NO x less than 5 ppm.
  • the present invention therefore firstly relates to a method of generating steam from a feedwater containing suspended solid particles and mineral materials in solution, characterized in that it comprises the steps of :
  • steps (e) and (i) are performed simultaneously.
  • step (m) bringing the second purge from step (j) to a secondary flash tank to obtain:
  • step (b) - between step (b) and step (c);
  • step (c) between step (c) and step (e) of reheating by mixing
  • step (c) in particular between step (c) and step (e) of reheating by mixing.
  • step (k) between step (k) and step (1).
  • the feed water comes from a steam assisted gravity assisted gravity drainage (SAGD) process
  • the feed water generally comprises brackish water from at least a reservoir of surrounding water and / or de-oiled water resulting from the condensation of water vapor generated by a SAGD process.
  • the feed water can be stored in a storage tank at atmospheric pressure before it is sent to the compression stage at a low pressure (a).
  • step (a) the feed water can be compressed at a low pressure of 3 x 10 5 to 4 x 10 5 Pa (3 to 4 bar).
  • step (b) particles up to a size of 1 micron can be filtered.
  • step (c) the stream of filtered water can be compressed at a mean pressure of 110 x 10 5 to 120 x 10 5 Pa (110 to 120 bar).
  • step (e) said stream of step (d) can be heated to a temperature of 80 to 300 ° C and a pressure of 70 x 10 5 at 100 x 10 5 Pa (70 to 100 bar) .
  • step (f) the undissolved liquid fraction can be recompressed at a high pressure of 120 x 10 5 at 180 x 10 5 Pa (120 to 180 bar).
  • step (g) the non-expanded liquid fraction can be heated in said at least one heat exchanger at a temperature of 320 to 350 ° C.
  • step (k) the degassing can be carried out with the addition of steam at a temperature of 100 to 120 ° C.
  • step (1) particles up to a size of 1 micron can be filtered.
  • the purges or at least a portion of the purges, except that addressed to the secondary expansion tank, can be addressed to a separation step to obtain:
  • a step of preheating the stream of water between step (c) and step (e) of heating by mixing at a temperature of 210 to 280 ° C. can be carried out in a preheater.
  • Energy can be supplied to the exchanger (s) in series and to the preheating between steps (c) and (e) following the same circuit entering the exchanger or the first exchanger of the series and leaving the preheater under form of fumes.
  • step (a) the water is compressed at a pressure of 3 ⁇ 10 5 to 4 ⁇ 10 5 Pa (3 to 4 bars);
  • the water filtered in (b) is sent to the degassing step (j) at a pressure of 2 ⁇ 10 5 to 3 ⁇ 10 5 Pa (2 to 3 bars);
  • the degassed water in step (j) is sent to the filtration step (1) at a temperature of 110 to 120 ° C .;
  • the filtered water leaving step (1) is sent to the compression step (c) at a pressure of 10 5 to
  • step (c) the water is compressed in step (c) at a pressure of 110 x 10 5 at 120 x 10 5 Pa (110 to 120 bar);
  • the water preheated between steps (c) and (e) is brought under pressure from 110 ⁇ 10 5 to 120 ⁇ 10 5 Pa (110 to 120 bar) at a temperature of 210 to 280 ° C. in the liquid phase instantaneous expansion tank in which it is further heated by mixing with the recycled water fraction compressed under a high pressure of 70 x 10 5 at 100 x 10 5 Pa (70 to 100 bar) in step (g) and heated in the heat exchanger or heat exchangers at a temperature of 320 to 350 ° C; and
  • the steam generated in the instantaneous expansion step (m) in the secondary flash tank being fed to the degassing step (k) at a temperature of 100 to 120 ° C and a pressure of 3 x 10 5 at 4 x 10 5 Pa (3 to 4 bar).
  • the subject of the present invention is also a method of gravitational drainage assisted by steam injection, according to which water vapor is injected into an upper horizontal well, said water vapor entraining heavy crude oil and bitumen in a well. lower vertical, heavy crude oil and bitumen being collected in said lower well with the water resulting from the condensation of injected vapor, characterized in that the water resulting from the condensation of injected vapor is supplied as feed water for the process as defined above and that the water vapor obtained by this process is recirculated to the gravitational assisted gravity drainage process by steam injection.
