BR112016005706B1

BR112016005706B1 - Método para inibir entupimento causado por contaminantes

Info

Publication number: BR112016005706B1
Application number: BR112016005706-6A
Authority: BR
Inventors: Terry D. Monroe; Naima Bestaoui-Spurr; Sumit Bhaduri; Qi Qu
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2022-02-08
Also published as: MX2016003340A; US10704365B2; RU2679399C2; AU2014321304A1; EP3046986A2; BR112016005706A2; CA2923221A1; RU2016115075A3; CN105555903A; WO2015042488A3; US10227846B2; AU2014321304B2; NZ751779A; US20150083397A1; EP3046986B1; SA516370765B1; NZ717494A; WO2015042488A2; RU2016115075A; CA2923221C

Abstract

método para inibir entupimento causado por contaminantes. entupimento causado por contaminantes em um tubular metálico, conduto de fluxo, ou vaso, em um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou para um reservatório subterrâneo, pode ser inibido por aplicação na superfície do tubular metálico, conduto de fluxo, ou vaso, de um agente de tratamento compreendendo uma cauda hidrofóbica e uma âncora. a âncora fixa o agente de tratamento na superfície do tubular metálico, conduto de fluxo ou vaso.

Description

ESPECIFICAÇÃO

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente do US 61/880,833, depositado em 20 de setembro 2013, e pedido de patente do US 61/880,835, depositado em 20 de setembro 2013, ambos dos quais são aqui incorporados por referência em sua totalidade.

Campo da descrição

[0002] A descrição se relaciona a um método de inibição de entupimento durante produção de fluidos de um reservatório subterrâneo em um tubular metálico, conduíte ou vaso, por aplicação na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso, de um agente de tratamento tendo uma âncora e uma cauda hidrofóbica.

Antecedentes da descrição

[0003] Os fluidos produzidos de reservatórios subterrâneos são geralmente misturas complexas de materiais, tais como hidrocarbonetos alifáticos, hidrocarbonetos aromáticos, moléculas heteroatômicas, sais aniônicos e catiônicos, ácidos, areias, sedimentos e argilas. A natureza destes fluidos, combinada com as condições severas de calor, pressão, e turbulência as quais eles são frequentemente submetidas, são fatores que contribuem para a formação e deposição de contaminantes, tais como escamas, sais, parafinas, corrosão, asfaltenos e bactérias nos reservatórios subterrâneos. Em particular, tais contaminantes são depositados no equipamento e condutos de fluxo usados em poços de produção de hidrocarboneto e poços de produção de não hidrocarboneto.

[0004] A corrosão de superfícies metálicas durante tratamentos é um problema proeminente, conforme evidenciado por pitting de superfície, fragilização, e perda de metal. Por exemplo, em tais técnicas de estimulação de poço como decapagem, lavagem ácida, acidificação de matriz e faturamento ácido, a natureza ácida do fluido de tratamento faz com que os condutos de produção ou de manutenção no poço encontrem corrosão ácida considerável.

[0005] Adicionalmente, fluidos aquosos, tais como aqueles usados na perfuração e completação, têm um alto teor de sal que causa corrosão. Gases, tais como dióxido de carbono e sulfito de hidrogênio, também geram ambientes altamente ácidos aos quais as superfícies metálicas tornam-se expostas. Por exemplo, os efeitos de corrosão de salmoura e sulfito de hidrogênio são vistos nas linhas de fluxo durante o processamento de correntes de gás. A presença de metanol, frequentemente adicionado a tais correntes para impedir a formação de hidratos indesejáveis, adicionalmente frequentemente aumenta a tendência de corrosão das superfícies metálicas.

[0006] Adicionalmente, os gases que ocorrem naturalmente e sintéticos são frequentemente condicionados por tratamento com gases ácidos de absorção, dióxido de carbono, sulfito de hidrogênio, e cianeto de hidrogênio. A degradação do absorvente e componentes ácidos, bem como a geração de subprodutos (de reação dos componentes ácidos com o absorvente) resulta em corrosão de superfícies metálicas.

[0007] A deposição de escamas e asfaltenos adicionalmente apresenta problemas, à medida que eles reduzem a produtividade do poço, e encurtam a vida útil do equipamento de produção. De modo a limpar tais depósitos dos poços e equipamento, é necessário parar a produção, o que é custoso e consome tempo.

[0008] É bastante comum durante tais processos de tratamento de campo de óleo usar agentes de tratamento para inibir ou impedir a formação de tais contaminantes. Muitos inibidores convencionais, contudo, estão se tornando inaceitáveis para uso em processos de tratamento de campo de óleo devido a medidas de proteção ambiental que foram empreendidas. Soluções alternativas para determinar a inibição de formação de tais contaminantes têm sido procuradas.

[0009] Deve ser compreendido que a discussão acima descrita é proporcionada para proposta ilustrativa somente e não é pretendida para limitar o escopo ou matéria objeto das reivindicações em anexo ou de qualquer pedido de patente relacionado. Desse modo, nenhuma das reivindicações em anexo ou reivindicações de qualquer pedido relacionado ou patente devem ser limitados pela discussão acima ou construídos para determinar, incluir ou excluir cada ou qualquer das características ou vantagens acima citadas meramente devido a menção destas aqui.

Sumário da descrição

[00010] Em uma concretização da descrição, um método de inibição de entupimento causado por contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido. O método compreende introduzir em um óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso, um agente de tratamento de modificação de superfície. O tratamento de modificação de superfície tem uma cauda hidrofóbica e uma âncora para fixação do tratamento de modificação de superfície no óxido de metal. A âncora do tratamento de modificação de superfície se fixa na pelo menos uma porção do óxido de metal. O acúmulo de contaminantes no tubular, conduíte ou vaso, é inibido por exposição de fluidos capazes de entupirem tais contaminantes à cauda hidrofóbica.

[00011] Em outra concretização da descrição, um método de inibição de entupimento causado por contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido. O método compreende introduzir em um óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso, um agente de tratamento de modificação de superfície. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora é um derivado de ácido organofósforo. A cauda hidrofóbica é direcionada afastada a partir do óxido de metal. A âncora se fixa a pelo menos uma porção do óxido de metal. O entupimento de contaminantes de um fluido é inibido no tubular, conduíte ou vaso, por exposição do fluido à cauda hidrofóbica.

[00012] Em outra concretização da descrição, um método de inibição de entupimento de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, usado em um reservatório subterrâneo, ou extendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido. O método compreende introduzir em um óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso, um agente de tratamento de modificação de superfície. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora é um complexo contendo metal e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado. A âncora é fixada a pelo menos uma porção do óxido de metal. O entupimento de contaminantes de um fluido é inibido no tubular, conduíte ou vaso, por exposição do fluido à cauda hidrofóbica.

