BR112020019858A2 - Composições multifuncionais para recuperação melhorada de petróleo e gás e outras aplicações da indústria de petróleo - Google Patents

Abstract

a presente invenção fornece composições bioquímicas multifuncionais, bem como seu uso na melhoria da recuperação de petróleo de uma formação subterrânea contendo petróleo. vantajosamente, as composições e os processos da invenção em questão são operacionalmente favoráveis, econômicos e ecológicos. mais especificamente, em modalidades preferidas, a presente invenção fornece uma composição multifuncional para recuperação melhorada de petróleo (eor) compreendendo um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes.

Description

COMPOSIÇÕES MULTIFUNCIONAIS PARA RECUPERAÇÃO MELHORADA DE PETRÓLEO E GÁS E OUTRAS APLICAÇÕES DA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[0001]Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório No. US 62/648.456, depositado em 27 de março de 2018, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002]A produção segura e eficiente de petróleo e gás depende do funcionamento adequado das instalações de produção de hidrocarbonetos. Um dos problemas mais comuns que levam a falha estrutural e ineficiência de produção dentro dessas instalações é o acúmulo de depósitos na formação e dentro e ao redor do poço, tubulação, linhas de fluxo, tanques de armazenamento, separadores e outros componentes da infraestrutura de produção de petróleo e gás.

[0003]Estes depósitos problemáticos podem ser formados por, por exemplo, depósitos de sais minerais precipitados, que podem surgir como resultado de, por exemplo, mudanças na pressão, composição e/ou temperatura do petróleo bruto. Incrustações podem resultar de precipitados de, por exemplo, sulfato de bário, carbonato de cálcio, sulfato de estrôncio, sulfato de cálcio, cloreto de sódio, dióxido de silício, sulfeto de ferro, óxidos de ferro, carbonato de ferro, silicatos, fosfatos e óxidos, ou qualquer um de uma série de compostos que são insolúveis ou moderadamente solúveis em água.

[0004]A inibição ou remoção sistemática de depósitos é crucial para manter o funcionamento adequado das instalações de produção de petróleo e gás. Uma vez que mesmo uma camada fina de incrustações se deposita em uma superfície, como em uma garganta de poros de formação, a taxa de acumulação adicional aumenta drasticamente. Além disso, à medida que um poço de petróleo envelhece, os depósitos se tornam mais prevalentes devido às mudanças no ambiente dentro da formação e do poço. Por exemplo, conforme a pressão do reservatório cai, a produção de petróleo diminui, o que por sua vez diminui as taxas de fluxo. A desaceleração das taxas de fluxo pode levar ao acúmulo de depósitos orgânicos nos poros da formação, reduzindo assim o movimento de hidrocarbonetos no furo de poço. Isso pode levar a mudanças nos gradientes de temperatura e, portanto, ainda maior precipitação de depósitos, incluindo incrustações. Assim, os efeitos são inter-relacionados, cíclicos e compostos, a menos que sejam tratados de forma consistente.

[0005]À medida que a espessura dos depósitos aumenta nas estruturas ao longo do tempo, o resultado é uma diminuição gradual da produção. Em estruturas de tubulação e revestimento, os depósitos começam a reduzir o diâmetro interno da tubulação e restringir o fluxo livre de petróleo e gás. À medida que isso ocorre, a rugosidade interna das estruturas também aumenta, o que aumenta a pressão da bomba necessária para movimentar o produto de petróleo. Se não forem tratados, os depósitos podem levar ao bloqueio total. Além disso, dependendo da localização da precipitação, manutenção e/ou reparos de emergência podem se tornar extremamente caros.

[0006]Os processos atuais de remoção de depósitos se enquadram em quatro categorias principais: remoção mecânica, química, microbiana e térmica. A remoção mecânica normalmente envolve o uso de raspadores ou cortadores para remover fisicamente os depósitos. Em tanques onde ocorreu precipitação, os lados do tanque devem frequentemente ser cortados e força manual aplicada usando, por exemplo, uma marreta, para remover os depósitos. Para tubulações, a moagem e o jato podem ser usados, onde a moagem pode envolver a execução de tubagem de enrolamento dentro de tubulações usando uma variedade de bits de lascamento e o jateamento pode envolver água corrente e/ou lavagens químicas através dos condutos. O jato de água pode ser eficaz em escalas moles, como halita, mas menos eficaz em algumas formas de escalas médias a duras, como calcita e barita. O uso de abrasivos melhora muito o corte de incrustações, mas pode danificar os tubos de aço e as válvulas. Em alguns casos, a substituição completa dos tubos é necessária se os depósitos se tornarem muito espessos para remoção manual ou mecânica.

[0007]A remoção química também pode ser implementada e muitas vezes envolve o uso de ácidos, solventes ou tensoativos que podem solubilizar depósitos ou interferir na cristalização e formação das partículas e podem ser incompatíveis com elastômeros - borracha ou materiais plásticos comumente usados em embalagens. Ácido clorídrico, ácido acrílico, ácido maleico, polímeros e fosfonatos têm sido usados extensivamente para tratamento de incrustações. Muitos deles são tóxicos, entretanto, e também altamente eletrolíticos, o que significa que eles se dissociam facilmente. Além disso, algumas incrustações são

“quimicamente inertes” e não possuem nenhum solvente químico conhecido.

[0008]O uso de produtos químicos para remover e/ou inibir depósitos de incrustações pode ter impactos negativos no meio ambiente e na saúde humana. Certos produtos químicos podem se acumular nas águas e nos solos em torno dos sistemas de produção de petróleo e permanecer lá sem se biodegradar por longos períodos de tempo. A liberação de inibidores de incrustação contendo nitrogênio e fósforo pode distorcer o equilíbrio natural da água e ter efeitos adversos na vida aquática. Embora alguns inibidores de incrustação, como ésteres de fosfato que são frequentemente usados para tratar incrustações de carbonato de cálcio, sejam considerados ecologicamente corretos, eles podem ser inibidores de incrustação ineficientes.

[0009]O acúmulo de depósitos no petróleo e nos equipamentos de processamento de petróleo pode ter um efeito composto. A menos que esses compostos sejam removidos, os operadores podem enfrentar taxas mais baixas de recuperação de petróleo, funcionamento impróprio das bombas, tubos e tubulações bloqueados e potencial de perda total de produção. Custo, segurança no processamento, sustentabilidade em grande escala e danos às formações devem ser levados em consideração ao desenvolver processos para remover esses depósitos para garantir a eficiência de longo prazo da produção de hidrocarbonetos.

[00010]Devido à importância da produção de petróleo e gás segura e eficiente e às dificuldades causadas por depósitos de incrustações na produção e transporte de petróleo e gás, há uma necessidade contínua de processos melhorados de inibir e/ou remover tais depósitos de instalações de produção de hidrocarbonetos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00011]A presente invenção fornece composições bioquímicas multifuncionais e multicomponentes, bem como seu uso na melhoria da recuperação de petróleo de uma formação subterrânea contendo petróleo. Vantajosamente, as composições e processos da invenção em questão são operacionalmente favoráveis, econômicas e ecológicas.

[00012]Mais especificamente, em modalidades preferidas, a presente invenção fornece uma composição multifuncional para recuperação melhorada de petróleo (EOR) compreendendo um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes. Opcionalmente, um ou mais co-tensoativos são incluídos na composição a fim de aumentar seus efeitos benéficos em uma formação contendo petróleo.

[00013]Vantajosamente, em modalidades preferidas, a composição compreende ingredientes biodegradáveis ecologicamente corretos que trabalham juntos para estimular o fluxo de petróleo de um poço de petróleo. Além de EOR, a composição também é útil para um ou mais dos seguintes: dissolver e dispersar depósitos de incrustações que obstruíram gargantas de poros de rocha em uma formação; remoção de incrustações que foram depositadas em equipamentos associados à produção e processamento de petróleo; sequestrar metais pesados presentes em fluidos de petróleo bruto; prevenir e/ou reduzir a formação de aglomerados de asfalteno e/ou depósitos em petróleo e em superfícies de equipamentos associados a uma formação; dispersar depósitos de parafina; aumentar a mobilidade do petróleo bruto durante a recuperação de um poço; e aumentar a molhabilidade da rocha na formação.

[00014]Em modalidades preferidas, os tensoativos da composição em questão compreendem biotensoativos ou uma mistura de mais de um tipo de biotensoativo. Biotensoativos úteis de acordo com a presente invenção incluem, por exemplo, glicolipídios de baixo peso molecular, lipídios de celobiose, lipopeptídeos, ésteres de ácidos graxos, éteres de ácidos graxos, flavolipídios, fosfolipídios e polímeros/biopolímeros de alto peso molecular, tais como lipoproteínas, complexos de lipopolissacarídeos-proteínas, e/ou complexos polissacarídeo-proteína-ácido graxo. De preferência, os biotensoativos são produzidos por micro- organismos.

[00015]Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais glicolipídios, tais como, por exemplo, ramnolipídios (RL), ramnose-d-fosfolipídios, trealose lipídios, trealose dimicolatos, trealose monomicolatos, manosileritritol lipídios (MEL), celobiose lipídios e ácidos ustilágicos e/ou soforolipídios (SL) (incluindo formas lactônicas e/ou formas ácidas). Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais lipopeptídeos, tais como, por exemplo, surfactina, iturina, fengicina, artrofactina, viscosina, anfisina, siringomicina e/ou liquenisina. Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais ésteres de ácidos graxos e/ou um ou mais éteres de ácidos graxos. Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais outros tipos de biotensoativos, como, por exemplo, cardiolipina, emulsan, lipomanan, alasan e/ou liposan.

[00016]Em uma modalidade, os tensoativos podem compreender um ou mais compostos microbianos com propriedades físicas e/ou comportamentos semelhantes aos dos biotensoativos, mas que não são comumente conhecidos como biotensoativos. Estes compostos podem ser ésteres de ácidos graxos e/ou éteres de ácidos graxos. Em certas modalidades, os compostos de ácidos graxos podem compreender cadeias de carbono com 6 a 22 átomos de carbono. Em certas modalidades, o(s) ácido(s) graxo(s) dos compostos de ácido graxo são insaturados.

[00017]Em certas modalidades, a concentração total de tensoativo incluída na composição em questão é inferior a

5.000 ppm. Em certas modalidades, a concentração total de tensoativo é de cerca de 0,01% a cerca de 10%, ou cerca de 0,05% a cerca de 5%.

[00018]Em modalidades preferidas, a concentração de tensoativo não é inferior à concentração micelar crítica (CMC) no momento em que a composição é introduzida na formação (por exemplo, após a diluição natural ocorrer dentro da formação). Tal concentração pode ser calculada pela pessoa versada na técnica tendo o benefício da divulgação em questão.

[00019]Em uma modalidade, os tensoativos das composições são obtidos através do cultivo de micro- organismos usando processos que variam de pequena a grande escala. O processo de cultivo pode ser, por exemplo, cultivo submerso, fermentação em estado sólido (SSF) e/ou uma combinação dos mesmos.