  • brackish water eg from surrounding wells
  • dewatered water from water vapor used in a SAGD process are first fed through line 1 into a storage tank.
  • feed water RA to be stored and constitute the process feed water.
  • the feed water in the feed water tank RA is a water consisting of well water and recycled water at atmospheric pressure, which is fed via a pipe 2 to a pump P01 (PUMP 1).
  • the pump P01 sends the feedwater via a pipe 3 to a set of filters F1 (FILTERS 1), which separates the feed water into a first stream of filtered water at a pressure P1 of 3 to 4 bar. , sent by a pipe 4 to a degasser D, and a first stream of first purge sent in a pipe 5.
  • F1 filters F1
  • the stream of filtered water is degassed to reduce the content of oxygen, CO 2 and air and also preheated to form at the outlet of the degasser a stream of water degassed at a temperature T1 of 110 to 120 ° VS and a pressure P2 of 2 to 3 bar sent via a pipe 6 to a set of filters F2 (FILTERS 2).
  • the set of filters F2 separates the stream of degassed water into solid particles coming from the pipe 6 into a stream of filtered water, sent via a pipe 7 at a pressure P3 of 1 to 2 bars, and a purge stream sent in a pipeline 8.
  • the stream of filtered water is then sent via a pump P02 (PUMP 2) which transfers in a pipe 9 the stream of filtered water to a preheater PR to arrive at a temperature T2 between 210 and 280 ° C. and a pressure P4 between 110 and 120 bar, then this preheated stream is fed through a pipe 10 to an RF expansion tank (called reservoir of production well 2) at the liquid phase contained in this tank.
  • PUMP 2 PUMP 2
  • the preheated water stream is subjected to a second heating due to mixing with a fraction of the recirculated water 13 to form at the outlet of the liquid phase of the RF expansion tank:
  • the water transferred by the pump P03 to the set of heat exchangers mounted in series E is progressively heated in this set E by a supply of heat 15 to form at the outlet of the assembly E a water heated to a temperature T5 between 320 and 350 ° C and under a pressure P8 of 120 to 180 bar introduced via a pipe 13 into the gas phase of the RF expansion tank for instant vaporization.
  • the heated water stream 13 is subjected to an instantaneous vaporization to form at the outlet of the RF expansion tank:
  • the purge of the expansion tank RF brought by the pipe 17 undergoes an instantaneous vaporization to form in the upper part of the steam used in the degasser D, and conducted to it by a pipe 18 between the upper part of the RD degasser expansion tank and the degasser D.
  • a purge is formed in the lower part of the RD degasser expansion tank and is sent into a pipe 19.
  • the purges from the pipes 5, 8, 19 are sent to a separator S, where they are separated to form at the outlet of the separator S on the one hand solid particles 20 which are separated, and on the other hand of the separated water 21, sent to a pump P04 (PUMP 4) which transfers to RA feedwater tank for recycling 22.
  • a pump P04 PUMP 4
  • the heated water coming from the pipe 13 is heated progressively in order to bring the water to the desired temperature without inducing boiling during heating which would be likely to deposit solid particles in the set E .

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Abstract

Ce procédé consiste à (a) comprimer à une basse pression l'eau d'alimentation; (b) filtrer l'eau d'alimentation; (c) comprimer le courant d'eau filtré à une moyenne pression; (d) amener ledit courant d'eau filtré, comprimé à moyenne pression, dans la phase liquide d'un réservoir de détente instantanée; (e) dans le réservoir, réchauffer ledit courant de l'étape (d) par mélange avec le courant recyclé (h); (f) recomprimer à une haute pression la fraction liquide dans ledit réservoir et l'adresser à l'entrée d'un échangeur thermique; (g) chauffer la fraction liquide dans l'échangeur en la maintenant à l'état liquide; (h) recycler la fraction provenant de l'étape (g) dans ledit réservoir; et (i) détendre le courant de l'étape (h) dans ledit réservoir de détendre, générer par détente instantanée la vapeur d'eau recherchée; et (j) séparer les particules solides formées sous la forme d'une seconde purge formée d'eau et desdites particules.