[00013] Em outra concretização da descrição, um método de inibição de entupimento de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, no interior de um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido. Neste método, um agente de tratamento de modificação de superfície é bombeado em uma formação subterrânea. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície se fixa em um óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00014] Em outra concretização, um método de inibição do entupimento resultante de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, no interior de um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido, no qual um agente de tratamento de modificação de superfície é primeiro bombeado no reservatório subterrâneo. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora é um derivado de ácido organofósforo. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície é, em seguida, fixada em um óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00015] Em outra concretização, um método de inibição do entupimento de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, no interior de um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo, é provido, no qual um agente de tratamento de modificação de superfície é primeiro bombeado no reservatório subterrâneo. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica, no qual a âncora é um complexo contendo metal, e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície é, em seguida, fixada em um óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00016] Em outra concretização da descrição, um método de inibição da deposição de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de ou a um poço, é provido. Neste método, um iniciador é aplicado em pelo menos uma porção do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um revestimento é formado a partir do iniciador em pelo menos uma porção da superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um agente de tratamento de modificação de superfície é, em seguida, aplicado no revestimento. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. O revestimento tem um local reativo para a âncora. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície se liga em pelo menos uma porção do local reativo. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00017] Em outra concretização, um método de inibição da deposição de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de ou a um poço, é revelado, no qual um iniciador é primeiro aplicado no tubular metálico, conduíte ou vaso, para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um agente de tratamento de modificação de superfície tendo uma âncora e uma cauda hidrofóbica é, em seguida, aplicado ao revestimento. A âncora é um derivado de organofósforo. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície se liga a um local reativo no revestimento. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00018] Em outra concretização, um método de inibição da deposição de contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de ou a um poço, é revelado, no qual um iniciador é primeiro aplicado no tubular metálico, conduíte ou vaso, para formar um revestimento em pelo menos uma porção da superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um agente de tratamento de modificação de superfície tendo uma âncora e uma cauda hidrofóbica é, em seguida, aplicado ao revestimento. A âncora tem um metal, e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície se fixa a um local reativo no revestimento. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00019] Em outra concretização da descrição, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias ou misturas destes, em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de, ou a um poço, é provido. O tubular, conduíte ou vaso, é composto de uma liga de aço, ou aço carbono. Nesta concretização, a liga de aço, ou aço carbono, é tratada com um iniciador para conceder grupos funcionais reativos na superfície. Um fluido do poço é, em seguida, bombeado no poço. O fluido tem um agente de tratamento de modificação de superfície. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora se liga a um grupo funcional reativo na liga de aço, ou aço carbono. A cauda hidrofóbica não é diretamente fixada à liga de aço, ou aço carbono. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00020] Em outra concretização da descrição, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias, ou misturas destes, em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de ou a um poço, é provido. O tubular, conduíte ou vaso, é composto de liga de aço, ou aço carbono. A liga de aço, ou aço carbono, é tratada com um iniciador para conceder grupos funcionais reativos na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um fluido compreendendo um agente de tratamento de modificação de superfície é, em seguida, bombeado no poço. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície é um derivado de ácido organofósforo. O derivado de organofósforo se liga a um grupo funcional reativo na liga de aço, ou aço carbono. A cauda hidrofóbica não é diretamente fixada à liga de aço, ou aço carbono. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00021] Em outra concretização da descrição, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias, ou misturas destes, em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um poço, ou estendendo-se de, ou a um poço, é provido. O tubular, conduíte ou vaso, é composto de liga de aço, ou aço carbono. A liga de aço, ou aço carbono, é tratada com um iniciador para conceder grupos funcionais reativos na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Um fluido compreendendo um agente de tratamento de modificação de superfície é, em seguida, bombeado no poço. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora contém um metal, e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado. A âncora se liga a um grupo funcional reativo na liga de aço, ou aço carbono. A cauda hidrofóbica não é diretamente fixada à liga de aço, ou aço carbono. A deposição de contaminantes de um fluido na superfície do tubular, conduíte ou vaso, é inibida quando o fluido é exposto à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00022] Em outra concretização, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias, ou misturas destes, em um tubular metálico, conduíte ou vaso, durante a produção de óleo ou gás de um poço, é provido. Um agente de tratamento de modificação de superfície tendo uma âncora e uma cauda hidrofóbica contendo flúor é, em seguida, aplicado em pelo menos uma porção do revestimento. A âncora se fixa ao óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Os fluidos no interior do poço são expostos à cauda hidrofóbica que não é diretamente fixada ao tubular metálico, conduíte ou vaso. Os contaminantes são, desse modo, impedidos de serem depositados a partir do fluido na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso.

[00023] Em outra concretização da descrição, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias, ou misturas destes, na superfície de um tubular metálico, conduíte ou vaso, durante a produção de óleo ou gás de um poço, é provido. Neste método, um agente de tratamento de modificação de superfície é aplicado na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora é um metal, e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado. A âncora se fixa ao óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais e bactérias no interior do poço são inibidos de serem depositados na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso, quando expostos à cauda hidrofóbica.

[00024] Em outra concretização, um método de inibição da deposição de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais, bactérias, ou misturas destes, na superfície de um tubular metálico, conduíte ou vaso, durante a produção de óleo ou gás de um poço, é provido. Neste método, um agente de tratamento de modificação de superfície é aplicado na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. O agente de tratamento de modificação de superfície tem uma âncora e uma cauda hidrofóbica contendo flúor. A âncora é um derivado de ácido organofósforo. A cauda hidrofóbica não é diretamente ligada à superfície do tubular metálico, conduto de fluido, ou vaso. O derivado de organofósforo se fixa ao óxido de metal na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso. Escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sais e bactérias no interior do poço são inibidos de serem depositados na superfície do tubular metálico, conduíte ou vaso, quando expostos à cauda hidrofóbica.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas

[00025] As características e vantagens da presente descrição e características e benefícios adicionais serão prontamente aparentes àqueles técnicos no assunto após consideração da seguinte descrição detalhada de concretizações exemplares da presente descrição. Deve ser compreendido que a descrição aqui, sendo de concretizações de exemplo, não são pretendidas para limitar as reivindicações desta patente, ou qualquer patente ou pedido de patente reivindicando prioridade a este. Ao contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que caem dentro do espírito e escopo das reivindicações. Muitas mudanças podem ser feitas às concretizações particulares e detalhes aqui revelados sem fugir de tal espírito e escopo.

[00026] Certos termos são aqui usados, e nas reivindicações em anexo, podem se referir a componentes particulares, a etapas de processo, ou a operações de tratamento de poço. Conforme um técnico no assunto apreciará, pessoas diferentes podem se referir a um componente, a uma etapa de processo, ou a uma operação de tratamento de poço por nomes diferentes. Este documento não pretende distinguir entre componentes, etapas de processo, ou operações de tratamento de poço que diferem no nome, mas na função ou operação. Também, os termos "incluindo" e "compreendendo" são aqui usados e, nas reivindicações em anexo, em um modo aberto, e, desse modo, devem ser interpretados para significar "incluindo, mas não limitado a. "O termo "introduzindo" em relação a introdução de um material ou fluido em um poço ou formação subterrânea, deve incluir bombeio ou injeção do material ou fluido no poço ou formação. Adicionalmente, referência aqui e nas reivindicações em anexo a componentes e aspectos em um sentido singular não necessariamente limitam a presente descrição ou reivindicações em anexo a somente um tal componente ou aspecto, mas devem ser interpretados geralmente para significar um ou mais, conforme pode ser adequado e desejável em cada exemplo particular.

