BR112021010209A2

BR112021010209A2 - mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem, métodos de tratamento de um fluido de poço, e de tratamento de um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás

Info

Publication number: BR112021010209A2
Application number: BR112021010209-4A
Authority: BR
Inventors: Deepak S. Monteiro; Qiang LAN; Loan Vo; Philippe Prince
Original assignee: Multi-Chem Group, Llc.
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-08-17
Also published as: NO20210814A1; US11760916B2; FR3092330B1; GB2593841A; GB202108934D0; AR117339A1; US20220106518A1; AU2019427771B2; BR112021010209A8; WO2020159519A1; GB2593841B; FR3092330A1; AU2019427771A1

Abstract

MISTURA DE INIBIDOR DE HIDRATO DE BAIXA DOSAGEM, MÉTODOS DE TRATAMENTO DE UM FLUIDO DE POÇO, E DE TRATAMENTO DE UM FLUIDO DE POÇO ASSOCIADO A UM SISTEMA DE PRODUÇÃO DE POÇO DE ÓLEO E GÁS. Uma mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem que compreende um tensoativo catiônico e um co-tensoativo. O tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural: em que: R1 é um grupo alquila ou grupo alquenila tendo de 5 a 22 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e X- é selecionado a partir do grupo de um carboxilato, um acrilato, um metacrilato, um haleto, um fosfonato, um sulfato, um sulfonato, um hidróxido, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos; e O co-tensoativo está presente na mistura do inibidor em uma quantidade não superior a cerca de 10 por cento em peso com base no peso total da mistura.

Description

1 / 20 MISTURA DE INIBIDOR DE HIDRATO DE BAIXA DOSAGEM, MÉTODOS DE TRATAMENTO DE UM FLUIDO DE POÇO, E DE

TRATAMENTO DE UM FLUIDO DE POÇO ASSOCIADO A UM SISTEMA DE PRODUÇÃO DE POÇO DE ÓLEO E GÁS FUNDAMENTOS

[001] Esta divulgação se refere à produção, armazenamento e transporte de gás natural e outros fluidos de hidrocarboneto.

[002] Um problema que pode ser encontrado em conjunto com a produção, armazenamento e transporte de gás natural e outros tipos de fluidos de hidrocarboneto é a formação de hidratos de gás a partir dos fluidos. A formação de hidrato de gás pode inibir a capacidade do gás natural e outros fluidos de hidrocarboneto de fluir através de condutos associados à produção dos fluidos de poços de óleo e gás, bem como o armazenamento e / ou transporte subsequente dos fluidos. Por exemplo, as condições termodinâmicas que favorecem a formação de hidratos são frequentemente encontradas em ambientes de água condensada e tubulações de gás natural. A formação de hidrato de gás também pode ser um problema significativo em conjunto com poços offshore.

[003] Os hidratos de gás se enquadram em uma classe de compostos químicos conhecidos como clatratos. Um clatrato é um composto caracterizado por uma rede aberta rígida na qual as moléculas de um composto são fisicamente aprisionadas, sem ligação química, dentro da estrutura cristalina de outro. No caso de um hidrato de gás, uma molécula de água cristalina atua como a molécula hospedeira, que forma uma "gaiola" em torno de uma molécula de hidrocarboneto menor, como o metano, produzindo cristais de gás e água semelhantes a gelo. Exemplos de gases formadores de hidratos típicos incluem nitrogênio, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio e hidrocarbonetos leves, como metano, propano, butano e heptano. Os hidratos de gás se formam em altas pressões e baixas temperaturas, onde

2 / 20 gás e água estão presentes.

[004] Uma vez formados, os hidratos gasosos tendem a se aglomerar e aderir uns aos outros, resultando em grandes cristais semelhantes a gelo. Esses cristais podem se formar e aderir às superfícies internas de condutos, como tubulações. Por exemplo, os hidratos de gás podem bloquear tubulação de poço, coleta e outras linhas de fluxo, condutos de separadores, bombas, compressores e outros equipamentos, tubulações (incluindo tubulações de retirada e tubulações de transmissão) e outros condutos de hidrocarbonetos. Além de impedir o fluxo, os hidratos de gás podem danificar equipamentos como válvulas e instrumentação.

[005] Ambientes de água condensada são frequentemente associados a poços offshore e outros tipos de poços de óleo e gás. Por exemplo, a água condensada pode ser condensada do gás produzido em tubos e equipamentos de produção. A inibição de hidratos em ambientes de água condensada é particularmente desafiadora devido à falta de solutos na água condensada que, quando presentes, muitas vezes auxiliam na redução do subrresfriamento.

[006] Poços e linhas de transmissão offshore geralmente operam em condições de temperatura e pressão que favorecem a formação de hidratos de gás natural. Os hidratos de gás natural tendem a se formar em temperaturas relativamente baixas e altas pressões. Por exemplo, o hidrato de gás metano é estável no fundo do mar em profundidades de água abaixo de cerca de 500 metros.