[00020]Em certas modalidades, os tensoativos podem ser adicionados à composição na forma purificada e/ou na forma bruta. Em uma modalidade, os tensoativos podem ser adicionados à composição na forma de um produto de fermentação microbiana, contendo caldo de fermentação líquida (sobrenadante) e, opcionalmente, células microbianas resultantes do cultivo submerso de um micróbio produtor de tensoativo. Os micróbios podem ser bactérias, leveduras e/ou fungos. De preferência, as células microbianas são inativadas antes de serem adicionadas à composição.

[00021]Vantajosamente, os tensoativos podem servir como adjuvantes, ajudando a reduzir a quantidade total da composição EOR multifuncional necessária para o tratamento e ajudando a reduzir o tempo necessário para atingir os resultados desejados. Os tensoativos, como adjuvantes, aumentam a penetração dos demais componentes ativos na formação e nos depósitos de entupimento e contaminação, como as incrustações. Os tensoativos também podem servir como componentes ativos para alcançar EOR e outras funções benéficas em uma formação contendo petróleo, devido, por exemplo, às suas propriedades de redução de tensão superficial e interfacial.

[00022]Em uma modalidade, os agentes quelantes da composição em questão compreendem, por exemplo, EDTA, ácido cítrico, citrato de sódio, acetato de sódio ou qualquer mistura dos mesmos. Em uma modalidade, os agentes quelantes podem ser adicionados à composição em quantidades de cerca de 5 g/L ou mais. Em uma modalidade específica, os agentes quelantes compreendem uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico.

[00023]Vantajosamente, os agentes quelantes podem ajudar a dissolver e/ou inibir depósitos de incrustações, podem ajudar a remover e/ou sequestrar metais pesados, como níquel e vanádio, do petróleo e podem reduzir o acúmulo de asfalteno formando complexos com moléculas de metais pesados que podem servir como âncoras para aglomeração de partículas de asfalteno. Além disso, em algumas modalidades, os agentes quelantes podem servir como co- tensoativos, aumentando ainda mais a eficiência e a potência dos efeitos da composição. Isso é particularmente verdadeiro com o uso de EDTA, que pode servir como um co- tensoativo aniônico em algumas modalidades.

[00024]Em uma modalidade, os solventes da composição em questão são selecionados dentre álcoois, líquidos iônicos e/ou semi-iônicos e hidróxido de amônio.

[00025]Os álcoois de acordo com a composição em questão podem incluir, por exemplo, etanol, butanol, propanol e/ou álcool isopropílico. Em uma modalidade específica, o álcool é álcool isopropílico a uma concentração de cerca de 2 mL/L a 100 mL/L.

[00026]Os líquidos iônicos e/ou semi-iônicos de acordo com a composição em questão podem incluir, por exemplo, nitrato de etil amônio ou glicerina/sulfato de magnésio heptahidratado. Vantajosamente, líquidos iônicos e/ou semi- iônicos podem ser úteis, por exemplo, na dissolução de aglomerados de asfalteno presentes em fluidos de petróleo bruto e em equipamentos. De preferência, a concentração de líquido iônico ou semi-iônico é de cerca de 0,1% a cerca de 5%.

[00027]Em algumas modalidades, a composição compreende hidróxido de amônio como solvente e como ajustador de pH.

Vantajosamente, o hidróxido de amônio equilibra o pH da composição para, ou a, um pH neutro, mesmo na presença de substâncias ácidas, como fluidos de salmoura. De preferência, o hidróxido de amônio está presente na composição em uma concentração de cerca de 1 ml/L a 50 ml/L.

[00028]A composição em questão pode compreender ainda outros compostos e/ou aditivos, tais como, por exemplo, transportadores (por exemplo, água, fluidos de salmoura), sais de amônio (por exemplo, fosfato de monoamônio) e/ou enzimas (por exemplo, derivados de Aspergillus spp.). Estes compostos adicionais podem ser adicionados em quantidades que variam de, por exemplo, 0,001% a 80% ou mais, em peso ou volume.

[00029]Em uma modalidade exemplar, a composição compreende um ou mais tensoativos; hidróxido de amônio; álcool isopropílico; uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico; e, opcionalmente, fosfato de monoamônio. Os componentes podem ser misturados em água ou fluidos de salmoura.

[00030]Em uma modalidade, a presente invenção fornece processos eficientes para melhorar a eficiência da produção de petróleo. Em uma modalidade, os processos compreendem a aplicação de uma composição EOR multiuso da presente invenção a uma formação subterrânea contendo petróleo. Vantajosamente, os processos podem ser usados para melhorar a recuperação de petróleo de um poço que experimentou um declínio nas taxas de produção de petróleo, incluindo poços decapantes esgotados (marginais).

[00031]A aplicação da composição EOR multifuncional pode ser realizada durante as operações de perfuração (por exemplo, durante a perfuração, durante a manobra para dentro ou para fora do furo, durante a circulação da lama, durante o revestimento, durante o posicionamento de um revestimento de produção e/ou durante a cimentação, etc.). A aplicação também pode ocorrer como um tratamento de produção, por exemplo, introduzindo a composição em um poço de petróleo após a produção de petróleo estar em andamento e/ou após um declínio na taxa de produção de petróleo da formação ter ocorrido.

[00032]Em algumas modalidades, a composição pode ser introduzida na formação por meio de perfurações no revestimento. A composição pode ser forçada para a formação circundante por pressão aplicada ou, se a composição for permitida a endurecer no fundo do revestimento, a composição pode se infiltrar na formação sem pressão adicional. A composição permeia a formação, melhorando a taxa de recuperação de petróleo, por exemplo, dissolvendo bloqueios nas gargantas dos poros da formação.

[00033]Vantajosamente, os processos são úteis para uma variedade de funções além de EOR, incluindo a melhoria da qualidade de fluidos brutos e manutenção da produção de petróleo e equipamentos de processamento. Em algumas modalidades, essas funções estão inter-relacionadas.

[00034]Em algumas modalidades, os processos resultam em EOR através, por exemplo, da estimulação do fluxo de petróleo de um poço de petróleo; dissolução e dispersão de depósitos de incrustações que obstruíram gargantas de poros de rocha em uma formação; prevenção e/ou redução da aglomeração do asfalteno no petróleo e/ou deposição nas superfícies dos equipamentos; dispersão de depósitos de parafina; melhoria na mobilidade do petróleo bruto durante a recuperação; e melhoria da molhabilidade da rocha em formação.

[00035]Em uma modalidade, a qualidade melhorada do petróleo bruto é alcançada por meio do sequestro e/ou remoção de metais pesados, como níquel e/ou vanádio, presentes no petróleo bruto; redução e/ou prevenção de aglomerados de asfalteno no petróleo; e redução da acidez do petróleo.

[00036]Em certas modalidades, os processos também são úteis para a manutenção de equipamentos, por exemplo, tubos, tubulações, brocas, bombas, revestimentos, tanques, hastes, furos de sondagem e outras estruturas e equipamentos envolvidos na produção e processamento de petróleo e/ou gás. Qualquer equipamento ou componente de produção, processamento, transporte, armazenamento e/ou refino de petróleo pode ser tratado e mantido com uma composição da presente invenção.

[00037]Em uma modalidade, a manutenção do equipamento é conseguida através da prevenção, remoção e/ou dispersão de depósitos contaminantes, como incrustações, parafinas e asfaltenos, que se formam no equipamento. Em certas modalidades, isso também serve para evitar corrosão sob depósito do equipamento.

[00038]Vantajosamente, em algumas modalidades, os tratamentos em questão podem liberar poros, canais e/ou tubos entupidos e/ou reduzir a pressão capilar em uma formação, permitindo assim a melhoria da produção de petróleo a partir de poços esgotados e, ainda, permitindo que poços inoperáveis sejam retomados a operação normal. Além disso, por meio de uma variedade de mecanismos, os tratamentos em questão podem estimular poços, melhorar a qualidade do petróleo bruto e ajudar na manutenção dos equipamentos de produção e processamento de petróleo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00039]A presente invenção fornece composições bioquímicas multifuncionais, bem como seu uso na melhoria da recuperação de petróleo de uma formação subterrânea contendo petróleo. Vantajosamente, as composições e processos da invenção em questão são operacionalmente favoráveis, econômicas e ecológicas.

[00040]Mais especificamente, em modalidades preferidas, a presente invenção fornece uma composição multifuncional para recuperação melhorada de petróleo (EOR) compreendendo um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes. Opcionalmente, um ou mais co-tensoativos são incluídos na composição a fim de aumentar seus efeitos benéficos em uma formação contendo petróleo.

[00041]Em uma modalidade, a presente invenção fornece processos eficientes para melhorar a eficiência da produção de petróleo. Em uma modalidade, os processos compreendem a introdução de uma composição EOR multiuso da presente invenção em uma formação subterrânea contendo petróleo. Vantajosamente, os processos podem ser usados para melhorar a recuperação de petróleo de um poço que experimentou um declínio nas taxas de produção de petróleo, incluindo poços decapantes esgotados (marginais). Definições Selecionadas

[00042]Conforme usado neste documento, "contaminante"

se refere a qualquer substância que faz com que outra substância ou objeto se torne suja, obstruída e/ou impura. Os contaminantes podem ser vivos ou não e podem ser substâncias ou depósitos inorgânicos ou orgânicos. Além disso, os contaminantes podem incluir, mas não estão limitados a, incrustações, hidrocarbonetos, tais como petróleo, alcatrão ou asfaltenos; gorduras, óleos e graxas (FOG); lipídios; ceras, como parafinas; resinas; metais pesados; biofilmes; ou quaisquer outras substâncias referidas como, por exemplo, sujeira, pó, lama, crude, escória, fuligem, espuma, placa, acúmulo ou resíduo. Referência a "incrustação" significa qualquer tipo de incrustação que resulta da precipitação de, por exemplo, sulfato de bário, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, oxalato de cálcio, hidróxido de magnésio, óxido de magnésio, silicatos, sulfato de estrôncio, hidróxidos de óxido de alumínio, aluminossilicatos, magnetita ou ferrita de níquel, cloreto de sódio, dióxido de silício, sulfeto de ferro, óxidos de ferro, carbonato de ferro, cobre, fosfatos, óxidos e qualquer outro composto mineral que possa precipitar e formar depósitos.

[00043]Conforme usado neste documento, um "metal pesado" é um elemento químico com uma gravidade específica pelo menos cinco vezes maior que a da água. Exemplos de metais pesados incluem, mas não estão limitados a, arsênio, cádmio, cromo, cobre, ferro, chumbo, manganês, mercúrio, níquel, vanádio e zinco. Muitos metais pesados estão presentes em fluidos de petróleo bruto e podem corroer equipamentos, bem como envenenar os catalisadores usados no craqueamento catalítico de fluidos e nas refinarias de petróleo. Além disso, metais pesados podem servir como âncoras para a aglomeração de, por exemplo, partículas de asfalteno, que podem se acumular, levando à redução da qualidade do petróleo bruto e à formação de depósitos nas superfícies dos equipamentos.

[00044]Conforme usado neste documento, "limpeza", conforme usado no contexto de contaminantes, significa remoção ou redução de contaminantes de uma superfície ou peça de equipamento. A limpeza pode incluir tratar, purificar, remover a incrustação, descontaminar, limpar ou desobstruir e pode ser alcançada por qualquer meio, incluindo, mas não se limitando a, derreter, dispersar, emulsificar, dissolver, raspar, degradar, explodir, embeber ou clivar o contaminante.