Description

PROCEDE DE GENERATION DE VAPEUR D'EAU ET PROCEDE DE RECUPERATION DE PETROLE BRUT PAR DRAINAGE GRAVITAIRE ASSISTE PAR INJECTION DE VAPEUR D'EAU (SAGD) INCLUANT LEDIT PROCEDE DE GENERATION DE VAPEUR D'EAU
La présente invention a pour objet un procédé de génération de vapeur d'eau. En particulier, dans le domaine technologique de la récupération assistée d'hydrocarbures, l'invention a pour objet un procédé de génération de vapeur d'eau pour des applications de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur d'eau, dit procédé SAGD (Steam Assisted Gravity Drainage) .
L'exploitation in-situ des gisements de pétrole des sables bitumineux par la technique SAGD utilise actuellement soit des chaudières à vapeur à circulation naturelle avec ballon de séparation soit des générateurs de vapeur à circulation forcée de type OTSG (Once Through Steam Generators). Ces deux types de générateurs de vapeur nécessitent une alimentation en eau de qualité. Cependant, l'eau récupérée dans le procédé SAGD est loin de rencontrer les critères de qualité et doit faire l'objet d'un traitement onéreux.
Ce traitement consiste en de nombreux appareils de filtration, d'adoucissement, et d'échanges d'ions pour faire en sorte que l'eau d'alimentation comporte le moins de particules et minéraux possible.
La principale raison qui impose un niveau élevé de traitement d'eau provient du fait que le chauffage de l'eau produit une ébullition qui concentre les solides et les sels dissous dans la phase liquide. Lorsque la concentration excède un seuil critique, des solides se déposent sur les surfaces d'échange ce qui inhibe le refroidissement des dites surfaces et cause une surchauffe locale du métal. Cette surchauffe entraîne éventuellement une rupture du métal, ce qui peut conduire à des périodes importantes d'arrêts et de non-production.
Les très grandes quantités d'eau requises pour le procédé SAGD couplées aux contraintes environnementales et gouvernementales imposent que la majeure partie de l'eau utilisée soit recyclée. Il s'ensuit une concentration graduelle de l'eau en solides dissous qui vient amplifier le problème de dépôt décrit ci-avant. Bien que les générateurs de vapeur de type OTSG supportent mieux la présence de solides dissous que les chaudières à ballon, ils finissent par succomber éventuellement à l'effet d ' encrassement .
On estime qu'actuellement, le traitement de l'eau peut accaparer jusqu'à 70% des dépenses en capital et 20% des coûts d'opération d'une usine de génération de vapeur dans le procédé SAGD.
Dans les procédés de génération de vapeur connus, en sortie de chaudière sont générés de la vapeur d'eau et des gouttelettes d'eau. La part de vapeur représente ce que l'on appelle la qualité de vapeur. Elle est faible dans les procédés connus, étant de l'ordre de 75%.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, le procédé de génération de vapeur qui en fait l'objet permettant de générer de la vapeur avec un rendement proche de 100%, sans apport de réactifs ni produits chimiques pour purifier l'eau d'alimentation.
Le nouveau procédé de détente instantanée (« flash ») qui est proposé selon l'invention permet de générer la vapeur nécessaire au procédé SAGD en utilisant comme alimentation de l'eau de qualité bien inférieure comparativement à celle requise pour les unités OTSG ou pour les chaudières à ballon.
En découplant les processus de chauffage et de changement de phase, le procédé « flash » proposé selon l'invention apporte une solution au problème de génération de vapeur à partir d'une eau de mauvaise qualité. Dans un premier temps, le transfert de chaleur s'effectue sans ébullition dans l'eau à haute pression qui sera dans un deuxième temps détendue dans un réservoir de détente instantanée où la séparation eau-vapeur sera effectuée. Dans la mesure où le flux de chaleur lors du chauffage demeure en deçà de la limite critique, aucune ébullition ne se produira et l'échangeur de chaleur demeurera libre de tout dépôt. Le contrôle de ce flux de chaleur est réalisé par une combustion étagée avec refroidissement intermédiaire qui procure également l'avantage de réduire considérablement les températures maximales qui génèrent des N0X. Il en résulte une très faible émission de N0X inférieure à 5 ppm.