[007] Vários métodos têm sido empregados para inibir e controlar a formação de hidrato de gás. Por exemplo, uma abordagem tradicional envolve o uso de inibidores de hidratos termodinâmicos, como metanol e etilenoglicol para mudar as condições (por exemplo, a temperatura e pressão) nas quais os hidratos são estáveis, causando assim a decomposição dos hidratos existentes e evitando a formação de novos hidratos. Se um inibidor de hidrato termodinâmico suficiente for injetado, os hidratos não se formarão no sistema.

3 / 20 No entanto, injetar inibidor termodinâmico suficiente nos locais necessários pode ser um problema.

[008] Em ambientes de água condensada, o problema de formação de hidrato de gás é tipicamente abordado usando uma dosagem mais alta de antiaglomerantes, em comparação, por exemplo, com a quantidade de antiaglomerantes usados em ambientes de água com sólidos dissolvidos totais mais elevados. No entanto, uma concentração mais alta de antiaglomerante pode resultar em maiores gastos de capital e despesas operacionais, particularmente em conjunto com poços offshore.

[009] Como uma alternativa aos inibidores de hidratos tradicionais, foram desenvolvidos inibidores de hidratos de baixa dosagem (LDHIs). Exemplos de LDHIs incluem inibidores de hidratos cinéticos e antiaglomerantes. Os inibidores de hidrato cinético operam atrasando a nucleação e / ou crescimento do hidrato por um período de tempo conhecido como tempo de indução. Os antiaglomerantes permitem que os hidratos se formem, mas funcionam para manter as partículas de hidrato relativamente pequenas, fazendo com que as partículas permaneçam dispersas no fluido de hidrocarboneto. As quantidades de inibidores de hidrato cinético e antiaglomerantes necessárias para serem eficazes são significativamente menores do que a quantidade de inibidores de hidrato termodinâmico, por exemplo, tipicamente necessária.

[0010] Tanto os inibidores de hidratos tradicionais quanto os LDHIs são adicionados ao sistema de produção, por exemplo, um furo de poço ou uma tubulação. O tipo e a concentração ideais de inibidores de hidrato de gás são normalmente determinados usando metodologias de aparato de célula de balanço, que são realizadas em ambientes de laboratório.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] A presente divulgação pode ser entendida mais facilmente por referência a esta descrição detalhada, bem como aos exemplos aqui incluídos.

4 / 20 Além disso, inúmeros detalhes específicos são apresentados de modo a proporcionar um entendimento minucioso dos exemplos descritos neste documento. Entretanto, será compreendido pelos versados na técnica que os exemplos descritos neste documento podem ser praticados sem estes detalhes específicos. Em outros casos, os métodos, procedimentos e componentes não foram descritos em detalhes de modo a não obscurecer a característica relevante relacionada sendo descrita. Além disso, a descrição não será considerada como limitante do escopo dos exemplos descritos neste documento.

[0012] Conforme usado aqui e nas reivindicações anexas, os seguintes termos e frases têm as definições correspondentes estabelecidas a seguir.

[0013] Um "poço" significa um furo de poço que se estende para o solo, qualquer formação subterrânea penetrada pelo furo de poço e todos os equipamentos e condutos associados ao poço, incluindo equipamentos de armazenamento e tubulações.

[0014] Um "fluido de poço" significa qualquer fluido que está associado a um poço, equipamento de armazenamento de hidrocarboneto e / ou tubulação de transporte de hidrocarboneto.

[0015] O termo “água condensada” significa água que se condensou de uma fase de vapor para uma fase líquida.

[0016] A menos que especificado de outra forma, o termo "alquila", usado sozinho ou em combinação, significa um hidrocarboneto saturado linear ou ramificado primário, secundário ou terciário, incluindo, mas não se limitando a grupos metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, t-butila e sec-butila. O grupo "alquila" pode ser opcionalmente substituído quando possível por qualquer fração, incluindo, mas não se limitando a halo, haloalquila, hidroxila, carboxila, acila, arila, acilóxi, amino, amido, derivado de carboxila, alquilamino, dialquilamino, fosfonoalquilamino, arilamino, alcóxi, arilóxi, nitro, ciano, ácido sulfônico, tiol, imina, sulfonila, sulfanila,

5 / 20 sulfinila, sulfamonila, éster, ácido carboxílico, amida, fosfonila, fosfinila, fosforila, fosfina, tioéster, tioéter, haleto de acila, anidrido, oxima, hidrazina, carbamato, ácido fosfônico, fosfonato ou qualquer outra fração desejada que de outra forma não interfira com a atividade ou reatividade específica do composto global conforme estabelecido na presente divulgação, ou iniba a atividade ou função desejada do composto global em associação com esta divulgação, seja desprotegida ou protegida conforme necessário, conforme conhecido pelos versados na técnica.

