BRPI0605005B1 - COMPOSITION AND PROCESS FOR DISSOLUTION OF ALKALINE SULPTATE INCRUSTATIONS IN SURFACE, SUB-SURFACE AND PETROLEUM FORMATION EQUIPMENT - Google Patents
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Abstract
composição e processo para a dissolução de incrustações de sulfatos alcalinos em equipamentos de superfície, sub-superfície e na formação petrolífera. e descrita uma composição incrustações de sulfatos alcalinos em superfície e na formação petrolífera, água e uma proporção molar de 1:1 até 1:2,5 de um ácido carboxílico ou seu sal de potássio e uréia, a ph entre 8 e 14, a composição sendo utilizada a temperaturas entre 50 e 100<198>c, por um período de tempo necessário para efetuar dissolução das incrustações. os ácidos poliaminocarboxílicos preferidos são dtpa (ácido dietileno triamino pentaacético) ou seu sal de potássio dtpa (ácido etileno diamino tetraacético). é também descrito o processo para dissolução de incrustações de sulfatos alcalinos utilizando a composição da invenção.composition and process for the dissolution of alkaline sulfate scale in surface, subsurface and oil formation equipment. and a composition of alkaline sulfate encrustations on surface and oil formation, water and a 1: 1 to 1: 2.5 molar ratio of a carboxylic acid or its potassium and urea salt at a pH between 8 and 14, composition being used at temperatures between 50 and 100 ° C for a period of time necessary to effect scale dissolution. Preferred polyaminocarboxylic acids are dtpa (diethylene triamino pentaacetic acid) or its potassium salt dtpa (ethylene diamino tetraacetic acid). Also described is the process for dissolving alkaline sulfate scale using the composition of the invention.
Description
(54) Título: COMPOSIÇÃO E PROCESSO PARA A DISSOLUÇÃO DE INCRUSTAÇÕES DE SULFATOS ALCALINOS EM EQUIPAMENTOS DE SUPERFÍCIE, SUB-SUPERFÍCIE E NA FORMAÇÃO PETROLÍFERA (51) Int.CI.: C09K 8/528; C09K 8/72; C09K 8/52; E21B 43/28 (73) Titular(es): PETROLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS (72) Inventor(es): MARIA CARMEN MOREIRA BEZERRA; FRANCISCA FERREIRA DO ROSÁRIO; ROSILENE TROYACK GOULART • · · • · · • · · • · ·(54) Title: COMPOSITION AND PROCESS FOR THE DISSOLUTION OF ALKALINE SULPHATES INCRUSTATIONS IN SURFACE, SUB-SURFACE EQUIPMENT AND IN PETROLEUM FORMATION (51) Int.CI .: C09K 8/528; C09K 8/72; C09K 8/52; E21B 43/28 (73) Holder (s): PETROLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS (72) Inventor (s): MARIA CARMEN MOREIRA BEZERRA; FRANCISCA FERREIRA DO ROSÁRIO; ROSILENE TROYACK GOULART • · · · · · · · · · · ·
COMPOSIÇÃO E PROCESSO PARA A DISSOLUÇÃO DE INCRUSTAÇÕES DE SULFATOS ALCALINOS EM EQUIPAMENTOS DE — ~ SUPERFÍCIE, SUB-SUPERFÍCIE E NA FORMAÇÃO PETROLÍFERACOMPOSITION AND PROCESS FOR THE DISSOLUTION OF ALKALINE SULPHATE INCRUSTATIONS IN - ~ SURFACE, SUB-SURFACE AND PETROLEUM FORMATION EQUIPMENT
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION
A presente invenção pertence ao campo dos processos químicos e suas respectivas composições para a dissolução de incrustações de sulfatos alcalinos que se formam no processo de produção de petróleo, como resultado da incompatibilidade química entre a água do mar, contendo aita concentração de sulfato, injetada na formação petrolífera para a manutenção da pressão, e a água da formação ou água conata ou água do aqüífero contendo bário, estrôncio e/ou cálcio.The present invention belongs to the field of chemical processes and their respective compositions for the dissolution of incrustations of alkaline sulphates that are formed in the oil production process, as a result of the chemical incompatibility between sea water, containing the same concentration of sulphate, injected into the oil formation for maintaining pressure, and the formation water or conate water or aquifer water containing barium, strontium and / or calcium.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Incrustações de sulfato de bário, de estrôncio e de cálcio se formam no processo de produção de petróleo como resultado da incompatibilidade química entre a água do mar, contendo alta concentração de sulfato, injetada na formação petrolífera para a manutenção da pressão e_a água da formação ou água conata ou água do aqüífero contendo bário, estrôncio e ou cálcio. Além das incrustações resultantes da mistura das águas da formação e da água do mar podem também se formar incrustações à base de sulfato no processo de produção de condensado e de gás como conseqüência da concentração destes sais na fase aquosa.Incrustations of barium, strontium and calcium sulfate are formed in the oil production process as a result of the chemical incompatibility between sea water, containing a high concentration of sulfate, injected into the oil formation to maintain pressure in the formation water or conata water or aquifer water containing barium, strontium and or calcium. In addition to the incrustations resulting from the mixture of formation waters and sea water, sulfate-based incrustations may also form in the condensate and gas production process as a consequence of the concentration of these salts in the aqueous phase.