La présente invention a donc d'abord pour objet un procédé de génération de vapeur à partir d'une eau d'alimentation contenant des particules solides en suspension et des matières minérales en solution, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
(a) comprimer à une basse pression ladite eau d'alimentation ;
(b) filtrer ladite eau d'alimentation pour obtenir :
- un courant d'eau filtré, débarrassé de ses particules solides ; et - une première purge formée d'eau et des particules solides filtrées ;
comprimer le courant d'eau filtré à une moyenne pression ;
amener ledit courant d'eau filtré, comprimé à moyenne pression, dans la phase liquide d'un réservoir de détente instantanée ;
dans ledit réservoir de détente instantanée, réchauffer ledit courant de l'étape (d) par mélange avec le courant recyclé de l'étape (h) ci-après ;
recomprimer à une haute pression la fraction liquide dans ledit réservoir de détente instantanée et l'adresser à l'entrée d'un échangeur thermique ou d'un groupe d'échangeurs thermiques montés en série ; chauffer la fraction liquide non détendue dans ledit ou lesdits échangeurs thermiques en la maintenant à l'état liquide ;
recycler la fraction provenant de l'étape (g) dans ledit réservoir de détente instantanée ; et
dans ledit réservoir de détente instantanée, détendre ledit courant de l'étape (h) et générer par détente instantanée la vapeur d'eau recherchée contenant les matières minérales de l'eau d'alimentation qui sont restées en solution ; et
séparer les particules solides formées à partir de :
- la précipitation des matières minérales en solution sous l'effet de la température et/ou de la pression régnant dans ledit réservoir de détente instantanée ; et
- la décantation associée des matières minérales provenant de la vaporisation dans ledit réservoir de détente instantanée, sous la forme d'une seconde purge formée d'eau et desdites particules.
En fonctionnement normal, les étapes (e) et (i) s'effectuent de manière simultanée.
Entre les étapes (b) et (c) , on peut conduire en outre les étapes consistant à :
(k) dégazer ledit courant d'eau filtré avec apport de vapeur d'eau pour obtenir un courant d'eau filtré, dégazé et réchauffé par ladite vapeur d'eau apportée ;
(1) filtrer à nouveau ledit courant d'eau provenant de l'étape (k) pour obtenir :
- un courant d'eau qui est débarrassé des particules solides qu'il contient dont au moins une partie a été formée par précipitation d'au moins une partie des matières minérales en solution sous l'effet de l'élévation de température du courant d'eau à l'étape de dégazage et, le cas échéant, également de l'augmentation de la pression dudit courant d'eau ; et
- une troisième purge formée d'eau et de particules solides filtrées ;
ainsi qu'une étape consistant à :
(m) amener la seconde purge provenant de l'étape (j) à un réservoir de détente instantanée secondaire pour obtenir :
- l'apport de vapeur d'eau à l'étape de dégazage (k) ; et
- une quatrième purge formée d'eau et de particules solides décantées dans ledit réservoir de détente instantanée secondaire. On peut conduire en outre un préchauffage du courant d'eau à au moins l'une des positions suivantes :
- avant l'étape (a) ;
- entre l'étape (a) et l'étape (b) ;
- entre l'étape (b) et l'étape (c) ; et
- entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffage par mélange,
en particulier entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffage par mélange.
On peut notamment conduire en outre un préchauffage du courant d'eau à au moins l'une des positions suivantes :
- entre l'étape (b) et l'étape (k) ; et
- entre l'étape (k) et l'étape (1) .
Dans le cas où l'eau d'alimentation provient d'un procédé de récupération de pétrole par drainage gravitaire assisté par injection de vapeur (procédé SAGD) , l'eau d'alimentation comprend généralement de l'eau saumâtre provenant d'au moins une réserve d'eau environnante et/ou de l'eau déshuilée résultant de la condensation de la vapeur d'eau générée par un procédé SAGD.
On peut stocker l'eau d'alimentation dans un réservoir de stockage à pression atmosphérique avant de l'adresser à l'étape de compression à une basse pression (a) .
A l'étape (a), on peut comprimer l'eau d'alimentation à une basse pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa ( 3 à 4 bars ) .
A l'étape (b) , on peut filtrer des particules jusqu'à une dimension de 1 micron.
A l'étape (c) , on peut comprimer le courant d'eau filtrée à une moyenne pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars) . A l'étape (e) , on peut réchauffer ledit courant de l'étape (d) à une température de 80 à 300°C et à une pression de 70 x 105 à 100 x 105 Pa (70 à 100 bars) .