[0017] A menos que especificado de outra forma, o termo "alquenila", conforme usado sozinho ou em combinação, significa um alquila cíclico ou não cíclico tendo uma ou mais ligações carbono-carbono insaturadas. O grupo "alquenila" pode ser opcionalmente substituído quando possível por qualquer fração, incluindo, mas não se limitando a halo, haloalquila, hidroxila, carboxila, acila, arila, acilóxi, alila, amino, amido, derivado de carboxila, alquilamino, dialquilamino, fosfonoalquilamino, arilamino, alcóxi, arilóxi, nitro, ciano, ácido sulfônico, tiol, imina, sulfonila, sulfanila, sulfinila, sulfamonila, éster, ácido carboxílico, amida, fosfonila, fosfinila, fosforila, fosfina, tioéster, tioéter, halogeneto de acila, anidrido, oxima, hidrazina, carbamato, ácido fosfônico, fosfonato ou qualquer outra fração desejada que não interfira de outra forma com a atividade ou reatividade específica do composto global, conforme estabelecido na presente divulgação, ou iniba a atividade ou função desejada do composto global em associação com esta divulgação, seja desprotegida ou protegida conforme necessário, como conhecido pelos versados na técnica.

[0018] A menos que especificado de outra forma, o termo "alquinila", conforme usado sozinho ou em combinação, significa um alquila cíclico ou não cíclico tendo uma ou mais ligações triplas carbono-carbono, incluindo, mas não se limitando a etinila e propinila. O grupo "alquila" pode ser opcionalmente substituído quando possível por qualquer fração, incluindo,

6 / 20 mas não se limitando a halo, haloalquila, hidroxila, carboxila, acila, arila, acilóxi, amino, amido, derivado de carboxila, alquilamino, dialquilamino, fosfonoalquilamino, arilamino, alcóxi, arilóxi, nitro, ciano, ácido sulfônico, tiol, imina, sulfonila, sulfanila, sulfinila, sulfamonila, éster, ácido carboxílico, amida, fosfonila, fosfinila, fosforila, fosfina, propargila, tioéster, tioéter, haleto de acila, anidrido, oxima, hidrazina, carbamato, ácido fosfônico, fosfonato ou qualquer outra fração desejada que de outra forma não interfira com a atividade ou reatividade específica do composto global conforme estabelecido na presente divulgação, ou iniba a atividade ou função desejada do composto global em associação com esta divulgação, seja desprotegida ou protegida conforme necessário, conforme conhecido pelos versados na técnica.

[0019] A menos que especificado de outra forma, o termo "arila", conforme usado sozinho ou em combinação, significa um sistema aromático contendo um, dois ou três anéis aromáticos e / ou heteroaromáticos em que tais anéis podem ser ligados juntos de uma maneira pendente ou podem, alternativamente, ser fundidos. O grupo "arila" pode ser opcionalmente substituído quando possível por qualquer fração, incluindo, mas não se limitando a alquila, alquenila, alquinila, alila, benzoila, benzila, heteroarila, heterocíclico, carbociclo, alcóxi, oxo, arilóxi, arilalcóxi, cicloalquila, tetrazolila, heteroarilóxi; heteroaril alcóxi, carboidrato, aminoácido, ésteres de aminoácido, amidas de aminoácido, alditol, halogênio, haloalquiltio, haloalcóxi, haloalquila, hidroxila, carboxila, acila, acilóxi, amino, aminoalquila, aminoacila, amido, alquilamino, dialquilamino, arilamino, propargila, nitro, ciano, tiol, imida, ácido sulfônico, sulfato, sulfonato, sulfonila, alquilsulfonila, aminossulfonila, alquilsulfonilamino, haloalquilsulfonila, sulfanila, sulfinila, sulfamoila, éster carboxílico, ácido carboxílico, amida, fosfonila, fosfinietila, tiorioesterila, tioesterila, hidrazina, carbamato, ácido fosfônico, fosfato, fosfonato, fosfinato, sulfonamido,

7 / 20 carboxamido, ácido hidroxâmico, sulfonilimida ou qualquer outra porção desejada que não interfira de outra forma com a atividade ou reatividade específica do composto global, conforme estabelecido na presente divulgação, ou inibir a atividade ou função desejada do composto global em associação com esta divulgação, seja desprotegido ou protegido conforme necessário, conforme sabido pelos versados na técnica. Além disso, grupos adjacentes em um anel "arila" podem se combinar para formar um anel carbocíclico, arila, heteroarila ou heterocíclico de 5 a 7 membros saturado ou parcialmente insaturado, que por sua vez pode ser substituído.

[0020] A menos que especificado de outra forma, o termo "acila", como usado sozinho ou em combinação, significa um grupo da fórmula "-C (O)R'," em que R' é um grupo alquila, alquenila, alila, alquinila, arila, aralquila, ou propargila.

[0021] Os termos e fórmulas "carbóxi", "COOH" e "C(O) OH" são usados indistintamente na presente divulgação.

[0022] Uma "polieteramina" significa um composto que inclui pelo menos um grupo amino ligado a uma extremidade de uma cadeia principal de poliéter.