[00027] Concretizações preferidas da presente descrição, desse modo, oferecem vantagens sobre a técnica anterior, e são bem adaptadas para efetuar um ou mais dos objetivos desta descrição. Contudo, a presente descrição não requer cada um dos componentes e atos descritos acima, e não está, em nenhum modo, limitada às concretizações ou métodos de operação acima descritos.

[00028] Em uma concretização, a descrição se relaciona a um método de uso de um agente de tratamento de modificação de superfície para inibir deposição ou acúmulo de contaminantes em uma superfície metálica de um tubular, conduíte ou vaso, localizada no interior de um reservatório subterrâneo, ou estendendo-se de ou a um reservatório subterrâneo. O conduíte pode ser uma tubulação de superfície ou linha de fluxo. O método pode ser usado para inibir a deposição ou acúmulo de vasos localizados no local correto. O método pode, adicionalmente, ser usado para inibir a deposição e acúmulo de contaminantes nos condutos de fluxo e vasos usados em refinarias e facilidades de processamento de fluido.

[00029] O reservatório subterrâneo referido aqui pode ser um poço de produção de hidrocarboneto, ou um poço de produção de não hidrocarboneto. Por exemplo, o reservatório subterrâneo pode ser um poço de produção de gás, um poço de produção de óleo, um poço geotérmico, um poço de metano de leito de carvão, ou um poço de injeção de água.

[00030] O agente de tratamento de modificação de superfície pode ser aplicado na superfície metálica do tubular, conduíte ou vaso, antes da entrada do tubular, conduíte ou vaso, em um reservatório subterrâneo, embora tipicamente o agente de tratamento de modificação de superfície é bombeado no reservatório após colocação do tubular, conduíte ou vaso, no interior do reservatório.

[00031] A superfície do tubular, conduíte ou vaso, é tipicamente composta de metais, tais como aço carbono, ou ligas de aço altas incluindo aços de cromo, aços duplex, aços inoxidáveis, ligas de aço martensíticas, ligas de aço ferríticas, aços inoxidáveis austeníticos, aços inoxidáveis endurecidos por precipitação, ou aços de alto teor de níquel.

[00032] O agente de tratamento de modificação de superfície compreende uma âncora e uma cauda hidrofóbica. A âncora serve para ligar a cauda hidrofóbica em um grupo reativo no substrato metálico. Em uma concretização preferida, a cauda hidrofóbica não é diretamente ligada, fixada ou segura ao substrato metálico, ou ao grupo reativo no substrato metálico. A cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície é somente indiretamente fixada ao substrato através da âncora. A cauda hidrofóbica é tipicamente direcionada afastada a partir da superfície metálica. A cauda hidrofóbica é acreditada facilitar o movimento dos fluidos aquosos no interior do reservatório distante da superfície metálica do tubular, conduíte ou vaso. Isto pode ser atribuível à modificação na molhabilidade concedida à superfície metálica pela cauda hidrofóbica.

[00033] A espessura do agente de tratamento de modificação de superfície no tubular metálico, conduíte ou vaso, é tipicamente entre cerca de 2 a cerca de 40 nanômetros. Enquanto que não estando ligado por qualquer teoria particular, acredita-se que uma ligação covalente é formada entre o sólido particulado (tal como o metal do óxido no tubular, conduto ou vaso) e a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00034] O agente de tratamento de modificação de superfície, quando fixado no tubular, conduto, ou vaso, através do óxido de metal, é altamente estável. A inibição do entupimento devido a contaminantes na superfície do metal persiste através de toda a vida útil prolongada do agente de tratamento de modificação de superfície de ligação.

[00035] A cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície repele fluido aquoso dentro do reservatório distante do substrato metálico do tubular, conduíte ou vaso. O tempo de contato direto entre o fluido aquoso contendo contaminante e o substrato metálico do tubular, conduíte ou vaso, é diminuído.

[00036] Enquanto que a cauda do agente de tratamento de modificação de superfície exibe características hidrofóbicas, ele pode também exibir propriedades oleofóbicas. O agente de tratamento de modificação de superfície pode, portanto, ser considerada para ser omnifóbica.

[00037] O agente de tratamento de modificação de superfície pode também ser usado para inibir, controlar, ou impedir passivamente deposição e acúmulo de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos, sal ou bactérias (aeróbica e anaeróbica), e outros microbiais no substrato metálico. (Conforme aqui usado o termo "inibição" ou "inibe" deve incluir controle ou prevenção da deposição e acúmulo de contaminantes nos substratos metálicos). Tal inibição pode ser atribuível à cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície que minimiza ou diminui a capacidade dos contaminantes aderirem ao substrato metálico do tubular, condutos de fluxo, ou vaso, no interior do reservatório.

[00038] Adicionalmente, a inibição de deposição de escama pode ser atribuível à natureza hidrofóbica de tais minerais similares a sais de cálcio, bário, magnésio e similares, incluindo sulfato de bário, sulfato de cálcio, e carbonato de cálcio, bem como sulfetos de metal similares a sulfeto de zinco, sulfeto de ferro, etc.

[00039] A natureza volumosa da cauda hidrofóbica dos compostos adicionalmente pode auxiliar, prevenir ou controlar a deposição de particulados orgânicos no substrato metálico.

[00040] Os efeitos corrosivos do metal, especialmente ferro e metais de base ferroso, podem ser inibidos ou impedidos à luz da hidrofobicidade do agente de tratamento de modificação de superfície quando aderido ao substrato metálico.

[00041] O agente de tratamento de modificação de superfície pode, adicionalmente, servir a uma função antimicrobial passiva de modo a contar o crescimento bacterial principalmente causado por nitrogênio e/ou fósforo na água de formação, ou dentro do fluido injetado na formação. A cauda hidrofóbica do tratamento de modificação de superfície pode repelir o fluido a partir da superfície de metal e, desse modo, diminui o tempo de contato do fluido na superfície metálica. Isto impede a formação de bactéria aeróbica, bactéria anaeróbica, e outros microbiais.

[00042] Em uma concretização preferida, a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser um derivado de ácido organofósforo com o grupo hidrofóbico fixado a âncora. Em outra concretização preferida, a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser um metal, e a cauda hidrofóbica pode ser um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado.

Organofósforo como Âncora

[00043] O derivado de ácido organofósforo compreendendo a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície pode se originar de um ácido organofosfórico, ácido organofosfônico, ou ácido organofosfínico. Os grupos organo da âncora podem ser monoméricas ou poliméricos.