A l'étape (f ) , on peut recomprimer la fraction liquide non détendue à une haute pression de 120 x 105 à 180 x 105 Pa (120 à 180 bars) .
A l'étape (g), on peut chauffer la fraction liquide non détendue dans ledit ou lesdits échangeurs thermiques à une température de 320 à 350°C.
A l'étape (k) , on peut conduire le dégazage avec apport d'une vapeur d'eau à une température de 100 à 120°C.
A l'étape (1), on peut filtrer des particules jusqu'à une dimension de 1 micron.
On peut adresser les purges ou au moins une partie des purges, excepté celle adressée au réservoir de détente secondaire, à une étape de séparation pour obtenir :
- des particules solides à évacuer ; et
- une eau que l'on recycle dans l'eau d'alimentation ou dans le réservoir d'eau d'alimentation par une pompe de recirculation .
On peut conduire dans un préchauffeur une étape de préchauffage du courant d'eau entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffage par mélange à une température de 210 à 280°C.
On peut apporter de l'énergie à 1 ' échangeur /aux échangeurs en série et au préchauffage entre les étapes (c) et (e) suivant un même circuit entrant dans 1 'échangeur ou le premier échangeur de la série et sortant du préchauffeur sous forme de fumées.
Conformément à un mode de réalisation particulier du procédé de génération de vapeur d'eau selon l'invention, comportant les étapes (a) à (m) et une étape de préchauffage entre les étapes (c) et (e) :
- à l'étape (a), l'eau est comprimée à une pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa (3 à 4 bars) ;
- l'eau filtrée en (b) est adressée à l'étape de dégazage (j) à une pression de 2 x 105 à 3 x 105 Pa (2 à 3 bars) ;
- l'eau dégazée dans l'étape (j) est adressée à l'étape de filtration (1) à une température de 110 à 120 °C ;
- l'eau filtrée sortant de l'étape (1) est adressée à l'étape de compression (c) à une pression de 105 à
2 x 105 Pa (1 à 2 bars) ;
- l'eau est comprimée à l'étape (c) à une pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars) ;
- l'eau préchauffée entre les étapes (c) et (e) est amenée sous pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars), à une température de 210 à 280 °C dans la phase liquide du réservoir de détente instantanée dans lequel elle est encore réchauffée par mélange avec la fraction d'eau recyclée comprimée sous une haute pression de 70 x 105 à 100 x 105 Pa (70 à 100 bars) à l'étape (g) et chauffée dans le ou les échangeurs thermiques à une température de 320 à 350 °C ; et
- la vapeur générée dans l'étape (m) de détente instantanée dans le réservoir de détente instantanée secondaire étant amenée à l'étape de dégazage (k) à une température de 100 à 120 °C et sous une pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa (3 à 4 bars ) .
La présente invention a également pour objet un procédé de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur, suivant lequel on injecte de la vapeur d'eau dans un puits horizontal supérieur, ladite vapeur d'eau entraînant du pétrole brut lourd et du bitume dans un puits vertical inférieur, le pétrole brut lourd et le bitume étant recueillis dans ledit puits inférieur avec l'eau issue de la condensation de vapeur injectée, caractérisé par le fait que l'on adresse l'eau issue de la condensation de vapeur injectée comme eau d'alimentation du procédé tel que défini ci-dessus et que l'on recycle la vapeur d'eau obtenue par ce procédé audit procédé de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur.
L'Exemple suivant illustre l'invention, sans toutefois en limiter la portée, et correspond au mode de réalisation représenté sur la Figure unique du dessin annexé .
Dans ce mode de réalisation, de l'eau saumâtre, provenant par exemple de puits environnants, et de l'eau déshuilée issue de vapeur d'eau utilisée dans un procédé SAGD sont tout d'abord amenées par une canalisation 1 dans un réservoir d'eau d'alimentation RA pour y être stockées et constituer l'eau d'alimentation du procédé.
L'eau d'alimentation dans le réservoir d'eau d'alimentation RA est une eau constituée d'eau de puits et d'eau recyclée à pression atmosphérique, qui est amenée par une canalisation 2 à une pompe P01 (POMPE 1) .
La pompe P01 envoie l'eau d'alimentation par une canalisation 3 à un ensemble de filtres Fl (FILTRES 1), qui sépare l'eau d'alimentation en un premier courant d'eau filtrée à une pression PI de 3 à 4 bars, envoyé par une canalisation 4 vers un dégazeur D, et un premier courant de première purge envoyé dans une canalisation 5.