[0023] O termo "amino", tal como aqui utilizado, sozinho ou em combinação, significa um grupo da fórmula NR'R", em que R' e R" são independentemente selecionados a partir de um grupo que consiste em uma ligação, hidrogênio, alquila, arila, alcarila, aralquila, alquenila, alila, alquinila e propargila, em que alquila, arila, alcarila, aralquil alquenila, alila, alquinila e propargila podem ser opcionalmente substituídos, quando possível, conforme definido acima.

[0024] Um componente que "compreende" ou "inclui" um ou mais compostos especificados significa que o componente inclui o(s) composto(s) especificado(s) sozinho(s) ou inclui o(s) composto(s) especificado(s) juntamente com um ou mais compostos adicionais.

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[0025] Um componente que “consiste em” um ou mais compostos especificados significa que o componente inclui apenas o(s) composto(s) especificado(s).

[0026] Um componente que "consiste essencialmente em" um ou mais compostos especificados significa que o componente consiste no(s) composto(s) especificado(s) sozinho(s), ou consiste no(s) composto(s) especificado(s) junto com um ou mais compostos adicionais que não afetam materialmente as propriedades básicas do componente.

[0027] Sempre que uma faixa for divulgada neste documento, a faixa inclui independente e separadamente cada membro da faixa que se estende entre quaisquer dois números enumerados dentro da faixa. Além disso, os números mais baixo e mais alto de qualquer faixa devem ser entendidos como incluídos dentro da faixa estabelecida. Adicionalmente, sempre que o termo "C (faixa de alquila)" for utilizado, o termo inclui independentemente cada membro dessa classe como se fosse específica e separadamente estabelecido.

[0028] De acordo com a presente divulgação, uma mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem e um método de tratamento de um fluido de poço são fornecidos. Como estabelecido anteriormente, um "poço" significa um furo de poço que se estende para o solo, qualquer formação subterrânea penetrada pelo furo de poço e todos os equipamentos e condutos associados ao poço, incluindo equipamentos de armazenamento e tubulações. Por exemplo, o poço pode ser um poço de óleo, um poço de gás natural, um poço de água ou qualquer combinação dos mesmos. Um "fluido de poço" significa qualquer fluido que está associado a um poço, equipamento de armazenamento de hidrocarboneto e / ou tubulação de transporte de hidrocarboneto. Por exemplo, o fluido de poço pode ser um fluido de hidrocarboneto, como gás natural ou óleo, água ou qualquer outro tipo de fluido que entrou ou entrará em contato com gás natural, óleo ou outro tipo de fluido de hidrocarboneto.

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[0029] A mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem aqui divulgada compreende: um tensoativo catiônico, em que o tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural (1), mostrada a seguir: (1) em que: R1 é um grupo alquila ou grupo alquenila tendo de5 a 22 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e X- é selecionado a partir do grupo de um carboxilato, um acrilato, um metacrilato, um haleto, um fosfonato, um sulfato, um sulfonato, um hidróxido, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos; e um co-tensoativo, em que o co-tensoativo está presente na mistura de inibidor em uma quantidade não superior a cerca de 10 por cento em peso com base no peso total da mistura.

[0030] Por exemplo, R1 de fórmula (1) pode ser um grupo alquila tendo de 5 a 22 átomos de carbono. Por exemplo, R1 de fórmula (1) pode ser um grupo alquila tendo de 11 a 17 átomos de carbono. Por exemplo, R2 e R3 de fórmula (1) podem ser grupos alquila tendo de 1 a 4 átomos de carbono. Por exemplo, R4 de fórmula (1) pode ser um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono. Por exemplo, X- de fórmula (1) pode ser selecionado a partir do grupo de um sulfonato, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos.

[0031] Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode estar presente na mistura de inibidor em uma quantidade na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso com base no peso total da mistura de inibidor. Por exemplo, o co-tensoativo pode estar presente na mistura de

10 / 20 inibidor em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso com base no peso total da mistura de inibidor. Por exemplo, o co-tensoativo pode estar presente na mistura de inibidor em uma quantidade na faixa de cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso com base no peso total da mistura de inibidor.

[0032] Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode incluir pelo menos uma polieteramina. Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode incluir uma mistura de duas ou mais polieteraminas. Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode consistir essencialmente em pelo menos uma polieteramina. Por exemplo, o co- tensoativo da mistura de inibidor pode consistir essencialmente em uma mistura de duas ou mais polieteraminas. Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode consistir em pelo menos uma polieteramina. Por exemplo, o co-tensoativo da mistura de inibidor pode consistir em uma mistura de duas ou mais polieteraminas.

[0033] Como estabelecido anteriormente, uma "polieteramina" é um composto que inclui pelo menos um grupo amino ligado a uma extremidade de uma cadeia principal de poliéter. Por exemplo, o grupo amino da(s) polieteramina(s) pode ser um grupo amino primário. Por exemplo, o grupo amino da(s) polieteramina(s) pode ser um grupo amino secundário. Por exemplo, a cadeia principal de poliéter da(s) polieteramina(s) pode ser baseada em óxido de propileno, óxido de etileno ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, a cadeia principal de poliéter da(s) polieteramina(s) pode ser baseada em óxido de propileno. Por exemplo, a cadeia principal de poliéter da(s) polieteramina(s) pode ser baseada em óxido de etileno.