[00045]Conforme usado neste documento, "prevenção" significa evitar, atrasar, antecipar, inibir ou minimizar o início ou progressão de uma ocorrência ou situação. A prevenção pode incluir, mas não exige, prevenção absoluta ou completa, o que significa que a ocorrência ou situação ainda pode se desenvolver em um momento posterior e/ou com uma gravidade menor do que aconteceria sem medidas preventivas. A prevenção pode incluir a redução da gravidade do início de uma ocorrência ou situação e/ou inibir a progressão para uma que seja mais grave. Em certas modalidades, a presente invenção pode ser útil para, por exemplo, prevenir a cristalização, deposição e/ou re- deposição de incrustações, parafinas e/ou asfaltenos.

[00046]Conforme usado neste documento, a referência a uma "composição à base de micróbio" significa uma composição que compreende componentes que foram produzidos como resultado do crescimento de micro-organismos ou outras culturas de células. Assim, a composição à base de micróbio pode compreender os próprios micróbios e/ou subprodutos do crescimento microbiano. De preferência, as composições de acordo com a presente invenção compreendem micróbios inativados ou foram totalmente separadas dos micróbios. Os subprodutos do crescimento microbiano podem ser, por exemplo, metabólitos (por exemplo, biotensoativos), componentes da membrana celular, proteínas expressas e/ou outros componentes celulares.

[00047]A presente invenção fornece ainda "produtos à base de micróbios", que são produtos que devem ser aplicados na prática para atingir um resultado desejado. O produto à base de micróbio pode ser simplesmente a composição à base de micróbio colhida do processo de cultivo de micróbio. Alternativamente, o produto à base de micróbio pode compreender outros ingredientes que foram adicionados. Estes ingredientes adicionais podem incluir, por exemplo, estabilizadores, tampões, transportadores apropriados, tais como água, soluções de sal ou qualquer outro transportador apropriado, nutrientes adicionados para apoiar o crescimento microbiano adicional, intensificadores de crescimento não nutritivos e/ou agentes que facilitam o rastreamento dos micróbios e/ou da composição no ambiente ao qual é aplicado. O produto à base de micróbio também pode compreender misturas de composições à base de micróbio. O produto à base de micróbio também pode compreender um ou mais componentes de uma composição à base de micróbio que foram processados de alguma forma, tais como, mas não se limitando a, filtragem, centrifugação,

lise, secagem, purificação e semelhantes.

[00048]Tal como aqui utilizado, uma molécula de ácido nucleico, polinucleotídeo, polipeptídeo, proteína ou composto orgânico "isolado" ou "purificado", tal como uma molécula pequena, está substancialmente livre de outros compostos, como material celular, com o qual está associado na natureza. Em certas modalidades, os compostos purificados são pelo menos 60% em peso do composto de interesse. Preferencialmente, a preparação é pelo menos 75%, mais preferencialmente pelo menos 90%, e mais preferencialmente pelo menos 99%, em peso do composto de interesse. Por exemplo, um composto purificado é aquele que é pelo menos 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99% ou 100% (p/p) do composto desejado em peso. A pureza é medida por qualquer processo padrão apropriado, por exemplo, por cromatografia em coluna, cromatografia em camada fina ou análise de cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC).

[00049]Faixas fornecidas neste documento são entendidas como uma abreviação para todos os valores dentro da faixa. Por exemplo, uma faixa de 1 a 20 é entendida como incluindo qualquer número, combinação de números ou sub-faixa do grupo que consiste em 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 e 20, bem como todos os valores decimais intermediários entre os números inteiros acima mencionados, como, por exemplo, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 e 1.9. Com relação a sub-faixas, "sub- faixas agrupadas" que se estendem de qualquer ponto final da faixa são especificamente contempladas. Por exemplo, uma sub-faixa agrupada de uma faixa exemplar de 1 a 50 pode compreender 1 a 10, 1 a 20, 1 a 30 e 1 a 40 em uma direção,

ou 50 a 40, 50 a 30, 50 a 20 e 50 a 10 na outra direção.

[00050]Tal como aqui utilizado, "reduz" significa uma alteração negativa de pelo menos 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% ou 100%.

[00051]Conforme usado neste documento, "referência" significa uma condição padrão ou de controle.

[00052]Um "metabólito" se refere a qualquer substância produzida pelo metabolismo (por exemplo, um subproduto de crescimento) ou uma substância necessária para participar de um processo metabólico específico. Um metabólito pode ser um composto orgânico que é um material de partida (por exemplo, glicose), um intermediário (por exemplo, acetil- CoA) ou um produto final (por exemplo, n-butanol) do metabolismo. Exemplos de metabólitos incluem, mas não estão limitados a, biotensoativos, enzimas, ácidos, solventes, gases, álcoois, proteínas, vitaminas, minerais, microelementos, aminoácidos e polímeros.

[00053]Conforme usado neste documento, "tensoativo" significa um composto que reduz a tensão superficial (ou tensão interfacial) entre dois líquidos ou entre um líquido e um sólido. Os tensoativos atuam como, por exemplo, detergentes, agentes umectantes, emulsificantes, agentes espumantes e/ou dispersantes. Um “biotensoativo” é uma substância ativa de superfície produzida por uma célula viva.

[00054]O termo transicional "compreendendo", que é sinônimo de "incluindo" ou "contendo", é inclusivo ou aberto e não exclui elementos adicionais não citados ou etapas do processo. Em contraste, a frase de transição "consistindo em" exclui qualquer elemento, etapa ou ingrediente não especificado na reivindicação. A frase de transição "consistindo essencialmente em" limita o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificados "e aqueles que não afetam materialmente as características básicas e novas" da invenção reivindicada. O uso do termo "compreendendo" contempla outras modalidades que "consistem" ou "consistem essencialmente em" o(s) componente(s) citado(s).

[00055]A menos que especificamente declarado ou óbvio a partir do contexto, como usado aqui, o termo "ou" é entendido como inclusivo. A menos que especificamente declarado ou óbvio a partir do contexto, conforme usado neste documento, os termos "um", "e" e "o" são entendidos no singular ou no plural.

[00056]A menos que especificamente declarado ou óbvio a partir do contexto, conforme usado neste documento, o termo "cerca de" é entendido como dentro de uma faixa de tolerância normal na técnica, por exemplo, dentro de 2 desvios padrão da média. Cerca de pode ser entendido como dentro de 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% ou 0,01% do valor declarado. A menos que de outra forma claro a partir do contexto, todos os valores numéricos fornecidos neste documento são modificados pelo termo cerca de.

[00057]A citação de uma lista de grupos químicos em qualquer definição de uma variável aqui inclui definições dessa variável como qualquer grupo único ou combinação de grupos listados. A citação de uma modalidade para uma variável ou aspecto neste documento inclui essa modalidade como qualquer modalidade única ou em combinação com quaisquer outras modalidades ou porções das mesmas.

[00058]Todas as referências citadas neste documento são incorporadas neste documento por referência em sua totalidade. Composições EOR multifuncionais de acordo com a invenção em questão

[00059]A presente invenção fornece composições bioquímicas multifuncionais, bem como seu uso na melhoria da recuperação de petróleo de uma formação subterrânea contendo petróleo. Vantajosamente, as composições e processos da invenção em questão são operacionalmente favoráveis, econômicas e ecológicas.

[00060]Mais especificamente, em modalidades preferidas, a presente invenção fornece uma composição multifuncional para recuperação melhorada de petróleo (EOR) compreendendo um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes. Opcionalmente, um ou mais co-tensoativos são incluídos na composição a fim de aumentar seus efeitos benéficos em uma formação contendo petróleo.

[00061]Vantajosamente, em modalidades preferidas, a composição compreende ingredientes biodegradáveis ecologicamente corretos que foram otimizados para trabalhar juntos para estimular o fluxo de petróleo de um poço de petróleo. Além de EOR, a composição também é útil para, por exemplo, dissolver e dispersar depósitos de incrustações que obstruíram gargantas de poros de rocha em uma formação; remoção de incrustações que foram depositadas em equipamentos associados à produção e processamento de petróleo; reduzir a pressão capilar nos poros da rocha de formação; sequestrar metais pesados presentes em fluidos de petróleo bruto; prevenir e/ou reduzir a formação de aglomerados de asfalteno e/ou depósitos em petróleo e em superfícies de equipamentos; dispersar depósitos de parafina; aumentar a mobilidade do petróleo bruto durante a recuperação de um poço; e aumentar a molhabilidade da rocha em formação.

[00062]Em modalidades preferidas, os tensoativos da composição em questão compreendem compostos produzidos por micróbios com propriedades de redução de tensão superficial e interfacial. Vantajosamente, os tensoativos podem servir como adjuvantes, aumentando a penetração dos outros componentes ativos na formação e nos depósitos de entupimento e contaminação, tais como incrustações. Isso ajuda a reduzir a quantidade total da composição EOR multifuncional necessária para o tratamento e ajuda a reduzir o tempo necessário para atingir os resultados desejados.

[00063]Os tensoativos também podem servir como componentes ativos para alcançar EOR e outras funções benéficas em uma formação contendo petróleo, devido, por exemplo, às suas propriedades de redução de tensão superficial e interfacial.

[00064]Em certas modalidades, os tensoativos são biotensoativos microbianos ou uma mistura de mais de um tipo de biotensoativo. Os biotensoativos são um grupo estruturalmente diverso de substâncias tensoativas produzidas por micro-organismos. Os biotensoativos são biodegradáveis e podem ser produzidos usando organismos selecionados em ou sobre substratos renováveis. Todos os biotensoativos são anfifílicos. Eles consistem em duas partes: uma porção polar (hidrofílica) e um grupo não polar (hidrofóbico). Devido à sua estrutura anfifílica, os biotensoativos aumentam a área de superfície de substâncias hidrofóbicas insolúveis em água, aumentam a biodisponibilidade de água dessas substâncias e alteram as propriedades das superfícies das células bacterianas. Além disso, os biotensoativos se acumulam nas interfaces e reduzem a tensão superficial e interfacial entre as moléculas de líquidos, sólidos e gases, levando à formação de estruturas micelares agregadas em solução.

[00065]Os biotensoativos de acordo com a invenção em questão incluem, por exemplo, glicolipídios de baixo peso molecular, lipídios de celobiose, lipopeptídeos, compostos de éster de ácido graxo, compostos de éter de ácido graxo, flavolipídios, fosfolipídios e polímeros/biopolímeros de alto peso molecular, tais como lipoproteínas, complexos de lipopolissacarídeo-proteína e/ou complexos de polissacarídeo-proteína-ácido graxo. De preferência, os biotensoativos são produzidos por micro-organismos.

[00066]Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais glicolipídios, tais como, por exemplo, ramnolipídios, ramnose-d-fosfolipídios, lipídios de trealose, dimicolatos de trealose, monomicolatos de trealose, lipídios de manosileritritol, lipídios de celobiose, ácido ustilágico e/ou sopolipídio (inlcuindo formas lactônicas e/ou ácidas).