Dans le dégazeur D, le courant d'eau filtrée est dégazé pour réduire la teneur en oxygène, en CO2 et en air et aussi préchauffé pour former en sortie du dégazeur un courant d'eau dégazée à une température Tl de 110 à 120 °C et une pression P2 de 2 à 3 bars envoyé par une canalisation 6 vers un ensemble de filtres F2 (FILTRES 2).
L'ensemble de filtres F2 sépare le courant d'eau dégazée en particules solides provenant de la canalisation 6 en un courant d'eau filtrée, envoyé par une canalisation 7 à une pression P3 de 1 à 2 bars, et un courant de purge envoyé dans une canalisation 8.
Le courant d'eau filtrée est ensuite envoyé par l'intermédiaire d'une pompe P02 (POMPE 2) qui transfère dans une canalisation 9 le courant d'eau filtré à un préchauffeur PR pour arriver à une température T2 entre 210 et 280 °C et une pression P4 entre 110 et 120 bars, puis ce courant préchauffé est amené par une canalisation 10 à un réservoir de détente RF (dit réservoir de détente de puits de production 2) au niveau de la phase liquide contenue dans ce réservoir.
Dans la phase liquide du réservoir de détente RF, le courant d'eau préchauffé est soumis à un second chauffage dû au mélange avec une fraction de l'eau recirculée 13 pour former en sortie de la phase liquide du réservoir de détente RF :
— une eau recirculée, envoyée par une canalisation 11 vers une pompe P03 (POMPE 3) qui la transfère, à une température T3 de 250 à 300 °C et sous une pression P5 de 70 à 100 bars, à un ensemble d'échangeurs thermiques montés en série E par une canalisation 12 ;
- une purge formée d'eau et de particules solides en partie basse, envoyée par une canalisation 17 vers un réservoir de détente de dégazeur RD .
L'eau transférée par la pompe P03 à l'ensemble d'échangeurs thermiques montés en série E est progressivement chauffée dans cet ensemble E par un apport de chaleur 15 pour former en sortie de l'ensemble E une eau chauffée à une température T5 entre 320 et 350 °C et sous une pression P8 de 120 à 180 bars introduite par l'intermédiaire d'une canalisation 13 dans la phase gazeuse du réservoir de détente RF pour y subir une vaporisation instantanée .
Dans la phase gazeuse du réservoir de détente RF, le courant d'eau chauffé 13 est soumis à une vaporisation instantanée pour former en sortie du réservoir de détente RF :
- de la vapeur d'eau pure à une pression P9 de 70 à 100 bars en partie haute, envoyée par une canalisation 14 vers un puits de production pour être utilisée dans un procédé SAGD ;
— l'eau à recirculer et à envoyer par la canalisation 11 ;
- la purge formée d'eau et de particules solides en partie basse, envoyée par la canalisation 17 vers le réservoir de détente de dégazeur RD .
Dans le réservoir de détente de dégazeur RD, la purge du réservoir de détente RF amenée par la canalisation 17 subit une vaporisation instantanée pour former en partie haute de la vapeur utilisée dans le dégazeur D, et conduite à celui-ci par une canalisation 18 entre la partie haute du réservoir de détente de dégazeur RD et le dégazeur D.
Une purge est formée en partie basse du réservoir de détente de dégazeur RD et est envoyée dans une canalisation 19.
Les purges provenant des canalisations 5, 8, 19 sont envoyées vers un séparateur S, où elles sont séparées pour former en sortie du séparateur S d'une part des particules solides 20 qui sont écartées, et d'autre part de l'eau séparée 21, envoyée à une pompe P04 (POMPE 4) qui la transfère au réservoir d'eau d'alimentation RA pour un recyclage 22.
Dans l'ensemble E, l'eau chauffée provenant de la canalisation 13 est chauffée progressivement afin d'amener l'eau à la température désirée sans induire d'ébullition lors du chauffage qui serait susceptible de déposer des particules solides dans l'ensemble E.
On peut souligner ici qu'un seul échangeur thermique pourrait être utilisé à la place de l'ensemble E des échangeurs thermiques montés en série.