[0034] Por exemplo, a(s) polieteramina(s) podem ser selecionadas a partir do grupo de compostos que incluem uma ou mais monoaminas primárias ou secundárias, diaminas ou triaminas ligadas a uma ou ambas as extremidades de uma cadeia principal de poliéter e qualquer combinação de

11 / 20 tais compostos. Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser um composto que inclui uma diamina primária ligada a uma extremidade de uma cadeia principal de poliéter que é baseada em óxido de propileno ou óxido de etileno.

[0035] Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser selecionada(s) do grupo de uma polioxipropileno diamina, uma 3,6- dioxaoctametilenodiamina e misturas das mesmas. Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser uma polioxipropileno diamina. Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser uma 3,6-dioxaoctametilenodiamina. Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser uma mistura de uma polioxipropileno diamina e uma 3,6-dioxaoctametilenodiamina, em que a polioxipropileno diamina está presente na mistura em uma quantidade superior a 50% em peso com base no peso total da mistura. Por exemplo, a(s) polieteramina(s) pode(m) ser uma mistura de uma polioxipropileno diamina e uma 3,6-dioxaoctametilenodiamina, em que a polioxipropileno diamina está presente na mistura em uma quantidade superior a 75% em peso com base no peso total da mistura. Exemplos de polieteraminas adequadas para uso como ou como parte do co-tensoativo da mistura de inibidor são comercializados pela Huntsman em associação com a marca comercial JEFFAMINE®.

[0036] A mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem pode opcionalmente incluir também outros componentes. Os exemplos incluem inibidores de corrosão e solventes. Por exemplo, os solventes adequados incluem metanol, etanol, etilenoglicol, hexano, xileno, tolueno e combinações dos mesmos.

[0037] O método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento compreende combinar uma mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem com o fluido de poço. A mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem é a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem aqui divulgada e descrita acima. A mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem atenua os problemas causados por hidratos de gás no fluido de poço. A mistura de

12 / 20 inibidor de hidrato de baixa dosagem não inibe necessariamente a formação de hidrato no fluido de poço, mas evita a aglomeração de pequenos aglomerados de hidratos em grandes tampões.

[0038] Por exemplo, o fluido de poço pode incluir um fluido produzido a partir de um poço. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir um hidrocarboneto ou um fluido que tem ou entrará em contato com um hidrocarboneto.

[0039] Por exemplo, o fluido de poço pode incluir um hidrocarboneto. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir gás natural. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir óleo.

[0040] Por exemplo, o poço pode incluir um fluido que tem ou entrará em contato com um hidrocarboneto. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir água que tem ou entrará em contato com um hidrocarboneto.

[0041] Por exemplo, o fluido de poço pode ser uma mistura de um hidrocarboneto e água. A água pode vir de várias fontes. Por exemplo, a água pode ser água doce ou salgada. Exemplos de água contendo sal incluem água salgada, salmoura (por exemplo, água salgada saturada ou água produzida), água do mar, água salobra, água produzida (por exemplo, água produzida a partir de uma formação subterrânea), água de formação, água de refluxo tratada e qualquer combinação das mesmas. Por exemplo, a água salgada pode ter na faixa de cerca de 10.000 ppm a cerca de 150.000 ppm de sólidos dissolvidos totais (TDS). Por exemplo, a água salgada pode ter na faixa de cerca de 50.000 ppm a cerca de 100.000 ppm de sólidos dissolvidos totais (TDS).

[0042] Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água na faixa de cerca de 1% a cerca de 99%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 5%. Por exemplo, o fluido de poço

13 / 20 pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 10%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 15%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 20%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 25%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água superior a cerca de 30%. Por exemplo, o fluido de poço pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, em que a mistura tem um corte de água menor ou igual a cerca de 35%.

[0043] Por exemplo, o fluido de poço tratado pelo método pode incluir uma mistura de um hidrocarboneto e água, em que a água inclui água condensada. Por exemplo, a água condensada pode ter na faixa de cerca de 0 ppm a cerca de 25.000 ppm de sólidos dissolvidos totais (TDS). Por exemplo, a água condensada pode estar presente no fluido de poço em uma quantidade na faixa de cerca de 1% em volume a cerca de 50% em volume por cento em peso, com base no volume total do fluido de poço.

[0044] Por exemplo, a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem pode ser combinada com o fluido de poço injetando a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem em um poço no qual o fluido de poço está presente através da cabeça de poço do poço. Por exemplo, a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem pode ser injetada em um poço através da cabeça de poço do poço através de uma linha umbilical ou capilar que se estende através da cabeça de poço para dentro do poço.

[0045] Por exemplo, o método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento pode ser usado para tratar um fluido de poço

14 / 20 associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás. Por exemplo, o método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento pode ser usado para tratar um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás que opera a altas pressões e baixas temperaturas. Por exemplo, o método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento pode ser usado para tratar um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás offshore. Por exemplo, o método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento pode ser usado para tratar um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás offshore que opera a altas pressões e baixas temperaturas. Por exemplo, o método de tratamento de um fluido de poço divulgado neste documento pode ser usado para tratar um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás offshore que inclui um ambiente de água condensada.