[00067]Em uma modalidade exemplar, o tensoativo é um lipídio de manosileritritol (MEL), compreendendo 4-O-B-D- manopiranosil-meso-eritritol ou 1-O-B-D-manopiranosil-meso- eritritol como a porção hidrofílica e grupos de ácido graxo e/ou grupos acetila como a porção hidrofóbica. Uma ou duas das hidroxilas, tipicamente no C4 e/ou C6 do resíduo de manose, podem ser acetilados. Além disso, pode haver um a três ácidos graxos esterificados, de 8 a 12 carbonos ou mais em comprimento de cadeia.

[00068]As moléculas MEL podem ser modificadas, sinteticamente ou na natureza. Por exemplo, MEL pode compreender diferentes cadeias de comprimento de carbono ou diferentes números de grupos acetila e/ou ácidos graxos.

[00069]As moléculas MEL e/ou suas formas modificadas de acordo com a presente invenção podem incluir, por exemplo, MEL tri-acilado, di-acilado, mono-acilado, tri-acetilado, di-acetilado, mono-acetilado e não-acetilado como estereoisômeros e/ou isômeros constitucionais dos mesmos.

[00070]Em certas modalidades específicas, as moléculas MEL são selecionadas a partir de membros dos seguintes grupos: MEL A (di-acetilado), MEL B (mono-acetilado em C4), MEL C (mono-acetilado em C6), MEL D (não acetilado), MEL A tri-acetilado, MEL B/C tri-acetilado, e ainda incluindo todos os isômeros possíveis dos membros desses grupos.

[00071]Outras moléculas semelhantes a MEL que exibem estruturas semelhantes e propriedades semelhantes, também podem ser produzidas de acordo com a presente invenção, por exemplo, lipídios de manosil-manitol (MML), lipídios de manosil-arabitol (MAL) e/ou lipídios de manosil-ribitol (MRL).

[00072]Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais lipopeptídeos, tais como, por exemplo, surfactina, iturina, fengicina, artrofactina, viscosina, anfisina, siringomicina e/ou liquenisina.

[00073]Em uma modalidade, os biotensoativos podem compreender um ou mais outros tipos de biotensoativos, como, por exemplo, cardiolipina, emulsan, lipomanan, alasan e/ou liposan.

[00074]Em uma modalidade, os tensoativos podem compreender um ou mais compostos de éster de ácido graxo produzidos por micro-organismos com propriedades físicas e/ou comportamentos semelhantes aos dos biotensoativos, mas que não são comumente conhecidos como biotensoativos.

[00075]Em certas modalidades, os compostos de éster de ácido graxo podem ser representados pela seguinte fórmula: em que Z = O R1 = hidrocarboneto C6-C22 saturado ou insaturado, ou um epóxido ou ciclopropano do mesmo Y1 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 Y2 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 R2 = hidrocarboneto C1-C10 saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado.

[00076]Em certas modalidades, os compostos de éster de ácido graxo podem incluir, por exemplo, ácidos graxos oleicos altamente esterificados, como ésteres etílicos de ácidos graxos oleicos e/ou ésteres metílicos de ácidos graxos oleicos (FAME).

[00077]Em uma modalidade, os tensoativos podem compreender um ou mais compostos de éter de ácido graxo produzidos por micro-organismos com propriedades físicas e/ou comportamentos semelhantes aos dos biotensoativos, mas que não são comumente conhecidos como biotensoativos.

[00078]Em certas modalidades, os compostos de éter de ácido graxo podem ser representados pela seguinte fórmula: em que R1 = hidrocarboneto C6-C22 saturado ou insaturado, ou um epóxido ou ciclopropano do mesmo Y1 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 Y2 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 R2 = hidrocarboneto C1-C10 saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado.

[00079]Em certas modalidades, o éter de ácido graxo compreende um éter vinílico ou um éter divinílico.

[00080]Os tensoativos podem ser usados em concentrações relativamente baixas. Em certas modalidades, a concentração total de tensoativo incluída na composição em questão é de

5.000 ppm ou menos, 4.000 ppm ou menos, ou 3.000 ppm ou menos. Em uma modalidade específica, a concentração total de tensoativo é de cerca de 2.500 ppm.

[00081]Em certas modalidades, a concentração total de tensoativo é de cerca de 0,01% a cerca de 10%, ou cerca de 0,05% a cerca de 5%. Em modalidades preferidas, a concentração de tensoativo não é inferior à concentração micelar crítica (CMC) no momento em que a composição é introduzida na formação (por exemplo, após a diluição natural ocorrer dentro da formação). Tal concentração pode ser calculada pela pessoa versada na técnica tendo o benefício da divulgação em questão.

[00082]Em uma modalidade, os tensoativos das composições são obtidos através do cultivo de micro- organismos usando processos que variam de pequena a grande escala. O processo de cultivo pode ser, por exemplo, cultivo submerso, fermentação em estado sólido (SSF) e/ou uma combinação dos mesmos.

[00083]Em uma modalidade, a presente invenção fornece processos de produção de um metabólito microbiano através do cultivo de uma cepa de micróbio da presente invenção em condições apropriadas para o crescimento e produção de metabólito; e, opcionalmente, purificação do metabólito. Em modalidades específicas, o metabólito é um subproduto do crescimento de tensoativo, de preferência, um biotensoativo ou um ácido graxo oleico esterificado.

[00084]O subproduto do crescimento microbiano produzido pelos micro-organismos de interesse pode ser retido nos micro-organismos ou segregado no meio líquido. Assim, em uma modalidade, um produto à base de micróbio da presente invenção compreende simplesmente o caldo de fermentação contendo metabólitos microbianos produzidos por um micro- organismo e/ou quaisquer nutrientes residuais. O produto da fermentação pode ser usado diretamente sem extração ou purificação. Em outra modalidade, o processo para a produção de subproduto de crescimento microbiano pode compreender ainda etapas de concentração e purificação do subproduto de crescimento microbiano de interesse. Assim, a composição pode compreender metabólitos microbianos, por exemplo, tensoativos microbianos, na forma purificada.

[00085]Em certas modalidades, os tensoativos podem ser adicionados à composição EOR multifuncional na forma purificada e/ou na forma bruta. Em uma modalidade, os tensoativos podem ser adicionados à composição na forma de um produto de fermentação microbiana, contendo caldo de fermentação líquida (sobrenadante) e, opcionalmente, células microbianas resultantes do cultivo submerso de um micróbio produtor de tensoativo. Os micróbios podem ser bactérias, leveduras e/ou fungos. De preferência, as células microbianas são inativadas antes de serem adicionadas à composição.

[00086]Em certas modalidades, os micro-organismos podem ser, por exemplo, Arthrobacter spp.; Bacillus spp. (B. subtilis, B. pumillus, B. licheniformis, B. amyloliquefaciens, B. megaterium, B. cereus); Campylobacter spp .; Candida spp. (por exemplo, C. albicans, C. rugosa, C. tropicalis, C. lipolytica, C. torulopsis); Cornybacterium spp.; Flavobacterium spp.; Pichia spp. (por exemplo, P. anomala, P. guilliermondii, P. occidentalis); Pseudomonas spp. (por exemplo, P. aeruginosa, P. chlororaphis, P. putida, P. florescens, P. fragi, P. Syringae); Pseudozyma spp. (por exemplo, P. aphidis); Rhodococcus spp. (por exemplo, R. erythropolis); Starmerella spp. (por exemplo, S. bombicola, S. apicola); Ustilago spp. (por exemplo, U. maydis); Wickerhamomyces spp. (por exemplo, W. anomalus), e outros como são descritos em outro lugar na presente descrição.

[00087]Em modalidades preferidas, a composição EOR multifuncional compreende ainda um ou mais quelantes ou agentes quelantes. Tal como aqui utilizado, "agentes quelantes" ou "quelantes" são agentes formadores de íons complexos ativos capazes de remover um íon metálico de um sistema formando um complexo de modo que o íon metálico, por exemplo, não possa participar prontamente ou catalisar o radical de oxigênio de formação.

[00088]Exemplos de agentes quelantes adequados para a presente invenção incluem, mas não estão limitados a, ácido dimercaptosuccínico (DMSA), ácido 2,3- dimercaptopropanossulfônico (DMPS), ácido alfalipoico (ALA), tiamina tetrahidrofurfuril dissulfeto (TTFD), penicilamina, ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), acetato de sódio, citrato de sódio e ácido cítrico. Em uma modalidade, uma mistura de quelantes é usada.

[00089]Em uma modalidade específica, os agentes quelantes compreendem uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico. A concentração total de agentes quelantes pode ser, por exemplo, cerca de 1 g/L a cerca de 20 g/L ou mais, cerca de 2,5 g/L a cerca de 15 g/L, ou cerca de 5 g/L a cerca de 10 g/L.

[00090]Vantajosamente, os agentes quelantes podem ajudar a dissolver e/ou inibir depósitos de incrustação, parafina e/ou asfalteno, podem ajudar a remover e/ou sequestrar metais pesados, como níquel e vanádio, do petróleo e podem reduzir o acúmulo de asfalteno formando complexos com moléculas de metal que podem servir como âncoras para a aglomeração de partículas de asfalteno.

[00091]Além disso, em algumas modalidades, os agentes quelantes podem servir como co-tensoativos, aumentando ainda mais a eficiência e a potência dos efeitos da composição. Por exemplo, agentes quelantes, como o EDTA, podem assumir uma carga negativa, aumentando assim a descalcificação sequestrando íons carregados positivamente, como íons cálcio, bem como inibindo a deposição de incrustações futuras. Em modalidades específicas, o EDTA serve como um co-tensoativo aniônico particularmente eficaz.

[00092]Em modalidades preferidas, a composição EOR multifuncional compreende ainda um ou mais solventes selecionados dentre álcoois, líquidos iônicos e/ou semi- iônicos e hidróxido de amônio.

[00093]Os álcoois de acordo com a composição em questão podem incluir, por exemplo, etanol, butanol, propanol e/ou álcool isopropílico. Em uma modalidade específica, o álcool é álcool isopropílico a uma concentração de cerca de 1 mL/L a cerca de 100 mL/L, ou cerca de 2 mL/L a cerca de 50 mL/L.

[00094]Em algumas modalidades, a composição compreende ainda um líquido iônico ou semi-iônico como solvente. Líquidos iônicos podem atuar como co-solventes e podem prevenir a formação de ligações em anel em composições de hidrocarbonetos, que é uma das causas da precipitação de hidrocarbonetos. Os líquidos iônicos também podem prevenir e/ou reduzir a formação e deposição de partículas de asfalteno.

[00095]Os líquidos iônicos são compostos inteiramente de íons, que podem incluir cátions, ânions e/ou uma combinação dos mesmos. Muitos líquidos iônicos estão na forma de sais orgânicos com pontos de fusão abaixo de 100 °C, ou frequentemente até abaixo da temperatura ambiente. Os líquidos iônicos mais comuns são aqueles preparados a partir de cátions orgânicos e ânions inorgânicos ou orgânicos. Pelo menos um íon tem uma carga deslocalizada e um componente é orgânico, o que impede a formação de uma rede cristalina estável. Os líquidos iônicos podem ser adequados, por exemplo, para uso como catalisadores e solventes em reações de alquilação e polimerização, bem como em dimerização, oligomerização, acetilação, metástese e reações de copolimerização. As propriedades dos líquidos iônicos, como ponto de fusão, viscosidade e solubilidade, são determinadas pelos substituintes no componente orgânico e pelo contraíon.