[00044] Exemplos de derivados de ácido fosfórico monomérico são compostos ou misturas de compostos tendo a estrutura (RO)x- P(O)-(OR')y, no qual x é 1-2, y é 1-2 e x+y=3; R de preferência é um radical tendo um total de 1-30, de preferência, 2-20, mais de preferência, 6-18 carbonos; R' é H, um metal, tal como um metal alcalino, por exemplo, sódio ou potássio ou alquil inferior tendo 1 a 4 carbonos, tal como metil ou etil. De preferência, uma porção de R' é H. O componente orgânico do ácido fosfórico (R) pode ser um grupo alifático saturado ou insaturado, ou pode ser uma fração arila ou arila substituída. Pelo menos um dos grupos organo pode conter os grupos funcionais terminal ou ômega, conforme descrito abaixo. Exemplos de derivados de ácido fosfônico monomérico incluem compostos ou misturas de compostos tendo a fórmula:

[00045] no qual a é 0-1, b é 1, c é 1-2 e a+b+c é 3; R e R", de preferência, são cada independentemente, um radical tendo um total de 1-30, de preferência, 2-20, mais de preferência, 6-18 carbonos; R' é H, um metal, tal como um metal alcalino, por exemplo, sódio ou potássio, ou alquil inferior tendo 1-4 carbonos, tais como metil ou etil. De preferência, pelo menos uma porção de R' é H. O componente orgânico do ácido fosfônico (R e R") pode ser um grupo alifático saturado ou insaturado, ou uma fração aril ou aril-substituída. Pelo menos um dos grupos organo pode conter grupos funcionais terminal ou ômega conforme descrito abaixo.

[00046] Exemplos de derivados de ácido fosfínico monomérico, são compostos ou misturas de compostos tendo a fórmula:

[00047] no qual d é 0-2, e é 0-2, f é 1 e d+e+f é 3; R e R", de preferência, são cada independentemente, radicais tendo um total de 1-30, de preferência, 2-20 átomos de carbono, mais de preferência, 6-18 carbono; R' é H, um metal, tal como um metal alcalino, por exemplo, sódio ou potássio, ou alquil inferior tendo 1-4 carbonos, tal como metil ou etil. De preferência, uma porção de R' é H. O componente orgânico do ácido fosfínico (R, R") pode ser um grupo alifático saturado ou insaturado, ou ser uma fração aril ou aril- substituída. Exemplos de grupos organo que podem compreender R e R" incluem hidrocarbonetos alifáticos de cadeia longa e curta, hidrocarbonetos aromáticos, e hidrocarbonetos alifáticos substituídos, e hidrocarbonetos aromáticos substituídos.

[00048] Pelo menos um dos grupos organo pode, adicionalmente, conter um ou mais grupos funcionais terminal ou ômega que são hidrofóbicos. Exemplos de grupos funcionais terminal ou ômega incluem carboxil, tais como ácido carboxílico, hidroxil, amino, imino, amido, tio e ácido fosfônico, ciano, sulfonato, carbonato, e substituintes misturados.

[00049] Representativo de derivados de ácido organofósforo são ácido amino trismetileno fosfônico, ácido aminobenzil fosfônico, ácido 3-amino propil fosfônico, ácido O-aminofenil fosfônico, ácido 4-metoxifenil fosfônico, ácido aminofenil fosfônico, ácido aminofosfonobutírico, ácido aminopropil fosfônico, ácido benzhidril fosfônico, ácido benzil fosfônico, ácido butil fosfônico, ácido carboxietil fosfônico, ácido difenil fosfínico, ácido dodecil fosfônico, diácido etilideno fosfônico, ácido heptadecil fosfônico, ácido metilbenzil fosfônico, ácido naftilmetil fosfônico, ácido octadecil fosfônico, ácido octil fosfônico, ácido pentil fosfônico, ácido fenil fosfínico, ácido fenil fosfônico, ácido estireno fosfônico, e ácido dodecil bis-1,12-fosfônico.

[00050] Em adição aos derivados de ácido organofósforo monoméricos, derivados de ácido organofósforo oligoméricos ou poliméricos resultantes de autocondenação dos respectivos ácidos monoméricos podem ser usados.

[00051] A cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser uma fração contendo flúor. Em uma concretização, a fração contendo flúor é Rf(CH2)p- onde Rf é um grupo alquil perfluorado, ou contém um grupo alquileno éter perfluorado, e p é 2 a 4, de preferência 2.

[00052] Tipicamente, a fração contendo flúor tem um peso molecular médio de número de menos do que 2000.

[00053] Exemplos de grupos perfluorados para a fração contendo flúor são aqueles da estrutura:

[00054] onde Y é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20, e n é 1 a 6.

[00055] Um grupo oligomérico ou éter perfluoroalquileno preferido é onde R e/ou R" é um grupo da estrutura:

[00056] onde A é um radical oxigênio, ou uma ligação química tal como CF2; n é 1 a 20, de preferência, 1 a 6; Y é H, F, CnH2n+1 ou CnF2n+1; b é pelo menos 1, de preferência, 2 a 10, m é 0 a 50, e p é 1 a 20.

[00057] Em uma concretização preferida, o agente de tratamento de modificação de superfície é da fórmula Rf-(CH2)p-Z onde Z, o local de fixação é H, F ou um derivado ácido, e a cauda hidrofóbica (ligada ao local de fixação) é a fração Rf-(CH2)p onde Rf é um grupo alquil perfluorado, ou contém um grupo alquileno éter perfluorado referenciado acima, e p é 2 a 4, de preferência 2.

[00058] Em uma concretização, o agente de tratamento de modificação de superfície é da fórmula Rf-(CH2)p-Z, no qual Z é:

[00059] onde R e R" são um radical hidrocarboneto ou radical hidrocarboneto substituído tendo até 200, tal como 1 a 30 e 6 a 20 carbonos, R e R" podem também incluir os grupos perfluoroalquil mencionados acima, e R' é H, um metal, tal como potássio ou sódio, ou uma amina, ou um radical alifático, por exemplo, alquil incluindo alquil substituído tendo 1 a 50 carbono, de preferência, alquil inferior tendo 1 a 4 carbonos, tal como metil ou etil, ou aril incluindo aril substituído tendo 6 a 50 carbonos.

[00060] Em uma concretização, o agente de tratamento de modificação de superfície é da fórmula CF3(CnF2n)CH2CH2PO3H2, onde n é entre 3 e 5, ou CF3(CF2)xO(CF2CF2)yCH2CH2-PO3H2, onde x é de 0 a 7, y é de 1 a 20, e x+y é menor do que ou igual a 27.

[00061] Enquanto que não estando ligado pela teoria, acredita-se que uma ligação covalente é formada entre o metal do óxido do tubular, conduto, ou vaso, e a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície, por quebra da ligação P=O do organofósforo para formar um ponte covalente de M-O-P.

[00062] Organossilício e/ou Hidrocarboneto fluorado Como Âncora

[00063] A âncora do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser um metal. Por exemplo, a âncora pode ser um metal do Grupo 3, 4, 5, ou 6. Em uma concretização preferida, o metal é um metal do Grupo 4, tal como Ti, Zr ou Hf, um metal do Grupo 5, tal como Ta ou Nb, um metal do Grupo 6, tal como W, ou um metal da série de lantanídeos, tal como La.