[0046] Como mostrado pelos exemplos abaixo, o tensoativo catiônico e co-tensoativo da mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem divulgada neste documento tem um efeito benéfico, inesperado e sinérgico sobre a capacidade da mistura de inibidor de mitigar problemas causados pela formação de hidratos de gás em um fluido de poço. Essa sinergia é particularmente eficaz em conjunto com poços offshore e condutos e tubulações relacionadas, e em associação com ambientes de água condensada. Mesmo que a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem divulgada neste documento caia na classe de produtos referida como inibidores de hidrato de baixa dosagem e, portanto, referida como a mesma, ela não inibe necessariamente a formação de hidrato no fluido de poço. No entanto, a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem divulgada neste documento evita a aglomeração de pequenos aglomerados de hidratos em grandes tampões e, assim, mitiga problemas causados por hidratos de gás em fluidos de poço.

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[0047] Por exemplo, a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem aqui divulgada tende a ser estável em altas temperaturas. Ela tem uma tendência baixa para formar emulsões e, portanto, resulta em uma qualidade de água relativamente limpa. A mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem pode ser usada em uma quantidade significativamente menor do que a quantidade necessária quando o tensoativo catiônico ou co- tensoativo é usado sozinho, ou em comparação com a quantidade necessária de inibidores de hidrato de baixa dosagem usados até agora. Isso economiza despesas de capital e custos operacionais, e é mais acessível ao meio ambiente.

[0048] Por exemplo, a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem aqui divulgada resolve um problema de logística em conjunto com operações offshore. Ela é ecologicamente correta, pois pode ser usada em menor quantidade e tem baixa tendência a formar emulsões em água.

[0049] Os produtos químicos, compostos, aditivos, agentes e fluidos exemplificativos ("componentes exemplificativos") divulgados neste documento podem afetar direta ou indiretamente um ou mais componentes ou equipamentos associados à preparação, entrega, recaptura, reciclagem, reutilização e / ou descarte dos componentes exemplificativos divulgados. Por exemplo, os fluidos exemplificativos divulgados podem afetar direta ou indiretamente um ou mais componentes ou equipamentos associados a um poço, equipamentos de armazenamento de hidrocarbonetos e equipamentos de transporte de hidrocarbonetos, incluindo, mas não se limitando a, quaisquer embarcações de transporte, condutos, tubulações, caminhões, tubulares e / ou tubos usados para mover fluidamente os componentes exemplificativos de um local para outro, quaisquer bombas, compressores ou motores usados para conduzir os fluidos exemplificativos em movimento, quaisquer válvulas ou juntas relacionadas usadas para regular a pressão ou vazão dos fluidos exemplificativos e quaisquer sensores (isto é, de pressão e temperatura),

16 / 20 medidores e / ou combinações dos mesmos e semelhantes.

EXEMPLOS

[0050] Os exemplos a seguir ilustram modalidades específicas consistentes com a presente divulgação, mas não limitam o escopo da divulgação ou das reivindicações anexas. Concentrações e porcentagens estão em peso, a menos que indicado de outra forma. Exemplo 1 Experimentos de Célula de Balanço

[0051] Um aparelho de teste de célula de balanço foi usado para testar a mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem aqui divulgada. O tensoativo catiônico da mistura de inibidor testado é mostrado pela fórmula (1) acima, em que R1 é uma mistura de grupos alquila e alquenila tendo 5 a 17 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo 4 átomos de carbono, R4 é um grupo alquila tendo 1 átomo de carbono e X- é sulfonato. O co- tensoativo da mistura do inibidor foi uma mistura de polieteraminas, especificamente uma mistura de uma polioxipropileno diamina e uma 3,6- dioxaoctametilenodiamina.

[0052] Os experimentos foram realizados a uma massa constante após o período inicial de saturação. Um experimento de massa constante requer um volume fixo de gás para pressurizar a célula e realizar o teste. Não há fornecimento adicional de gás durante o teste.

[0053] Os ensaios foram realizados nas seguintes condições: (a) uma pressão inicial de 2.800 psig; (b) uma temperatura inicial de 20 °C; (c) uma temperatura final de 4 °C; (d) uma taxa de balanço de 15 ciclos / min; (e) um ângulo de balanço de 25°; (f) cortes de água (WC) de 15%; (g) um período de resfriamento de 20 °C a 4 °C durante 1

17 / 20 hora; (h) uso de água condensada; e (i) uso de uma simulação de fechar / reiniciar.