[00096]Líquidos iônicos exemplificativos adequados para a composição em questão incluem, mas não estão limitados a, nitrato de etil amônio ou glicerina/sulfato de magnésio heptahidratado. De preferência, a concentração de líquido iônico e/ou semi-iônico na composição é de cerca de 0,01% a cerca de 10%, ou cerca de 0,1% a cerca de 5%.

[00097]Em algumas modalidades, a composição pode compreender ainda hidróxido de amônio (por exemplo, uma solução de 70%) como um solvente. De preferência, o hidróxido de amônio está presente na composição em uma concentração de cerca de 1 mL/L a 50 mL/L, cerca de 2 mL/L a cerca de 25 mL/L, ou cerca de 3 mL/L a cerca de 10 mL/L.

[00098]Vantajosamente, o hidróxido de amônio também pode servir como um ajustador de pH para a composição. O hidróxido de amônio equilibra o pH da composição em direção a, ou a, um pH neutro (por exemplo, cerca de pH 6 a 8), mesmo na presença de substâncias ácidas, como fluidos de salmoura. Isso pode ser útil para melhorar o índice de acidez do petróleo bruto recuperado da formação tratada,

bem como para prevenir a corrosão do equipamento devido ao contato com substâncias ácidas.

[00099]Em algumas modalidades, a composição compreende ainda sais e/ou sais minerais selecionados dentre fósforo, magnésio, potássio, glicose e amônio. Por exemplo, fosfato de amônio, fosfato de monoamônio, fosfato de diamônio, cloreto de amônio ou outro sal dibásico ou monobásico pode ser incluído em uma concentração de cerca de 1 g/L a cerca de 20 g/L, ou cerca de 2 g/L a cerca de 10 g/L. Em uma modalidade específica, o sal é fosfato de monoamônio.

[000100]Em uma modalidade exemplar, a composição compreende um ou mais tensoativos; hidróxido de amônio; álcool isopropílico; uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico; e, opcionalmente, fosfato de monoamônio. Em uma modalidade específica, um ou mais tensoativos compreendem MEL. Em outra modalidade, um ou mais tensoativos compreendem ácidos graxos oleicos esterificados.

[000101]A composição em questão pode compreender outros aditivos. Os aditivos podem ser, por exemplo, transportadores, tampões, outras composições à base de micróbios produzidas na mesma ou em instalações diferentes, modificadores de viscosidade, conservantes, agentes de rastreamento, biocidas, enzimas, tensoativos, agentes emulsificantes, lubrificantes, agentes de controle de solubilidade, agentes de ajuste de pH, estabilizadores, agentes resistentes à luz ultravioleta e/ou outros ingredientes específicos para um uso pretendido.

[000102]Os outros aditivos podem ser adicionados em quantidades que variam de, por exemplo, 0,001% a 80% ou mais, em peso ou volume, conforme necessário, ou até cerca de 50% em peso ou mais.

[000103]Em uma modalidade, os componentes da composição de descalcificação são misturados em um transportador que compreende água ou fluidos de salmoura.

[000104]Em uma modalidade, a composição pode ainda compreender agentes tamponantes incluindo ácidos orgânicos e aminoácidos ou sais dos mesmos. Os tampões adequados incluem citrato, gluconato, tartarato, malato, acetato, lactato, oxalato, aspartato, malonato, glucoheptonato, piruvato, galactarato, glucarato, tartronato, glutamato, glicina, lisina, glutamina, metionina, cisteína, arginina e uma mistura dos mesmos. Ácidos fosfóricos e fosforosos ou seus sais também podem ser usados. Tampões sintéticos são adequados para serem usados, mas é preferível usar tampões naturais, tais como ácidos orgânicos e aminoácidos ou sais dos mesmos listados acima.

[000105]Em outra modalidade, os agentes de ajuste de pH incluem hidróxido de potássio, hidróxido de amônio, carbonato ou bicarbonato de potássio, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico ou uma mistura dos mesmos.

[000106]Em uma modalidade, componentes adicionais, como uma preparação aquosa de um sal, como bicarbonato ou carbonato de sódio, sulfato de sódio, fosfato de sódio, bifosfato de sódio, podem ser incluídos na formulação.

[000107]As composições de acordo com a presente invenção podem compreender ingredientes em quantidades eficazes para melhorar a recuperação de petróleo e/ou gás de uma formação; bem como desempenhar as funções adicionais aqui descritas relacionadas à melhoria da qualidade do petróleo recuperado da formação, bem como à manutenção dos equipamentos associados à formação.

[000108]Em algumas modalidades, a composição multifuncional da presente invenção tem propriedades eletrostáticas vantajosas que proporcionam recuperação melhorada de petróleo. Em geral, cada ingrediente pode ter uma carga parcial dependente do pH. Os tensoativos compreendem frações não iônicas e/ou aniônicas. As frações não iônicas são necessárias para interagir com a fase oleosa, ao contrário da fase aquosa, dos fluidos brutos.

[000109]Além disso, certos agentes quelantes podem assumir uma carga negativa. Junto com os tensoativos aniônicos, os agentes quelantes podem servir como co- tensoativos para ajudar a aumentar a penetração na formação e nos depósitos de incrustações por meio do sequestro de íons carregados positivamente (por exemplo, íons de cálcio) sem a necessidade de usar ácidos fortes. Isso também ajuda a inibir a futura deposição de incrustações.

[000110]Além disso, a composição não reage com cloro ou complexos de cloro orgânico e não se dissocia tão facilmente como, por exemplo, compostos usados na remoção de incrustações de ácido, como hidróxido de potássio ou ácido clorídrico, que são altamente eletrolíticos. Produção de subprodutos de crescimento microbiano

[000111]A presente invenção fornece processos para o cultivo de micro-organismos e produção de metabólitos microbianos e/ou outros subprodutos do crescimento microbiano (por exemplo, biotensoativos, ésteres de ácidos graxos). Em uma modalidade, a presente invenção fornece materiais e processos para a produção de biomassa (por exemplo, material celular viável), metabólitos extracelulares (por exemplo, pequenas moléculas e proteínas excretadas), nutrientes residuais e/ou componentes intracelulares (por exemplo, enzimas e outras proteínas).

[000112]Em uma modalidade, a presente invenção fornece processos de produção de um metabólito microbiano através do cultivo de uma cepa de micróbio da invenção em questão sob condições apropriadas para o crescimento e produção do metabólito. Em uma modalidade específica, o metabólito é um tensoativo de acordo com a presente invenção. O metabólito também pode ser, por exemplo, etanol, ácido láctico, beta- glucano, proteínas, aminoácidos, peptídeos, intermediários metabólicos, ácidos graxos poli-insaturados e lipídios. O teor de metabólito produzido pelo processo pode ser, por exemplo, pelo menos 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% ou 90%.

[000113]Em algumas modalidades, um micro-organismo produz mais de um tensoativo e/ou outros subprodutos de crescimento de cada vez.

[000114]Em certas modalidades, uma instalação de crescimento de micróbio produz micro-organismos frescos de alta densidade e/ou subprodutos de crescimento microbiano de interesse em uma escala desejada. A instalação de crescimento de micróbio pode estar localizada no local de aplicação ou próximo a ele, ou em um local diferente. A instalação produz composições baseadas em micróbios de alta densidade em cultivo em lote, quase contínuo ou contínuo.

[000115]Em certas modalidades, as instalações de crescimento de micróbio da presente invenção podem estar localizadas no ou perto do local onde o produto à base de micróbio será usado (por exemplo, no ou perto de um poço de petróleo). Por exemplo, a instalação de crescimento de micróbio pode estar a menos de 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3 ou 1 milha do local de uso.

[000116]As instalações de crescimento de micróbios podem produzir composições novas à base de micróbios, compreendendo os próprios micróbios, metabólitos microbianos e/ou outros componentes do meio em que os micróbios são cultivados. Se desejado, as composições podem ter uma alta densidade de células vegetativas ou uma mistura de células vegetativas, esporos, conídios, micélios e/ou outros propágulos microbianos. Vantajosamente, as composições podem ser adaptadas para uso em um local especificado.

[000117]Se desejado, os processos da presente invenção podem aproveitar o poder de micro-organismos locais de ocorrência natural e seus subprodutos metabólicos para melhorar a produção, transmissão e/ou refino de petróleo. Micróbios locais podem ser identificados com base, por exemplo, na tolerância ao sal, na capacidade de crescer em altas temperaturas e no uso de identificação genética das sequências aqui descritas.

[000118]As instalações de crescimento de micróbios fornecem versatilidade de fabricação por sua capacidade de adaptar os produtos baseados em micróbios para melhorar as sinergias com as geografias de destino. As instalações de crescimento de micróbios podem operar fora da rede, utilizando, por exemplo, energia solar, eólica e/ou hidrelétrica. Assim, as composições à base de micróbios podem ser produzidas em locais remotos. Em algumas modalidades, no entanto, as instalações de crescimento de micróbio produzem os produtos em um local diferente e embalam o produto de forma a permitir o transporte do produto para o poço de petróleo.

[000119]O vaso de crescimento usado para o crescimento de micro-organismos pode ser qualquer fermentador ou reator de cultivo para uso industrial. Em uma modalidade, o vaso pode ter controles/sensores funcionais ou pode ser conectado a controles/sensores funcionais para medir fatores importantes no processo de cultivo, como pH, oxigênio, pressão, temperatura, potência do eixo do agitador, umidade, viscosidade e/ou densidade microbiana e/ou concentração de metabólitos.

[000120]Em outra modalidade, o vaso também pode ser capaz de monitorar o crescimento de micro-organismos dentro do vaso (por exemplo, medição do número de células e fases de crescimento). Alternativamente, uma amostra diária pode ser retirada do recipiente e sujeita a enumeração por técnicas conhecidas, como a técnica de diluição em placas. O plaqueamento de diluição é uma técnica simples usada para estimar o número de micróbios em uma amostra. A técnica também pode fornecer um índice pelo qual diferentes ambientes ou tratamentos podem ser comparados.

[000121]Em uma modalidade, o processo compreende o cultivo de micro-organismos em um meio nutriente. Em uma modalidade, o meio nutriente compreende uma fonte de nitrogênio. A fonte de nitrogênio pode ser, por exemplo, nitrato de potássio, nitrato de amônio, sulfato de amônio, fosfato de amônio, amônia, ureia e/ou cloreto de amônio. Essas fontes de nitrogênio podem ser usadas independentemente ou em uma combinação de duas ou mais.