[00064] A cauda hidrofóbica do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício hidrofóbico e um hidrocarboneto fluorado.

[00065] O agente de tratamento de modificação de superfície pode ser representado pela fórmula X-M, no qual M é o metal contendo ligante orgânico, e X é a cauda hidrofóbica representada pelo material contendo organossilício, o hidrocarboneto fluorado, ou uma combinação de material contendo organossilício e hidrocarboneto fluorado.

[00066] A cauda do agente de tratamento de modificação de superfície pode ser alinhada tal que o caráter de hidrofobicidade do agente de tratamento é concedido distante da âncora.

[00067] O agente de tratamento de modificação de superfície pode ser formado por reação de um metal contendo ligante orgânico com o material contendo organossilício, e/ou grupo hidrocarboneto fluorado.

[00068] O metal contendo ligante orgânico pode ser formado por reação de um composto de metal, tal como um haleto de metal, similar a TaCl5, com um ligante contendo oxigênio. O número de ligantes contendo oxigênio fixados ao metal é tipicamente igual a valência do átomo de metal. Desse modo, dependendo da posição do metal de transição na Tabela Periódica, o metal contendo ligante orgânico pode ter de dois a seis grupos de ligante orgânico.

[00069] Em uma concretização, o ligante do metal contendo ligante orgânico contém um alcóxido ou éster. Derivados organometálicos adequados incluem derivados de metal de C1 a C18 alcóxidos, de preferência, alcóxidos contendo de 2 a 8 átomos de carbono, tais como etóxido, propóxido, isopropóxido, butóxido, isobutóxido e butóxido terciário. Por exemplo, o metal contendo ligante orgânico pode ser um metal de transição tetra-alcóxido, tal como zircônio tetra terc-butóxido.

[00070] Os alcóxidos podem estar na forma de ésteres simples e formas poliméricas dos alcoxilatos e ésteres, bem como vários quelatos e complexos. Por exemplo, com o metal Ta, os ésteres simples podem ser Ta(OR)5, onde R é C1 a C18 alquil. Ésteres poliméricos podem ser obtidos por condensação de um alquil éster, e podem ter a estrutura RO--[Ta(OR)3-O-]x--R onde R é definido acima e x é um inteiro positivo.

[00071] Adicionalmente, o alcóxido pode incluir, por exemplo, quando o metal é titânio ou zircônio: (a) alcoxilatos tendo a fórmula geral M(OR)4, no qual M é selecionado de Ti e Zr, e R é C1-C18 alquil; (b) titanatos e zirconatos de alquila poliméricos obteníveis por condensação dos alcoxilatos de (a), isto é, alcoxilatos parcialmente hidrolisados da fórmula geral RO[-M(OR)2O-]x-1R, no qual M e R são conforme acima, e x é um inteiro positivo; (c) quelatos de titânio, derivados de ácido orto titânico e álcoois polifuncionais contendo um ou mais grupos hidroxis adicionais, halo, ceto, carboxil ou amino capazes de doarem elétrons ao titânio. Exemplos destes quelatos são aqueles tendo a fórmula geral Ti(O)a(OH)b(OR')c(XY)d, no qual a=4-b-c-d; b=4-a-c-d; c=4-a-b-d; d=4- a-b-c; R' é H, R conforme acima, ou X-Y, no qual X é um grupo doador de elétron, tal como oxigênio ou nitrogênio, e Y é um radical alifático tendo dois ou três cadeia de átomo de carbono tal como: (i) -CH2CH2-, por exemplo, de etanolamina, dietanolamina e trietanolamina, ou

(ii) ácido láctico,

(iii) forma de acetilacetona enol, e

(iv) 1,3-octilenoglicol, (d) acrilatos de titânio tendo a fórmula geral Ti(OCOR)4- n(OR)n no qual R é C1-18 alquil conforme acima, e n é um inteiro de a partir de 1 a 3, e formas poliméricas destes, ou (e) misturas destes.

[00072] Acetonatos, alcanolaminas, lactatos e haletos de acetila, tal como cloreto, podem também ser usados como o ligante do ligante orgânico contendo oxigênio. Em adição, o ligante contendo oxigênio pode conter uma mistura de ligantes selecionados de alcóxidos, acetonatos de acetila, alcanolaminas, lactatos e haletos.

[00073] Em uma concretização, o material contendo organossilício pode ser um silano, polissiloxano, ou um polissilazano.

[00074] Exemplos de material contendo organossilícios são aqueles tendo a fórmula R14-xSiAx ou (R13Si)yB, bem como organo (poli)siloxanos e organo(poli)silazanos contendo unidades da fórmula:

[00075] onde R1 pode ser o mesmo ou diferente, e é um radical hidrocarboneto contendo de 1 a 100, tal como 1 a 20 átomos de carbono e 1 a 12, de preferência, 1 a 6 átomos de carbono, e R3 pode ser hidrogênio ou um hidrocarboneto ou hidrocarboneto substituído tendo 1 a 12, de preferência, 1 a 6 átomos de carbono. Em adição, R1 pode ser um radical hidrocarboneto substituído, tal como halo, particularmente um radical hidrocarboneto fluoro- substituído. O organo(poli)siloxano pode adicionalmente conter unidades adicionais da fórmula: R52SiO2 onde R5 é um halogênio tal como um cloro ou substituinte de flúor.

[000100] Em uma concretização, o composto contendo organossilício pode ser um organo(poli)siloxano, ou organo(poli)silazano de um peso molecular médio de número de pelo menos 400, usualmente entre 1000 e 5.000.000.

[00076] O substituinte A no R14-xSiAx pode ser hidrogênio, um halogênio, tal como cloreto, OH, OR2 ou

[00077] no qual B na fórmula estrutural acima pode ser NR33-y, R2 um radical hidrocarboneto ou radical hidrocarboneto substituído contendo de 1 a 12, tipicamente 1 a 4 átomos de carbono. R3 é hidrogênio, ou tem o mesmo significado como R1, x é 1, 2 ou 3, y é 1 ou 2. De preferência, R1 é um hidrocarboneto fluoro-substituído. Preferidos são tais hidrocarbonetos fluoro-substituídos conforme aqueles da estrutura:

[00078] onde Y é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20, e n é 1 a 6; R2 é alquil contendo de 1 a 4 átomos de carbono, e p é 0 a 18. Também, hidrocarbonetos fluoro-substituídos podem ser da estrutura:

[00079] onde A é um radical oxigênio, ou uma ligação química; n é 1 a 6, y é F ou CnF2n; b é pelo menos 1, tal como 2 a 10; m é 0 a 6, e p é 0 a 18.