Sur la Figure unique du dessin annexé, on a également fait figurer la sortie de fumées 16 en sortie du circuit d'apport d'énergie (par 15) commun à l'ensemble d'échangeurs E et au préchauffeur PR.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de génération de vapeur d'eau à partir d'une eau d'alimentation contenant des particules solides en suspension et des matières minérales en solution, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
(a) comprimer à une basse pression ladite eau d'alimentation ;
(b) filtrer ladite eau d'alimentation pour obtenir :
- un courant d'eau filtré, débarrassé de ses particules solides ; et
- une première purge formée d'eau et des particules solides filtrées ;
(c) comprimer le courant d'eau filtré à une moyenne pression ;
(d) amener ledit courant d'eau filtré, comprimé à moyenne pression, dans la phase liquide d'un réservoir de détente instantanée ;
(e) dans ledit réservoir de détente instantanée, réchauffer ledit courant de l'étape (d) par mélange avec le courant recyclé de l'étape (h) ci-après ;
(f) recomprimer à une haute pression la fraction liquide dans ledit réservoir de détente instantanée et l'adresser à l'entrée d'un échangeur thermique ou d'un groupe d'échangeurs thermiques montés en série ;
(g) chauffer la fraction liquide dans ledit ou lesdits échangeurs thermiques en la maintenant à l'état liquide ;
(h) recycler la fraction provenant de l'étape (g) dans ledit réservoir de détente instantanée ;
(i) dans ledit réservoir de détente instantanée, détendre ledit courant de l'étape (h) et générer par détente instantanée la vapeur d'eau recherchée contenant les matières minérales de l'eau d'alimentation qui sont restées en solution ; et
séparer les particules solides formées à partir de :
- la précipitation des matières minérales en solution sous l'effet de la température et/ou de la pression régnant dans ledit réservoir de détente instantanée ; et
- la décantation associée des matières minérales provenant de la vaporisation dans ledit réservoir de détente instantanée ;
sous la forme d'une seconde purge formée d'eau et desdites particules. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre les étapes (b) et (c) , on conduit en outre les étapes consistant à :
(k) dégazer ledit courant d'eau filtré avec apport de vapeur d'eau pour obtenir un courant d'eau filtré, dégazé et réchauffé par ladite vapeur d'eau apportée ;
(1) filtrer à nouveau ledit courant d'eau provenant de l'étape (k) pour obtenir :
- un courant d'eau qui est débarrassé des particules solides qu'il contient dont au moins une partie a été formée par précipitation d'au moins une partie des matières minérales en solution sous l'effet de l'élévation de température du courant d'eau à l'étape de dégazage et, le cas échéant, également de l'augmentation de la pression dudit courant d'eau ; et - une troisième purge formée d'eau et de particules solides filtrées ;
ainsi qu'une étape consistant à :
(m) amener la seconde purge provenant de l'étape (j) à un réservoir de détente instantanée secondaire pour obtenir :
- l'apport de vapeur d'eau à l'étape de dégazage (k) ; et
- une quatrième purge formée d'eau et de particules solides décantées dans ledit réservoir de détente instantanée secondaire.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on conduit en outre un préchauffage du courant d'eau à au moins l'une des positions suivantes :
- avant l'étape (a) ;
- entre l'étape (a) et l'étape (b) ;
- entre l'étape (b) et l'étape (c) ; et
- entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffage par mélange, en particulier entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffe par mélange.
4 - Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'on conduit en outre un préchauffage du courant d'eau à au moins l'une des positions suivantes :
- entre l'étape (b) et l'étape (k) ; et
- entre l'étape (k) et l'étape (1).
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, suivant lequel l'eau d'alimentation provient d'un procédé de récupération de pétrole par drainage gravitaire assisté par injection de vapeur, caractérisé par le fait que l'eau d'alimentation comprend de l'eau saumâtre provenant d'au moins une réserve d'eau environnante et/ou de l'eau déshuilée résultant de la condensation de la vapeur d'eau récupérée par un procédé SAGD.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on stocke l'eau d'alimentation dans un réservoir de stockage à pression atmosphérique avant de l'adresser à l'étape de compression à une basse pression (a) .
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'à l'étape (a), on comprime l'eau d'alimentation à une basse pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa ( 3 à 4 bars ) .
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'à l'étape (b) , on filtre des particules jusqu'à une dimension de 1 micron.