[000122]O meio nutriente pode compreender ainda uma fonte de carbono. A fonte de carbono é tipicamente um carboidrato, como glicose, sacarose, lactose, frutose, trealose, manose, manitol e/ou maltose; ácidos orgânicos, tais como ácido acético, ácido fumárico, ácido cítrico, ácido propiônico, ácido málico, ácido malônico e/ou ácido pirúvico; álcoois, tais como etanol, isopropil, propanol, butanol, pentanol, hexanol, isobutanol e/ou glicerol; gorduras e óleos, tais como óleo de soja, óleo de farelo de arroz, óleo de canola, azeite, óleo de milho, óleo de sésamo e/ou óleo de linhaça; etc. Estas fontes de carbono podem ser usadas independentemente ou em uma combinação de duas ou mais.

[000123]Em uma modalidade, o processo compreende o uso de duas fontes de carbono, uma das quais é um óleo saturado selecionado de canola, soja, girassol, vegetal, milho, coco, azeitona ou qualquer outro óleo adequado para uso, por exemplo, na culinária.

[000124]Em uma modalidade, os micro-organismos podem ser cultivados em um substrato sólido ou semissólido, como, por exemplo, milho, trigo, soja, grão de bico, feijão, aveia, macarrão, arroz e/ou farinhas de qualquer um destes ou outras substâncias semelhantes.

[000125]Em uma modalidade, fatores de crescimento e nutrientes residuais para micro-organismos são incluídos no meio. Isto é particularmente preferido ao cultivar micróbios que são incapazes de produzir todas as vitaminas de que necessitam. Nutrientes inorgânicos, incluindo oligoelementos, como ferro, zinco, cobre, manganês,

molibdênio e/ou cobalto também podem ser incluídos no meio. Além disso, fontes de vitaminas, aminoácidos essenciais e microelementos podem ser incluídos, por exemplo, na forma de farinhas, como farinha de milho, ou na forma de extratos, como extrato de levedura, extrato de batata, extrato de carne, extrato de soja, extrato de casca de banana e semelhantes, ou em formas purificadas.

[000126]Em uma modalidade, os sais inorgânicos também podem ser incluídos no meio nutriente. Os sais inorgânicos utilizáveis podem ser di-hidrogenofosfato de potássio, hidrogenofosfato dipotássico, hidrogenofosfato dissódico, sulfato de magnésio, cloreto de magnésio, sulfato de ferro, cloreto de ferro, sulfato de manganês, cloreto de manganês, sulfato de zinco, cloreto de chumbo, sulfato de cobre, cloreto de cálcio, carbonato de cálcio, cloreto de sódio e/ou carbonato de sódio. Estes sais inorgânicos podem ser usados independentemente ou em combinação de dois ou mais.

[000127]Em algumas modalidades, o processo de cultivo pode compreender ainda a adição de ácidos e/ou agentes antimicrobianos adicionais no meio líquido antes e/ou durante o processo de cultivo. Agentes antimicrobianos ou antibióticos são usados para proteger a cultura contra contaminação. Além disso, agentes antiespuma também podem ser adicionados para prevenir a formação e/ou acúmulo de espuma durante o cultivo.

[000128]O processo pode fornecer oxigenação para a cultura em crescimento. Uma modalidade utiliza o movimento lento do ar para remover o ar contendo pouco oxigênio e introduzir ar oxigenado. No caso de fermentação submersa, o ar oxigenado pode ser ar ambiente suplementado diariamente por meio de mecanismos, incluindo impulsores para agitação mecânica do líquido e pulverizadores de ar para fornecer bolhas de gás ao líquido para dissolução de oxigênio no líquido.

[000129]O pH do meio de fermentação deve ser adequado para o micro-organismo de interesse. Tampões e reguladores de pH, como carbonatos e fosfatos, podem ser usados para estabilizar o pH próximo a um valor preferido. Quando os íons metálicos estão presentes em altas concentrações, pode ser necessário o uso de um agente quelante no meio líquido.

[000130]Em uma modalidade, o processo para cultivo de micro-organismos é realizado em cerca de 5 °C a cerca de 100 °C, de preferência, 15 °C a 60 °C, mais preferencialmente, 25 °C a 50 °C. Em outra modalidade, o cultivo pode ser realizado continuamente a uma temperatura constante. Em outra modalidade, o cultivo pode estar sujeito a mudanças de temperatura.

[000131]Em uma modalidade, o equipamento usado no método e processo de cultivo é estéril. O equipamento de cultivo, como reator/recipiente, pode ser separado, mas conectado a, uma unidade de esterilização, por exemplo, um autoclave. O equipamento de cultivo também pode ter uma unidade de esterilização que esteriliza in situ antes de iniciar a inoculação. O ar pode ser esterilizado por processos conhecidos na técnica. Por exemplo, o ar ambiente pode passar por pelo menos um filtro antes de ser introduzido no vaso. Em outras modalidades, o meio pode ser pasteurizado ou, opcionalmente, nenhum calor adicionado, onde o uso de baixa atividade de água e baixo pH pode ser explorado para controlar o crescimento bacteriano indesejável.

[000132]O teor de biomassa do meio de fermentação pode ser, por exemplo, de 5 g/l a 180 g/l ou mais, ou de 10 g/l a 150 g/l ou mais.

[000133]O subproduto do crescimento microbiano de interesse pode ser retido nos micro-organismos ou segregado no meio de crescimento. Em outra modalidade, o processo para a produção de subproduto de crescimento microbiano pode compreender ainda etapas de concentração e purificação do subproduto de crescimento microbiano de interesse. Em outra modalidade, o meio pode conter compostos que estabilizam a atividade do subproduto do crescimento microbiano.

[000134]O processo para cultivo de micro-organismos e produção de subprodutos microbianos pode ser realizado em um lote, quase contínuo ou processos contínuos.

[000135]Em uma modalidade, toda a composição de cultivo microbiana é removida após a conclusão do cultivo (por exemplo, após atingir uma densidade celular desejada ou densidade de um metabólito especificado). Neste procedimento de lote, um lote inteiramente novo é iniciado após a colheita do primeiro lote.

[000136]Em outra modalidade, apenas uma parte do produto de fermentação é removida a qualquer momento. Nesta modalidade, a biomassa com células viáveis permanece no vaso como um inoculante para um novo lote de cultivo. A composição removida pode ser um meio isento de micróbios ou conter células, esporos, micélios, conídios ou outros propágulos microbianos. Desta forma, um sistema quase contínuo é criado.

[000137]Vantajosamente, os processos de cultivo não requerem equipamento complicado ou alto consumo de energia. Os micro-organismos de interesse podem ser cultivados em pequena ou grande escala no local e aproveitados, mesmo sendo ainda misturados ao meio. Da mesma forma, os metabólitos microbianos também podem ser produzidos, extraídos e/ou purificados em grandes quantidades no local de necessidade.

[000138]Porque, em certas modalidades, os produtos à base de micróbios podem ser gerados localmente, sem recurso aos processos de estabilização, preservação, armazenamento e transporte de micro-organismos da produção microbiana convencional, uma densidade muito maior de micróbios vivos, esporos, micélios, conídios ou outros micróbios propágulos podem ser gerados, exigindo assim um volume menor do produto à base de micróbio para uso na aplicação no local ou que permite aplicações microbianas de densidade muito mais alta quando necessário para atingir a eficácia desejada. Isso permite um biorreator em escala reduzida (por exemplo, vaso de fermentação menor, suprimentos menores de material inicial, nutrientes e agentes de controle de pH), o que torna o sistema eficiente. A geração local do produto à base de micróbios também facilita a inclusão do meio de crescimento no produto. O meio pode conter agentes produzidos durante a fermentação que são particularmente adequados para uso local.

[000139]Vantajosamente, as instalações de crescimento de micróbios locais fornecem uma solução para o problema atual de depender de produtores de tamanho industrial distantes, cuja qualidade do produto sofre devido a atrasos de processamento a montante, gargalos da cadeia de abastecimento, armazenamento impróprio e outras contingências que inibem a entrega e aplicação oportuna de um produto viável.

[000140]A produção local e entrega dentro de, por exemplo, 24 horas de fermentação resulta em composições estáveis e custos de transporte substancialmente mais baixos. Dadas as perspectivas de um rápido avanço no desenvolvimento de produtos microbianos mais eficazes e poderosos, os consumidores se beneficiarão muito com essa capacidade de entregar os produtos rapidamente.

[000141]Os micro-organismos úteis de acordo com a presente invenção podem ser, por exemplo, bactérias, leveduras e/ou fungos. Esses micro-organismos podem ser micro-organismos naturais ou geneticamente modificados. Por exemplo, os micro-organismos podem ser transformados com genes específicos para exibir características específicas. Os micro-organismos também podem ser mutantes de uma cepa desejada. Tal como aqui utilizado, "mutante" significa uma cepa, variante genética ou subtipo de um micro-organismo de referência, em que o mutante tem uma ou mais variações genéticas (por exemplo, uma mutação pontual, mutação missense, mutação sem sentido, deleção, duplicação, mutação frameshift ou repetição expansão) em comparação com o micro-organismo de referência. Os procedimentos para fazer mutantes são bem conhecidos na técnica microbiológica. Por exemplo, mutagênese UV e nitrosoguanidina são amplamente utilizadas para esse fim.

[000142]Em modalidades preferidas, o micro-organismo é qualquer levedura ou fungo. Exemplos de espécies de leveduras e fungos adequados para uso de acordo com a presente invenção incluem, mas não estão limitados a, Acaulospora, Aspergillus, Aureobasidium (por exemplo, A. pullulans), Blakeslea, Candida (por exemplo, C. albicans, C. apicola), Cryptococcus, Debaryomyces (por exemplo, D. hansenii), Entomophthora, Fusarium, Hanseniaspora (por exemplo, H. uvarum), Hansenula, Issatchenkia, Kluyveromyces, Mortierella, Mucor (por exemplo, M. piriformis), Meyerozyma (por exemplo, M. guilliermondii), Penicillium, Phythium, Phycomyces, Pichia (por exemplo, P. anomala, P. guielliermondii, P. occidentalis, P. kudriavzevii), Pseudozyma (por exemplo, P. aphidis), Rhizopus, Saccharomyces (S. cerevisiae, sequela de S. boulardii, S. torula), Starmerella (por exemplo, S. bombicola), Torulopsis, Thraustochytrium, Trichoderma (por exemplo, T. reesei, T. harzianum, T. virens), Ustilago (por exemplo, U. maydis), Wickerhamomyces (por exemplo, W. anomalus), Williopsis e Zygosaccharomyces (por exemplo, Z. bailii).

[000143]Em certas modalidades, o uso de um produto de fermentação de levedura de acordo com a presente invenção pode ser superior a, por exemplo, metabólitos microbianos purificados isoladamente, devido, por exemplo, às propriedades vantajosas das paredes celulares de levedura. Essas propriedades incluem altas concentrações de manoproteína como parte da superfície externa da parede celular da levedura (a manoproteína é um bioemulsionante altamente eficaz) e a presença de beta-glucano de biopolímero (um emulsificante) nas paredes celulares da levedura. Além disso, o produto da fermentação de levedura pode compreender ainda tensoativos na cultura, que são capazes de reduzir a tensão superficial e interfacial, bem como outros metabólitos (por exemplo, ácido lático, acetato de etila, etanol, etc.) na cultura.