[00080] Materiais de organossilício preferidos incluem siloxanos halogenados, alcoxisiloxanos halogenados, tais como perfluoroalcoxisiloxano (PFOSi), alcóxi halogenado alcoxisilanos, tal como alcóxi-perfluoroalcoxisilano; alcoxiacetilacetonato halogenado polissiloxanos, tal como alcoxiacetilacetonato- perfluoroalcoxisiloxano, alcóxi-alquilsililhaletos; polialquilsiloxanos, tais como polidimetilsiloxanos, e alcoxiacetilacetonato- polialquilsiloxanos, tal como alcoxiacetilacetonato (acac) polidimetilsiloxanos. Agentes de tratamento de modificação de superfície exemplares incluem tântalo haleto- perfluoroalcoxisiloxano, tal como TaCl5:PFOSi; tântalo alcóxi-perfluoroalcoxisilano;

[00081] tântalo alcoxiacetilacetonato-perfluoroalcoxisiloxano, similar a Ta(EtO)4acac:PFOSi; tântalo alcóxi-alquilsililhaleto; tântalo haleto-polialquilsiloxano, similar a TaCl5:PDMS; nióbio alcóxido-per- fluoroalcoxisiloxano, tais como Nb(EtO)5:PFOSi e Ta(EtO)5:PFOSi; alcóxido de titânio-perfluoroalcoxisiloxano, similar a Ti(n-BuO)4: PFOSi; alcóxido de zircônio-perfluoroalcoxisiloxano; alcóxido de lantânio-perfluoroalcoxisilano, similar a La(iPrO)3PFOSi; cloreto de tungstênioperfluoroalcoxisiloxano, similar a WCl6:PFOSi; alcóxido de tântalo-polialquilsiloxano, similar a (EtO)5:PDMS; e tântalo alcoxiacetilacetonato-polialquilsiloxano, similar a Ta(EtO)4acac:PDMS.

[00082] Em uma concretização, o hidrocarboneto fluorado é Rf- (CH2)p-X onde Rf é um grupo hidrocarboneto perfluorado incluindo um grupo hidrocarboneto substituído de oxigênio, tal como um grupo alquil perfluorado, ou um grupo de éter alquileno perfluorado, e p é 0 a 18, de preferência, 0-4, e X é um grupo polar, tal como a é carboxila, similar da estrutura -(C=O)-OR; e R é hidrogênio, perfluoroalquila, alquila ou aquila substituída contendo de 1 a 50 átomos de carbono.

[00083] Exemplos de grupos perfluoroalquila são aqueles da estrutura F-(CFYCF2)m, onde Y é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20, e n é 1 a 6.

[00084] Exemplos de grupos de éter perfluoroalquileno são aqueles da estrutura:

[00085] onde A é um radical oxigênio, ou uma ligação química; n é 1 a 6, Y é F ou CnF2n; b é 2 a 20, m é 0 a 6, e p é 0 a 18, de preferência, 2 a 4, e mais de preferência, 2.

[00086] Materiais fluorados preferidos são ésteres de álcoois perfluorados, tais como os álcoois da estrutura F-(CFY-CF2)m-CH2- CH2-OH onde Y é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20, e n é 1 a 6.

[00087] Adicionalmente preferidos como hidrocarbonetos fluorados são hidrocarbonetos perfluorados da estrutura Rf-(CH2)p-X onde Rf é um grupo de perfluoroalquileno éter, ou um grupo alquila perfluorado, tal como aqueles descritos acima, p é um inteiro de a partir de 0 a 18, de preferência, 0 a 4, e X é um grupo carboxila, de preferência, um grupo éster carboxílico contendo de 1 a 50, de preferência, de 2 a 20 átomos de carbono no grupo alquila que é associado com a ligação de éster.

[00088] Adicionalmente preferidos como hidrocarbonetos fluorados são hidrocarbonetos perfluorados da estrutura Rf-(CH2)p-Z onde Rf e p são conforme definido acima, de preferência, Rf é um grupo perfluoroalquileno éter, tal como aquele descrito acima, e p é de 2 a 4, e Z é um grupo de ácido de fósforo. Exemplos de grupos de ácido de fósforo são:

[00089] onde R" é um radical hidrocarboneto, ou radical hidrocarboneto substituído tendo até 200, tal como 1 a 30 e 6 a 20 carbonos, R" pode também incluir os grupos perfluoroalquil mencionados acima, e R' é H, um metal, tal como potássio ou sódio, ou uma amina ou um radical alifático, por exemplo, alquil incluindo alquil substituído tendo 1 a 50 carbonos, de preferência, alquil inferior tendo 1 a 4 carbonos tal como metil ou etil, ou aril incluindo aril substituído tendo 6 a 50 carbonos.

[00090] De preferência, o ácido de fósforo é de fórmula II onde R e R' são H.

[00091] organossiorganossiMétodos adequados para preparação dos agentes de tratamento de modificação de superfícies no qual a porção organo do metal contendo ligante orgânico é reativa com o material contendo organossilício ou grupo de hidrocarboneto fluorado são revelados nas Patentes dos Estados Unidos No. 7.879.437 e 8.067.103. Em uma concretização, por exemplo, a porção organo do composto organometálico pode ser selecionada daqueles grupos que podem ser reativos com os ácidos (ou seus derivados) de um perfluoroalquileno éter.

[00092] Como um exemplo, o agente de tratamento de modificação de superfície pode ser preparado por mistura do metal contendo ligante orgânico e o material contendo silício, ou hidrocarboneto fluorado em um sistema fechado para evitar hidrólise dos reagentes. A reação pode ocorrer pura ou na presença de um solvente não reativo, tal como solvente clorinatado ou fluorado, por exemplo, cloreto de metileno. Calor pode ser usado para iniciar e completar a reação. O solvente pode ser removido por evaporação, e o produto de reação pode ser redissolvido em um solvente adequado, tal como um álcool, por exemplo, etanol ou propanol, para aplicação ao substrato. A proporção de mole do material contendo organossilício para o metal contendo ligante orgânico é tipicamente de 100:1 a 1:100, de preferência, de 1:1 a 10:1, dependendo da valência do metal do metal contendo ligante orgânico. Por exemplo, a proporção molar de composto de organossilício para Ta(V) é tipicamente 5 para 1.

[00093] Em uma concretização, o agente de tratamento de modificação de superfície pode ser representado pela fórmula Xa(OR)bM, no qual OR é um C1 a C18 alcóxido, X é a cauda hidrofóbica representada pelo material de organossilício, ou o hidrocarboneto fluorado, M é metal do metal contendo ligante orgânico, e a + b se iguala a valência de M e adicionalmente no qual, nem a nem b são zero.

[00094] Em uma concretização exemplar, o agente de modificação de superfície pode ser formado pela reação de um composto de organossilício, tal como um organossilano ou um polissiloxano com um metal contendo ligante orgânico, tal como um alcóxido derivatizado. O metal do metal contendo ligante orgânico é covalentemente ligado ao composto de organossilício para formar a âncora e a cauda hidrofóbica.

[00095] O local de fixação da âncora do agente de tratamento de modificação de superfície no substrato metálico é tipicamente um grupo funcional reativo. O grupo reativo no substrato metálico tipicamente é um óxido de metal.