9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'à l'étape (c) , on comprime le courant d'eau filtrée à une moyenne pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars) .
10 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'à l'étape (e) , on réchauffe ledit courant de l'étape (d) à une température de 80 à 300°C et à une pression de 70 x 105 à 100 x 105 Pa (70 à 100 bars) . 11 - Procédé selon l'une des revendications 1 à
10, caractérisé par le fait qu'à l'étape (f ) , on recomprime la fraction liquide à une haute pression de 120 x 105 à 180 x 105 Pa (120 à 180 bars) .
12 - Procédé selon l'une des revendications 1 à
11, caractérisé par le fait qu'à l'étape (g), on chauffe la fraction liquide dans ledit ou lesdits échangeurs thermiques à une température de 320 à 350 °C.
13 - Procédé selon l'une des revendications 2 à
12, caractérisé par le fait qu'à l'étape (k) , on conduit le dégazage avec apport d'une vapeur d'eau à une température de 100 à 120 °C.
14 - Procédé selon l'une des revendications 2 à
13, caractérisé par le fait qu'à l'étape (1), on filtre des particules jusqu'à une dimension de 1 micron. 15 - Procédé selon l'une des revendications 1 à
14, caractérisé par le fait que l'on adresse les purges ou au moins une partie des purges, excepté celle adressée au réservoir de détente secondaire, à une étape de séparation pour obtenir :
- des particules solides à évacuer ; et
- une eau que l'on recycle dans l'eau d'alimentation ou dans le réservoir d'eau d'alimentation par une pompe de recirculation . 16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à
15, caractérisé par le fait que l'on conduit dans un préchauffeur une étape de préchauffage du courant d'eau entre l'étape (c) et l'étape (e) de réchauffage par mélange à une température de 210 à 280 °C.
17 - Procédé selon la revendication 16, caractérisé par le fait que l'on apporte de l'énergie à
1 ' échangeur/aux échangeurs en série et au préchauffage entre les étapes (c) et (e) suivant un même circuit entrant dans 1 'échangeur ou le premier échangeur de la série et sortant du préchauffeur sous forme de fumées.
18 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, comportant les étapes (a) à (m) et une étape de préchauffage entre les étapes (c) et (e) , caractérisé par le fait que :
- à l'étape (a), l'eau est comprimée à une pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa (3 à 4 bars) ;
- l'eau filtrée en (b) est adressée à l'étape de dégazage (j) à une pression de 2 x 105 à 3 x 105 Pa (2 à 3 bars) ;
- l'eau dégazée dans l'étape (j) est adressée à l'étape de filtration (1) à une température de 110 à 120 °C ;
- l'eau filtrée sortant de l'étape (1) est adressée à l'étape de compression (c) à une pression de 105 à 2 x 105 Pa (1 à 2 bars) ;
- l'eau est comprimée à l'étape (c) à une pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars) ;
- l'eau préchauffée entre les étapes (c) et (e) est amenée sous pression de 110 x 105 à 120 x 105 Pa (110 à 120 bars), à une température de 210 à 280 °C dans la phase liquide du réservoir de détente instantanée dans lequel elle est encore réchauffée par mélange avec la fraction d'eau recyclée comprimée sous une haute pression de 70 x 105 à 100 x 105 Pa (70 à 100 bars) à l'étape (g) et chauffée dans le ou les échangeurs thermiques à une température de 320 à 350 °C ; et
- la vapeur générée dans l'étape (m) de détente instantanée dans le réservoir de détente instantanée secondaire étant amenée à l'étape de dégazage (k) à une température de 100 à 120 °C et sous une pression de 3 x 105 à 4 x 105 Pa (3 à 4 bars ) .
19 - Procédé de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur, suivant lequel on injecte de la vapeur d'eau dans un puits horizontal supérieur, ladite vapeur d'eau entraînant du pétrole brut lourd et du bitume dans un puits vertical inférieur, le pétrole brut lourd et le bitume étant recueillis dans ledit puits inférieur avec l'eau issue de la condensation de vapeur injectée, caractérisé par le fait que l'on adresse l'eau issue de la condensation de vapeur injectée comme eau d'alimentation du procédé tel que défini à l'une des revendications 1 à 18 et que l'on recycle la vapeur d'eau obtenue par ce procédé audit procédé de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur .
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