[000144]Em algumas modalidades, os micro-organismos são bactérias, incluindo bactérias Gram-positivas e Gram- negativas. As bactérias adequadas para utilização de acordo com a presente invenção incluem, por exemplo, Acinetobacter (por exemplo, A. calcoaceticus, A. venetianus); Agrobacterium (por exemplo, A. radiobacter), Azotobacter (A. vinelandii, A. chroococcum), Azospirillum (por exemplo, A. brasiliensis), Bacillus (por exemplo, B. amyloliquefaciens, B. firmus, B. laterosporus, B. licheniformis, B. megaterium, B. mucilaginosus, B. subtilis), Chlorobiaceae spp., Dyadobacter fermenters, Frankia spp., Frateuria (por exemplo, F. aurantia), Klebsiella spp., Microbacterium (por exemplo, M. laevaniformans), Pantoea (por exemplo, P. agglomerans), Pseudomonas (por exemplo, P. aeruginosa, P. chlororaphis, P. chlororaphis subsp. aureofaciens (Kluyver), P. putida), Rhizobium spp., Rhodospirillum (por exemplo, R. rubrum), Sphingomonas (por exemplo, S. paucimobilis) e/ou Xanthomonas spp.

[000145]Outras cepas microbianas podem ser utilizadas de acordo com a presente invenção, incluindo, por exemplo, quaisquer outras cepas microbianas tendo altas concentrações de manoproteína e/ou betaglucano em suas paredes celulares e/ou que são capazes de produzir tensoativos. Preparação de produtos à base de micróbios

[000146]Em certas modalidades preferidas, as composições da presente invenção utilizam produtos bioquímicos produzidos por micro-organismos. Esses subprodutos de crescimento podem ser usados em uma forma purificada ou bruta. Em uma modalidade específica, os subprodutos do crescimento são tensoativos.

[000147]Um produto à base de micróbio da presente invenção é simplesmente o meio de fermentação contendo o micro-organismo e/ou os biotensoativos produzidos pelo micro-organismo e/ou quaisquer nutrientes residuais ou outros subprodutos de crescimento. O produto da fermentação pode ser usado diretamente sem extração ou purificação. Se desejado, a extração e a purificação podem ser facilmente alcançadas usando processos ou técnicas de extração e/ou purificação padrão descritos na literatura.

[000148]Os micro-organismos no produto à base de micróbios podem estar em uma forma ativa ou inativa. Os produtos à base de micróbios podem ser usados sem estabilização, preservação e armazenamento adicionais. Vantajosamente, o uso direto desses produtos à base de micróbios reduz a possibilidade de contaminação por agentes estranhos e micro-organismos indesejáveis e mantém a atividade dos subprodutos do crescimento microbiano.

[000149]Os micróbios e/ou o meio (por exemplo, caldo ou substrato sólido) resultantes do crescimento microbiano podem ser removidos do vaso de crescimento e transferidos por meio de, por exemplo, tubulação para uso imediato.

[000150]Em uma modalidade, o produto à base de micróbio é simplesmente subprodutos de crescimento do micro- organismo. Por exemplo, biotensoativos produzidos por um micro-organismo podem ser coletados de um vaso de fermentação submerso na forma bruta, compreendendo, por exemplo, cerca de 0,001% a cerca de 99% de biotensoativo puro em caldo líquido. O biotensoativo pode ser posteriormente purificado, se desejado.

[000151]Em outras modalidades, o produto à base de micróbios (micróbios, meio ou micróbios e meio) pode ser colocado em recipientes de tamanho apropriado, levando em consideração, por exemplo, o uso pretendido, o processo de aplicação contemplado, o tamanho do vaso de fermentação e qualquer modo de transporte da instalação de crescimento de micróbio até o local de uso. Assim, os recipientes nos quais a composição à base de micróbio é colocada podem ser, por exemplo, de 1 galão a 1.000 galões ou mais. Em outras modalidades, os recipientes são de 2 galões, 5 galões, 25 galões ou maiores.

[000152]Após a colheita, outros componentes podem ser adicionados ao produto à base de micróbio conforme o produto colhido é colocado em recipientes e/ou canalizado (ou de outra forma transportado para uso). Os aditivos podem ser, por exemplo, tampões, transportadores, outras composições à base de micróbios produzidas na mesma ou em instalações diferentes, modificadores de viscosidade, lubrificantes, tensoativos, agentes emulsificantes, conservantes, nutrientes para o crescimento de micróbios, agentes de rastreamento, solventes, biocidas, agentes de controle de solubilidade, agentes de ajuste de pH, estabilizadores, agentes resistentes à luz ultravioleta e/ou outros micróbios e outros ingredientes específicos para um uso pretendido.

[000153]Em uma modalidade, agentes tamponantes podem ser incluídos, tais como, por exemplo, ácidos orgânicos e aminoácidos ou sais dos mesmos. Os tampões adequados incluem citrato, gluconato, tartarato, malato, acetato, lactato, oxalato, aspartato, malonato, glucoheptonato, piruvato, galactarato, glucarato, tartronato, glutamato, glicina, lisina, glutamina, metionina, cisteína, arginina e uma mistura dos mesmos. Ácidos fosfóricos e fosforosos ou sais dos mesmos também podem ser usados. Tampões sintéticos são adequados para serem usados, mas é preferível usar tampões naturais, tais como ácidos orgânicos e aminoácidos ou sais dos mesmos listados acima.

[000154]Em outra modalidade, os agentes de ajuste de pH incluem hidróxido de potássio, hidróxido de amônio, carbonato ou bicarbonato de potássio, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico ou uma mistura dos mesmos.

[000155]Em uma modalidade, componentes adicionais, como uma preparação aquosa de um sal, como bicarbonato ou carbonato de sódio, sulfato de sódio, fosfato de sódio, bifosfato de sódio, podem ser incluídos na formulação.

[000156]Opcionalmente, o produto pode ser armazenado antes do uso. O tempo de armazenamento é preferencialmente curto. Assim, o tempo de armazenamento pode ser inferior a 60 dias, 45 dias, 30 dias, 20 dias, 15 dias, 10 dias, 7 dias, 5 dias, 3 dias, 2 dias, 1 dia ou 12 horas. Em uma modalidade preferida, se células vivas estiverem presentes no produto, o produto é armazenado a uma temperatura fria, como, por exemplo, menos de 20 °C, 15 °C, 10 °C ou 5 °C. Por outro lado, uma composição de biotensoativo pode ser tipicamente armazenada à temperatura ambiente.

[000157]Vantajosamente, de acordo com a presente invenção, o produto à base de micróbio pode compreender o meio no qual os micróbios cresceram. O produto pode ser, por exemplo, pelo menos, 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% ou 100% em peso de meio de crescimento. A quantidade de biomassa no produto pode ser, por exemplo, de 0% a 100% em peso, inclusive de todas as porcentagens entre eles. Processos para melhorar a recuperação de petróleo

[000158]A presente invenção fornece materiais e processos para melhorar a produção de petróleo a partir de uma formação subterrânea contendo petróleo. Em uma modalidade, os processos compreendem aplicar uma composição EOR polivalente da presente invenção à formação.

[000159]Vantajosamente, a presente invenção pode utilizar um tratamento para executar uma variedade de funções, além de EOR, incluindo a melhoria da qualidade de fluidos brutos e manutenção da produção de petróleo e equipamento de processamento. Em algumas modalidades, essas funções estão inter-relacionadas. Esta invenção é particularmente útil em poços verticais, mas também pode ser usada para melhorar a recuperação de petróleo em poços horizontais, bem como em poços que experimentaram um declínio nas taxas de produção de petróleo, incluindo poços decapantes esgotados (marginais).

[000160]Em algumas modalidades, os processos resultam em EOR através, por exemplo, da estimulação do fluxo de petróleo de um poço de petróleo; dissolução e dispersão de depósitos de incrustações que obstruíram gargantas de poros de rocha em uma formação; redução da pressão capilar nos poros da rocha de formação; prevenção e/ou redução da aglomeração do asfalteno no petróleo e/ou deposição nas superfícies dos equipamentos; dispersão de depósitos de parafina; melhoria na mobilidade do petróleo bruto durante a recuperação; e melhoria da molhabilidade da rocha em formação.

[000161]Vantajosamente, os processos em questão podem liberar poros, canais e/ou tubos de reservatório entupidos e/ou reduzir a pressão capilar - um fator importante que controla a distribuição de fluido em uma rocha reservatório. A pressão capilar é observada na presença de dois fluidos imiscíveis em contato um com o outro em tubos semelhantes a capilares. Os pequenos poros em uma rocha reservatório são semelhantes aos tubos capilares e geralmente contêm duas fases de fluido imiscíveis em contato uma com a outra. O desbloqueio dos poros obstruídos e a redução da pressão capilar permitem a melhoria da produção de petróleo em poços esgotados e, ainda, permitindo que poços inoperáveis voltem à operação normal.

[000162]Em modalidades preferidas, os processos compreendem a aplicação de um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes a uma formação contendo petróleo. Ainda mais preferencialmente, os processos compreendem a introdução de uma composição EOR multifuncional de acordo com a presente invenção na formação.

[000163]Conforme usado neste documento, "aplicar" uma composição ou produto se refere a contatá-lo com um alvo ou local de modo que a composição ou produto possa ter um efeito naquele alvo ou local. O efeito pode ser devido, por exemplo, à ação de um tensoativo, quelante, solvente e/ou uma combinação sinérgica dos mesmos. Por exemplo, as composições podem ser injetadas em poços de petróleo e/ou tubulações, tubos, revestimento, anéis, bombas e tanques associados a formações contendo petróleo, poços de petróleo, produção de petróleo, transmissão de petróleo e transporte de petróleo.

[000164]Em uma modalidade exemplar, os processos compreendem o bombeamento, por exemplo, de 100 a 1.000 galões de mais da composição para dentro e para fora de um poço de petróleo. As taxas de injeção podem ser determinadas por uma operação de poço de petróleo especializada, embora, como um exemplo, uma taxa de injeção de 1 a 20 galões por minuto, ou 1 a 20 barris por minuto possa ser usada em algumas modalidades. Em modalidades preferidas, nenhum tempo de fechamento é necessário.

[000165]A aplicação da composição EOR multifuncional pode ser realizada durante as operações de perfuração (por exemplo, durante a perfuração, durante a manobra para dentro ou para fora do furo, durante a circulação da lama, durante o revestimento, durante o posicionamento de um revestimento de produção e/ou durante a cimentação, etc.). A aplicação também pode ocorrer como um tratamento de produção, por exemplo, introduzindo a composição em um poço de petróleo após a produção de petróleo estar em andamento e/ou após um declínio na taxa de produção de petróleo da formação ter ocorrido.

[000166]Em algumas modalidades, a composição pode ser introduzida na formação por meio de perfurações no revestimento. A composição pode ser forçada para a formação circundante por pressão aplicada ou, se a composição for permitida a endurecer no fundo do revestimento, a composição pode se infiltrar na formação sem pressão adicional. A composição permeia a formação, melhorando a taxa de recuperação de petróleo por uma série de mecanismos, como, por exemplo, dissolver bloqueios de contaminantes nas gargantas dos poros da formação.