[0054] O óleo foi pré-condicionado por aquecimento e agitação a 70 °C durante 1 hora. Quantidades adequadas de óleo, água e inibidor foram injetadas nas células. Depois disso, as células foram pressurizadas à pressão designada com gás Green Canyon, um formador de hidrato comum do Golfo do México Tipo II. A composição do gás Green Canyon usada para este estudo é fornecida na Tabela 1 a seguir. Tabela 1: Composição do gás Green Canyon Composição % em Mol N2 0,39 nC1 87,26 nC2 7,57 nC3 3,10 iC4 0,49 nC4 0,79 iC5 0,20 nC5 0,20

[0055] Durante a fase inicial de cada teste, as células foram balançadas, no ângulo e taxa prescritos por um período de 2 horas, a fim de emulsionar suficientemente os fluidos e saturar a fase líquida com gás de modo que nenhum outro gás fosse consumido pela fase líquida. Depois disso, as válvulas de entrada de gás foram fechadas e a temperatura foi então reduzida, de 20 °C para 4 °C, ao longo de um período de 1 hora.

[0056] Após atingir a temperatura designada, o balanço continuou por cerca de 18 horas. A partir daí, o motor foi pré-programado para parar por 6 horas, com as células na horizontal para simular o desligamento do sistema. O período de desligamento durou pelo menos 6 horas, variando apenas para que o reinício crítico pudesse ser visualmente observado. As observações foram feitas ao longo dos testes. No entanto, atenção especial foi dada à formação de hidratos, incluindo durante o período antes do fechamento e da reinicialização.

[0057] O desempenho de cada inibidor de hidrato de baixa dosagem

18 / 20 testado foi classificado como "aprovado" ou "reprovado" com base na observação visual e nos dados do sensor. Quando os bloqueios de hidrato impediram o movimento da bola, os sensores indicaram isso e a célula foi classificada como uma "falha". Se uma célula passasse visualmente, era confirmado que os sensores não mostravam nenhuma obstrução ou impedimento ao movimento da bola antes que uma pontuação de aprovação fosse dada. Uma pontuação de aprovação indicou que o inibidor de hidrato de dosagem baixa seria eficaz na prevenção da aglomeração de hidrato no campo. Os resultados são apresentados na Tabela 2, a seguir. Tabela 2: Dosagem Mínima Eficaz (MED) para o antiaglomerante com base no teste de células de balanço a 15% WC Óleo Tensoativo catiônico PEA Mistura superior Condensado Mission 8% de DR Reprovado - 5% de DR 3% de DR Óleo Médio Sabine 13 4% de DR Reprovado - 5% de DR 1% de DR Condensado Longhorn 8% de DR -- 5% de DR MC 773A Dark 10% de DR -- 8% de DR

[0058] Os resultados apresentados na Tabela 2 demonstram a dosagem mínima eficaz para cada antiaglomerado testado. O teste foi conduzido com diferentes óleos em um corte de água de 15% (WC) em água condensada.

[0059] Com base nos resultados, foi determinado que o tensoativo catiônico por si só exigia um mínimo de 8 por cento em volume de taxa de dose (DR) para ser eficaz no condensado MIssion, um mínimo de 4 por cento em volume DR para ser eficaz no Óleo médio Sabine 13, um mínimo de 8 por cento em volume de DR para ser eficaz no Condensado Longhorn e um mínimo de 10 por cento em volume de DR para ser eficaz no óleo MC 773A Dark. Quando dosado no Condensado Mission e no Óleo Médio Sabine 13, a polieteramina (PEA) não apresentou desempenho antiaglomerado.

[0060] Os resultados indicam que em todos os três óleos testados, a mistura de inibidor divulgada neste documento é eficaz na prevenção da aglomeração de hidratos em uma taxa de dosagem muito menor em comparação com o tensoativo catiônico por si só. Isto verifica claramente que

19 / 20 uma redução significativa na dosagem eficaz mínima (MED) pode ser obtida usando a mistura de inibidor aqui divulgada. Exemplo 2 Corte Máximo de Água Tratada (MTWC)

[0061] Em outra série de estudos, o MTWC (Corte Máximo de Água Tratada) foi avaliado na mistura de inibidor de baixa dosagem aqui divulgada. Os resultados estão sumarizados na Tabela 3 a seguir. Tabela 3: MTWC para o antiaglomerante com base no teste de células de balanço Tensoativo catiônico Óleo PEA Mistura superior Condensado Mission 15% de WC, 15% de WC, falha - 5% de 35% de WC, 8% de DR DR 8% de DR Óleo Médio Sabine 13 15% de WC, 15% de WC, falha - 5% de 25% de WC, 4% de DR DR 4% de DR MC 773A Dark 15% de WC, -- 20% de WC, 10% de DR 10% de DR

[0062] Os resultados indicam que na mesma taxa de dose que o tensoativo catiônico de linha de base, a mistura de inibidor de baixa dosagem aqui divulgada é eficaz em um corte de água substancialmente mais alto.