[00096] O óxido de metal pode também ser aplicado na superfície metálica do tubular, conduíte ou vaso, pela aplicação de um iniciador. O iniciador quando revestido no substrato pode conter um óxido de metal, ou pode formar um óxido de metal após contato. Enquanto que é possível misturar o iniciador com o agente de tratamento de modificação de superfície e aplicar a mistura ao substrato ao mesmo tempo, é mais preferido aplicar o iniciador primeiro e, em seguida, após os grupos funcionais reativos terem sido formados, aplica-se o agente de tratamento de modificação de superfície.

[00097] O iniciador pode ser aplicado ao substrato metálico por meios convencionais, tais como imersão de revestimento, tais como imersão, rolamento, ou pulverização, para formar o revestimento. O diluente é permitido evaporar. Isto pode ser acompanhado por aquecimento a 50- 200°C.

[00098] Em uma concretização preferida, um fluido contendo um material organometálico pode ser usado para conceder grupos funcionais reativos ao substrato metálico. Tais grupos funcionais podem ser reativos com a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície.

[00099] Tais compostos organometálicos incluem aqueles derivados de um metal de transição, tal como um metal do Grupo IIIB, ou um metal de transição selecionado do Grupo IVB, VB e VIB. Metais de transição preferidos são titânio, zircônio, lantânio, háfnio, tântalo, e tungstênio.

[000100] A porção organo do organometálico pode conter um alcóxido e/ou haletos. Exemplos de grupos alcóxidos adequados são aqueles contendo de 1 a 18 átomos de carbono, de preferência, 2 a 8 átomos de carbono, tais como etóxido, propóxido, isopropóxido, butóxido, isobutóxido e butóxido terciário. Exemplos de haletos adequados são fluoreto e cloreto. Outros ligantes que podem também estar presentes são acetonatos de acetila.

[000101] Composto organometálicos adequados podem ser ésteres e formas poliméricas dos ésteres incluindo: i. alcoxilatos de titânio e zircônio tendo a fórmula geral M(OR)4, no qual M é selecionado de Ti e Zr, e R é C1-18 alquil; ii. alquil ésteres de titânio e zircônio tendo a fórmula geral (X)4- y-M(OR)y, no qual M é selecionado de Ti e Zr; X é selecionado de flúor e cloro; R é C1-18 alquil e y=2 a 3; iii. titanatos e zirconatos de alquila poliméricos obteníveis por condensação dos alquil ésteres de (a), isto é, alquil ésteres parcialmente hidrolisados da fórmula geral RO[-M(OR)(X)O--]yR, no qual M, R e X são conforme acima, e y é um inteiro positivo, iv. quelatos de titânio, derivados de ácido orto titânico e álcoois polifuncionais contendo um ou mais grupos adicionais de hidroxil, halo, ceto, carboxil ou amino capazes de doarem elétrons ao titânio. Exemplos destes quelatos são aqueles tendo a fórmula geral Ti(O)a(OH)b(OR')c(XY)d, no qual a=4-b-c-d; b=4-a-c-d; c=4-a- b-d; d=4-a-b-c; R' é H, R conforme acima, ou X-Y, no qual X é um grupo doador de elétrons, tal como oxigênio ou nitrogênio, e Y é um radical alifático tendo um ou três átomos de carbono tais como: (a) -CH2CH2-, por exemplo, de etanolamina, dietanolamina e trietanolamina, ou

(b) (ii) ácido láctico,

(c) (iii) forma de acetilacetona enol, e

(d) 1,3-octilenoglicol, v. acrilatos de titânio tendo a fórmula geral Ti(OCOR)4- n(OU)n, no qual R é C1-18 alquil conforme acima, e n é um inteiro de 1 a 3, e formas poliméricas destes, ou vi. misturas de (a) e (b).

[000102] O composto organometálico é usualmente dissolvido ou disperso em um diluente. Exemplos de diluentes adequados são álcoois tais como metanol, etanol e propanol, hidrocarbonetos alifáticos, tais como hexano, iso-octano e decano, éteres, por exemplo, tetra-hidrofurano e dialquil éteres, tal como dietil éter. Alternativamente, o composto organometálico pode ser aplicado ao particulado sólido por técnicas de deposição de vapor.

[000103] A concentração do composto organometálico na composição não é particularmente crítica, mas é usualmente pelo menos 0,001 milimolar, tipicamente de 0,01 a 100 milimolar, e, mais tipicamente, de 0,1 a 50 milimolar.

[000104] Em adição, um óxido de metal pode ser depositado na superfície metálica de precipitação de óxidos de uma solução.

[000105] Adicionalmente, o óxido de metal pode se formar na superfície metálica, tal como através de corrosão, ou tais fatores ambientais como ar ou água. Adicionalmente, o óxido de metal pode ser depositado na superfície metálica por precipitação ou formação de escamas, ferrugem, parafina, asfaltenos ou sais dentro do reservatório. A aplicação do agente de tratamento de modificação de superfície na superfície metálica do tubular, conduíte ou vaso, inibe adicionalmente precipitação ou formação de tais depósitos.

[000106] O agente de tratamento de modificação de superfície pode ser dissolvido ou disperso em um diluente para formar uma solução. A solução pode, em seguida, ser aplicada no substrato metálico. Diluentes adequados incluem álcoois, tais como metanol, etanol ou propanol; hidrocarbonetos alifáticos, tais como hexano, iso-octano e decano, éteres, por exemplo, tetra-hidrofurano e dialquiléteres, tal como dietiléter. Diluentes para materiais fluorados podem incluir compostos perfluorados, tal como tetra-hidrofurano perfluorado. Também, soluções alcalinas aquosas, tais como hidróxido de sódio e potássio, podem ser usadas como o diluente.

[000107] A concentração do agente de tratamento de modificação de superfície em um fluido bombeado no reservatório é tipicamente entre cerca de 0,01% a 100%, ou, mais tipicamente, entre cerca de 0,1% a cerca de 20% (v/v).

[000108] O agente de tratamento de modificação de superfície pode também ser bombeado no reservatório como um componente de um fluido. Desse modo, por exemplo, o agente de tratamento de modificação de superfície pode ser bombeado no reservatório como um componente de um fluido de fraturamento, fluido de amortecimento, fluido de acidificação, etc.

[000109] Os métodos que podem ser descritos acima ou aqui reivindicados, e quaisquer outros métodos que podem cair dentro do escopo das reivindicações em anexo, podem ser realizados em qualquer ordem desejada, e não são necessariamente limitados a qualquer sequência aqui descrita, ou conforme podem ser listados nas reivindicações em anexo. Adicionalmente, os métodos da presente invenção não requerem necessariamente o uso das concretizações particulares mostradas e descritas aqui, mas são igualmente aplicáveis com qualquer outra estrutura adequada, forma e configuração de componentes.