[000167]A composição pode ser introduzida por meio de bombas de injeção em poços de gás ou petróleo offshore para reduzir contaminantes em revestimentos de poços e linhas de transmissão. Além dos problemas associados aos poços de petróleo terrestres, as linhas e conteúdos entre o fundo do oceano e a plataforma associada aos poços offshore são resfriados pelo oceano ou água do mar, aumentando assim a taxa de cristalização e deposição de incrustação, parafina e asfalteno. Para tratar as linhas, de 1 a 500 galões até 1000 barris, 10.000 barris, ou mais, podem ser introduzidos, por exemplo, da composição.

[000168]O tratamento em questão pode ser eficaz em uma variedade de diferentes formações geológicas. Por exemplo, a invenção em questão pode ser útil em formações tão profundas quanto cerca de 7.000 pés ou mais profundas, e tão rasas quanto cerca de 1.500 pés ou mais rasas. Além disso, a invenção pode ser útil em formações com uma faixa de porosidade e/ou permeabilidade, por exemplo, de cerca de 0,1% a cerca de 20% ou mais. A invenção também pode ser útil em formações com uma ampla faixa de temperaturas, pH e salinidade.

[000169]Em uma modalidade, os processos também podem ser usados para melhorar a qualidade do petróleo bruto recuperado de uma formação. A melhoria da qualidade do petróleo bruto pode ser alcançada através, por exemplo, do sequestro e/ou remoção de metais pesados, como níquel e/ou vanádio, presentes no petróleo; redução e/ou prevenção de aglomerados de asfalteno no petróleo; e redução da acidez do petróleo e outros fluidos de formação.

[000170]Em certas modalidades, os processos também podem ser usados para manutenção de equipamentos, por exemplo, tubos, tubulações, brocas, bombas, revestimentos, tanques, hastes, poços e outras estruturas e equipamentos envolvidos na produção e processamento de petróleo e/ou gás. Em algumas modalidades, a composição pode ser aplicada diretamente ao equipamento. Por exemplo, antes de colocar hastes e revestimentos em poços de gás e/ou petróleo, essas peças podem ser pulverizadas ou embebidas na composição. As peças podem ser mergulhadas em tanques cheios com a composição para evitar corrosão sob o depósito e acúmulo de contaminantes.

[000171]Qualquer equipamento ou componente de produção, processamento, transporte, armazenamento e/ou refino de petróleo pode ser tratado e mantido com uma composição da presente invenção. Vantajosamente, a invenção em questão pode ser aplicada a equipamentos envolvidos em todas as fases da cadeia de operações, incluindo exploração e produção (E&P) (por exemplo, furos de poços onshore e offshore, linhas de fluxo e tanques), midstream (por exemplo, oleodutos, petroleiros, transporte, tanques de armazenamento) e em refinarias (por exemplo, trocadores de calor, fornos, torres de destilação, formadores de coque, hidrocraqueadores).

[000172]Em uma modalidade, a manutenção do equipamento é alcançada através da prevenção, remoção e/ou dispersão de depósitos contaminantes que se formam no equipamento. Existem muitos tipos de contaminantes associados aos equipamentos de produção de petróleo, como incrustações, óleos, parafinas, asfaltos/asfaltenos, resinas, enxofre, subprodutos do alcatrão, biofilmes e outros materiais viscosos. A composição da presente invenção pode ser usada para remover qualquer um ou mais dos contaminantes associados à recuperação, transmissão e processamento de petróleo. Em certas modalidades específicas, o contaminante é incrustação.

[000173]Em uma modalidade, a presente invenção pode ser usada para prevenir a ocorrência de precipitação e/ou deposição de contaminantes. Assim, a presente invenção permite atrasar ou remover completamente a necessidade de manutenção preventiva relacionada à remoção de precipitados e depósitos, bem como a necessidade de substituição ou reparo de peças de equipamentos.

[000174]Em uma modalidade, um processo de limpeza e manutenção de um poço funcionando, incluindo a formação circundante, inclui as etapas de derramar ou injetar a composição no lado do revestimento (linhas traseiras) de um poço e permitir que ela se misture com o fluido que já está no poço. Quando fluido suficiente está presente, a composição pode então opcionalmente ser circulada por, por exemplo, uma bomba durante 24 a 72 horas, preferencialmente 48 a 72 horas. Antes de circular, a composição pode ser deixada a secar por 8 a 24 horas, por exemplo. O tempo de pega, o tempo de circulação e a dosagem dependem da quantidade de incrustação e/ou outro contaminante previsto para estar presente, bem como da profundidade e tamanho do poço. Uma dosagem inicial básica pode ser, mas não está limitada a, 20 galões de composição e para manter uma estrutura clara, pelo menos cerca de 5 galões de composição por poço em uma base periódica, por exemplo, quinzenal, mensal, bimestral.

[000175]A composição em questão pode ainda ser aplicada para dissolver e dispersar o acúmulo de contaminantes em, por exemplo, tanques de armazenamento e transporte, tanques, navios, caminhões, dutos e linhas de fluxo, sem a necessidade de soluções de limpeza mecânica ou solventes tóxicos. Processos de limpeza de tanques são fornecidos, os quais podem ser eficazes para dispersar o acúmulo de contaminantes em questão de dias, por exemplo, menos de uma semana.

[000176]Em uma modalidade, processos de limpeza de um tanque de armazenamento ou transporte são fornecidos, em que ar ou metano é injetado sob pressão em um tanque. Isso pode ser precedido por ou seguido por injeção da composição de desincrustação em questão. A água residual é bombeada para uma estação de tratamento após o tratamento com a composição em questão. De preferência, o ar ou metano é injetado no tanque para permitir aproximadamente 10 minutos de turbulência.

[000177]Vantajosamente, em algumas modalidades, os tratamentos em questão podem liberar poros, canais e/ou tubos obstruídos, permitindo a melhoria da produção de petróleo a partir de poços esgotados e, além disso, permitindo até mesmo poços inoperáveis retomar a operação normal. Além disso, por meio de uma variedade de mecanismos, os tratamentos em questão podem estimular poços, melhorar a qualidade do petróleo bruto e ajudar na manutenção dos equipamentos de produção e processamento de petróleo.

Claims (38)

REIVINDICAÇÕES EMENDADAS

1. Composição para melhorar a recuperação de petróleo de uma formação contendo petróleo, a composição caracterizada pelo fato de compreender um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ou mais tensoativos são produzidos por micro-organismos.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que um ou mais tensoativos são biotensoativos selecionados de glicolipídios, lipídios de celobiose, lipopeptídeos, compostos de éster de ácido graxo, flavolipídios, fosfolipídios, biopolímeros de alto peso molecular, lipoproteínas, complexos de lipopolissacarídeo-proteína e/ou complexos de polissacarídeo-proteína-ácido graxo.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que um ou mais tensoativos são compostos de éster de ácido graxo com a seguinte fórmula química: em que Z = O R1 = hidrocarboneto C6-C22 saturado ou insaturado, ou um epóxido ou ciclopropano do mesmo Y1 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1

Y2 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 R2 = hidrocarboneto C1-C10 saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que os compostos de éster de ácido graxo compreendem ésteres etílicos de ácidos graxos oleicos e/ou ésteres metílicos de ácidos graxos oleicos.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que um ou mais tensoativos são compostos de éter de ácido graxo com a seguinte fórmula química: em que R1 = hidrocarboneto C6-C22 saturado ou insaturado, ou um epóxido ou ciclopropano do mesmo Y1 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 Y2 = H, hidrocarboneto C1-C5 ou hidroxila em qualquer posição ao longo de R1 R2 = hidrocarboneto C1-C10 saturado ou insaturado, ramificado ou não ramificado.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ou mais agentes quelantes são selecionados de ácido dimercaptosuccínico (DMSA), ácido 2,3-dimercaptopropanossulfônico (DMPS), ácido alfalipoico (ALA), tiamina tetrahidrofurfuril dissulfeto (TTFD), penicilamina, ácido etilenodiaminotetra-acético (EDTA), acetato de sódio, citrato de sódio e ácido cítrico.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que os agentes quelantes compreendem uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um ou mais solventes são selecionados de álcoois, líquidos iônicos e/ou semi-iônicos e hidróxido de amônio.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que os álcoois são selecionados de etanol, butanol, propanol e/ou álcool isopropílico.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de compreender álcool isopropílico.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o hidróxido de amônio serve como solvente e como ajustador de pH.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que possui um pH de 6 a 8.

14. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um sal de amônio selecionado de fosfato de monoamônio, fosfato de amônio, fosfato de diamônio e cloreto de amônio.

15. Composição, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de compreender fosfato de monoamônio.

16. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente água e/ou fluidos de salmoura.

17. Composição para melhorar a recuperação de petróleo de um poço de petróleo, a composição caracterizada pelo fato de compreender água, um ou mais tensoativos, álcool isopropílico, hidróxido de amônio, e uma mistura de EDTA, citrato de sódio e ácido cítrico.

18. Composição, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente fosfato de monoamônio.

19. Composição, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de possuir um pH de 6 a 8.

20. Processo para melhorar a recuperação de petróleo de uma formação contendo petróleo, o processo caracterizado pelo fato de compreender introduzir uma composição compreendendo um ou mais tensoativos, um ou mais agentes quelantes e um ou mais solventes na formação.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que um ou mais tensoativos são biotensoativos e/ou compostos de ácidos graxos.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que um ou mais agentes quelantes compreendem EDTA, citrato de sódio e/ou ácido cítrico.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que um ou mais solventes compreendem álcool isopropílico.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que um ou mais solventes compreendem hidróxido de amônio.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente aplicar fosfato de monoamônio ao poço e/ou equipamento.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o fluxo de petróleo da formação é estimulado.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que depósitos de incrustações e/ou de parafina que obstruíram as gargantas dos poros da rocha na formação são dissolvidos e/ou dispersos.

28. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a aglomeração de asfalteno em petróleo é evitada e/ou reduzida e/ou a deposição de asfalteno nas superfícies do equipamento associada à formação é evitada e/ou reduzida.

29. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a mobilidade do petróleo é aumentada durante a recuperação.

30. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a molhabilidade da rocha de formação é aumentada.

31. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que, além de melhorar a recuperação de petróleo, o processo melhora a qualidade do petróleo recuperado.

32. Processo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a qualidade do petróleo é melhorada por sequestro e/ou remoção de metais pesados presentes no petróleo.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a qualidade do petróleo é melhorada pela redução e/ou prevenção de aglomerados de asfalteno no petróleo.

34. Processo, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que a qualidade do petróleo é melhorada pela redução da acidez do petróleo.

35. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a composição é aplicada diretamente ao equipamento associado à produção, processamento, transporte, armazenamento e/ou refino de petróleo, e em que o processo é útil para manter o referido equipamento.

36. Processo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o equipamento compreende tubos, tubulações, brocas, bombas, revestimentos, tanques, hastes e furos de sondagem.

37. Processo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a manutenção do equipamento é alcançada através da prevenção, remoção e/ou dispersão de depósitos contaminantes de incrustações, parafinas e asfaltenos que se formam no equipamento.

38. Processo, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a prevenção da corrosão sob o depósito é alcançada.