[0063] Portanto, a presente mistura e método de inibidor de hidrato de baixa dosagem são bem adaptados para atingir as finalidades e vantagens mencionadas, bem como as que são inerentes às mesmas. Os exemplos particulares revelados anteriormente são apenas ilustrativos, uma vez que o aparelho pode ser modificado e praticado de maneiras diferentes, mas equivalentes, evidentes para os versados na técnica, tendo o benefício dos ensinamentos do presente documento. Além disso, nenhuma limitação é pretendida para os detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser como descrito nas reivindicações a seguir. Portanto, é evidente que os exemplos ilustrativos particulares divulgados anteriormente podem ser alterados ou modificados e que todas essas variações estão consideradas dentro do escopo e do espírito do presente processo e sistema. Embora o presente aparelho e seus componentes possam ser descritos em termos de "compreendendo", "contendo", "tendo" ou "incluindo" várias etapas

20 / 20 ou componentes, o aparelho também pode, em alguns exemplos, "consistir essencialmente em" ou "consistem em” as várias etapas e componentes.

Também, os termos nas reivindicações têm seu significado simples comum, a menos que explícita e claramente definido de outra forma pelo titular da patente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem, caracterizada pelo fato de que compreende: um tensoativo catiônico, em que o dito tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural: em que: R1 é um grupo alquila ou grupo alquenila tendo de 5 a 22 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e X- é selecionado a partir do grupo de um carboxilato, um acrilato, um metacrilato, um haleto, um fosfonato, um sulfato, um sulfonato, um hidróxido, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos; e um co-tensoativo, em que o dito co-tensoativo está presente na mistura de inibidor em uma quantidade não superior a cerca de 10 por cento em peso com base no peso total da dita mistura.

2. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural (1), mostrada a seguir: (1) em que: R1 é um grupo alquila tendo de 11 a 17 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 4 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono, e X- é selecionado do grupo de um sulfonato, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos.

3. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito co-tensoativo está presente na mistura de inibidor em uma quantidade na faixa de cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso total do mistura de inibidores.

4. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito co-tensoativo inclui pelo menos uma polieteramina.

5. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito co-tensoativo consiste essencialmente em uma mistura de duas ou mais polieteraminas.

6. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o grupo amino da(s) dita(s) polieteramina(s) é um grupo amino primário.

7. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a cadeia principal de poliéter da(s) dita(s) polieteramina(s) pode ser baseada em óxido de propileno, óxido de etileno ou uma combinação dos mesmos.

8. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a(s) dita(s) polieteramina(s) são selecionadas do grupo de compostos que incluem uma ou mais monoaminas primárias ou secundárias, diaminas ou triaminas ligadas a uma ou ambas as extremidades de uma cadeia principal de poliéter, e qualquer combinação de tais compostos.

9. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a(s) polieteramina(s) é (são) um composto que inclui uma diamina primária ligada a uma extremidade de uma cadeia principal de poliéter que é baseada em óxido de propileno ou óxido de etileno.

10. Mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a(s) dita(s) polieteramina(s) são selecionadas do grupo de uma polioxipropileno diamina, uma 3,6-dioxaoctametilenodiamina e misturas das mesmas.

11. Método de tratamento de um fluido de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: combinar uma mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem com o fluido de poço, a dita mistura de inibidor de baixa dosagem incluindo: um tensoativo catiônico, em que o dito tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural: em que: R1 é um grupo alquila ou grupo alquenila tendo de 5 a 22 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e X- é selecionado a partir do grupo de um carboxilato, um acrilato, um metacrilato, um haleto, um fosfonato, um sulfato, um sulfonato, um hidróxido, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos; e um co-tensoativo, em que o dito co-tensoativo está presente na mistura de inibidor em uma quantidade não superior a cerca de 10 por cento em peso com base no peso total da dita mistura.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito co-tensoativo inclui pelo menos uma polieteramina.

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço inclui um fluido produzido a partir de um poço.

14. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço inclui um hidrocarboneto ou um fluido que tem ou entrará em contato com um hidrocarboneto.

15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço inclui gás natural.

16. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço inclui uma mistura de um hidrocarboneto líquido e água, e em que a dita mistura tem um corte de água superior a cerca de 5%.

17. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço inclui uma mistura de um hidrocarboneto e água, e em que a dita água inclui água condensada.

18. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o fluido de poço está associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás.

19. Método de tratamento de um fluido de poço associado a um sistema de produção de poço de óleo e gás, caracterizado pelo fato de que compreende: combinar uma mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem com o fluido de poço, a dita mistura de inibidor de baixa dosagem incluindo: um tensoativo catiônico, em que o dito tensoativo catiônico tem a fórmula estrutural: em que: R1 é um grupo alquila ou grupo alquenila tendo de 5 a 22 átomos de carbono, R2 e R3 são grupos alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, R4 é um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e X- é selecionado a partir do grupo de um carboxilato,

um acrilato, um metacrilato, um haleto, um fosfonato, um sulfato, um sulfonato, um hidróxido, um carbonato ou qualquer combinação dos mesmos; e um co-tensoativo, em que o dito co-tensoativo está presente na mistura de inibidor em uma quantidade não superior a cerca de 10 por cento em peso com base no peso total da dita mistura, e inclui pelo menos uma polieteramina.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a dita mistura de inibidor de hidrato de baixa dosagem é combinada com o fluido de poço usando equipamento de mistura.