Claims

1. Método para inibir entupimento causado por contaminantes em um tubular metálico, conduíte ou vaso, em um reservatório subterrâneo, ou que se estendendo de ou para um reservatório subterrâneo, caracterizado pelo fato de que compreende: (a)introduzir em um óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso, um agente de tratamento de modificação de superfície compreendendo uma âncora e uma cauda hidrofóbica; (b)fixar a âncora na pelo menos uma porção do óxido de metal; e (c) inibir entupimento de um fluido no tubular, conduíte ou vaso, por exposição do fluido à cauda hidrofóbica.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: (a) a âncora é um metal e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado; ou (b) a âncora é um derivado de ácido organofósforo e o grupo hidrofóbico é fixado a este; sendo que o conduíte é uma tubulação de superfície ou linha de fluxo; sendo que a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície é ligada ao óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso antes de introduzir o tubular metálico, conduíte ou vaso no reservatório subterrâneo; ou sendo que a âncora do agente de tratamento de modificação de superfície é ligada ao óxido de metal no tubular metálico, conduíte ou vaso in-situ, no interior do reservatório subterrâneo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a âncora é um metal e a cauda hidrofóbica é um material de organossilício, um hidrocarboneto fluorado, ou ambos um material de organossilício e um hidrocarboneto fluorado; sendo que a âncora é um derivado de ácido organofósforo e a cauda hidrofóbica é direcionada para longe a partir do óxido de metal; ou sendo que o agente de tratamento de modificação de superfície é da fórmula: Rf-(CH2)p-Z na qual Rf é um grupo alquila perfluorado, ou um grupo alquileno éter perfluorado; p é 2 a 4; e Z é selecionado a partir do grupo consistindo em: e

nos quais R e R" são um radical hidrocarboneto ou radical hidrocarboneto substituído tendo até 200 átomos de carbono ou um grupo perfluoroalquila, e R' é H, um metal, uma amina ou um radical alifático ou arila.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o metal da âncora é um metal do Grupo 3, 4, 5 ou 6; sendo que o material de organossilício apresenta uma fórmula selecionada de: RVxSiAx e (R13Si)yB ou um organo(poli)siloxano, ou organo(poli)silazano da fórmula: ou

nas quais R1 são idênticos ou diferentes, e são um radical hidrocarboneto ou radical hidrocarboneto substituído contendo de 1 a 100 átomos de carbono; A é hidrogênio, halogênio, OH, OR2 ou

B é NR33-y; R2 é um hidrocarboneto, ou radical hidrocarboneto substituído contendo de 1 a 12 átomos de carbono; R3 é hidrogênio ou R1; x é 1, 2 ou 3; e y é 1 ou 2; sendo que o material de organossilício hidrofóbico apresenta da formula ou

na qual R1 é hidrocarboneto fluoro-substituído, e A é OR2; sendo que o hidrocarboneto fluorado apresenta a estrutura: na qual Y é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20; n é 1 a 6; R2 é uma alquila contendo de 1 a 4 átomos de carbono; e p é 0 a 18; sendo que o hidrocarboneto fluorado apresenta a estrutura:

na qual A é um radical oxigênio ou uma ligação química; n é 1 a 6; y é F ou CnF2n; b é pelo menos 1; m é 0 a 6; e p é de 0 a 18; sendo que o material de organossilício é um organo(poli)siloxano ou organo(poli)silazano; ou sendo que o material de organossilício contém unidades adicionais da fórmula: R52SiO2 na qual R5 é halogênio; sendo que R” é substituinte alifático ou aromático substituído com um grupo de alquila perfluorado ou um grupo alquileno éter perfluorado; sendo que o grupo de alquila perfluorado de Rf apresenta a estrutura:

na qual A é um radical oxigênio ou uma ligação química; n é 1 a 20; Y é H, F, CnH2n+1 ou CnF2n+1; b é pelo menos 1; m é 0 a 50; p é 1 a 20; e X é H, F; ou um grupo ácido ou um derivado ácido; sendo que o grupo alquilo perfluorado é da estrutura:

na qual Y é F ou CnF2n+1; e m é 4 a 20; ou R ou R' contêm um grupos terminais ou omega funcionais.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o agente de tratamento se origina de um ácido organofosfórico, um ácido organofosfônico ou im ácido organofosfínico; sendo que o agente de tratamento modificador de superfície é selecionado a partir do grupo constituído por CF3(CnF2n)CH2CH2PO3H2, sendo que n está entre 3 e 5, e CF3(CF2)xO(CF2CF2)y-CH2CH2-PO3H2, sendo que x é de 0 a 7, y é de 1 a 20, e x+y é menor ou igual a 27; sendo que o metal do agente de tratamento modificador de superfície é selecionado do grupo consistindo em Ti, Zr, La, Hf, Ta, W e Nb; R1 apresenta a estrutura:

na qual 6. é F ou CnF2n+1; m é 4 a 20; n é 1 a 6; R2 é alquila contendo de 1 a 4 átomos de carbono; e p é 0 a 18; sendo que o organo(poli)siloxano e o organo(poli)silazano apresentam um peso molecular médio de pelo menos 400; ou sendo que o organo(poli)siloxano ou um organo(poli)silazano apresentam unidades da fórmula:

na qual R1 é idêntico ou diferente e é um hidrocarboneto ou radical de hidrocarboneto substituto contendo de 1 a 12 átomos de carbono; e R3 é hidrogênio ou R1.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o derivado ácido organofosforado é pelo menos um membro selecionado do grupo consistindo em: (a) um derivado de ácido fosfórico com a estrutura (RO)x- P(O)-(OR')y;. (b) um derivado de um ácido fosfônico da estrutura:

; e (c) um derivado de um ácido fosfônico da estrutura: (R")e

na qual R e R'' são cada um independentemente um radical apresentando um total de 1 a 30 átomos de carbono; R' é H, um metal ou uma alquila inferior com 1 a 4 átomos de carbono; x é 1 a 2; y é 1 a 2; x+y=3; a é 0-1; b é 1; c é 1-2; a+b+c é 3; d é 0-2; e é 0-2; f é 1; e d+e+f é 3; ou sendo que o ácido organofosfórico, ácido organofosfônico ou ácido organofosfínico é selecionado do grupo consistindo em ácido amino trismetrametileno fosfônico, ácido amino benzilfosfônico, ácido 3- amino propilfosfônico, ácido O-aminofenilfosfônico, ácido 4- metoxifenilfosfônico, ácido aminofenilfosfônico, ácido aminofosfônico, ácido aminopropilfosfônico, ácido benzidrametilfosfônico, ácido benzilfosfônico, ácido butilfosfônico, ácido carboxiethylfosfônico, ácido difenilfosfínico, ácido dodecilfosfônico, ácido etilidenodifosfônico, ácido heptadecilfosfônico, ácido metilbenzilfosfônico, ácido naftilmetilfosfônico, ácido octadecilfosfônico, ácido octilfosfônico, ácido pentilfosfônico, ácido fenilfosfínico, ácido fenilfosfônico, ácido bis- (perfluorheptil)fosfínico, ácido perfluorohexil fosfônico, ácido estireno fosfônico, e ácido dodecil bis-1,12-fosfônico.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o grupo terminal ou omega funcional é selecionado do grupo consistindo em carboxila, hidroxila, amino, imino, amido, tio, ciano, sulfonato, carbonato, ácido fosfônico ou uma mistura destes.