Essas incrustações podem causar obstruções em válvulas, equipamentos, colunas e linhas de produção, telas de contenção de areia, gravei pack e na formação próxima aos poços produtores e aos injetores ______25 no caso de re-injeção de água produzida. Aformação destas incrustações nos equipamentos compromete o seu funcionamento, provocando parada para a limpeza dos mesmos.These incrustations can cause obstructions in valves, equipment, columns and production lines, sand retaining screens, embossed pack and in the formation close to the producing wells and the ______25 injectors in the case of re-injection of produced water. The formation of these incrustations in the equipment compromises its operation, causing a stop for cleaning them.
As incrustações impedem a adequada transferência de calor, interferem com o fluxo de fluido, facilitam os processos corrosivos, e abrigam bactérias.Inlays prevent proper heat transfer, interfere with fluid flow, facilitate corrosive processes, and harbor bacteria.
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As incrustações podem ocorrer em diferentes lugares, incluindo coluna de produção, canhoneados de poço, na área próxima ao poço,Inlays can occur in different places, including the production column, cannons from the well, in the area close to the well,
------------linhas, medidores, válvulas _e_em_o_utto_s equipamentos de produção como gravei pack e telas de contenção de areia em poços horizontais.------------ lines, gauges, valves _e_em_o_utto_s production equipment such as engraved pack and sand retaining screens in horizontal wells.
A remoção química de incrustações de sulfato de bário e de estrôncio é considerada tarefa difícil e muitas vezes impossível devido à baixa solubilidade das mesmas nos solventes usuais exigindo a aplicação de métodos mais agressivos como os baseados na remoção mecânica.The chemical removal of barium and strontium sulfate incrustations is considered a difficult and often impossible task due to their low solubility in the usual solvents requiring the application of more aggressive methods such as those based on mechanical removal.
A patente U.S. 5.049.297 ensina que incrustações de sulfato de bário são removidas de tubulações de instalações petrolíferas com uma composição que compreende uma solução aquosa alcalina com pH entre 8 e 14, de preferência 11 a 13, de um ácido poliaminopolicarboxílico, de preferência EDTA ou DTPA e um catalisador ou sinérgico que compreende ânions tiosulfato ou nitriloacetato.US patent 5,049,297 teaches that barium sulphate encrustations are removed from pipelines in oil installations with a composition comprising an aqueous alkaline solution with a pH between 8 and 14, preferably 11 to 13, of a polyamine polycarboxylic acid, preferably EDTA or DTPA and a catalyst or synergist that comprises thiosulfate or nitriloacetate anions.
A patente US 5.146.988 ensina um método para a remoção de incrustação de sulfato de cálcio de um poço que compreendejnisturar dióxido de carbono e água em uma locação no interior do poço para formar uma solução ácida contendo uma mistura em equilíbrio de ácido carbônico, e íons bicarbonato e carbonato que devem converter a incrustação de sulfato de cálcio em incrustação de carbonato de cálcio e subseqüente dissolução in situ da incrustação de carbonato de cálcio na solução ácida que flui na formação em torno do poço.US patent 5,146,988 teaches a method for removing calcium sulfate scale from a well that comprises mixing carbon dioxide and water in a location inside the well to form an acid solution containing a balanced mixture of carbonic acid, and bicarbonate and carbonate ions that must convert the calcium sulfate scale into calcium carbonate scale and subsequent dissolution in situ of the calcium carbonate scale in the acid solution that flows in the formation around the well.
A patente US 5.200.117 ensina que incrustações de metais alcalino terrosos, especialmente de sulfato de bário, são removidas de tubulações em instalações de petróleo e outros dutos com uma composição removedora de incrustação que compreende uma solução aquosa alcalina com pH entre 8 a 14, de preferência 11 a 13, de um ácido poliaminopolicarboxílico, de preferência EDTA ou DTPA e um catalisador ou sinérgico que compreende um ácido monocarboxílico, de preferência um ácido acético substituído como o ácido mercaptoacético, hidroxiacéticoUS patent 5,200,117 teaches that alkaline earth metal fouling, especially barium sulphate, is removed from pipelines in oil and other pipelines with a fouling remover that comprises an aqueous alkaline solution with a pH between 8 to 14, preferably 11 to 13, of a polyamine polycarboxylic acid, preferably EDTA or DTPA and a catalyst or synergist comprising a monocarboxylic acid, preferably a substituted acetic acid such as mercaptoacetic acid, hydroxyacetic
3/13 • · ··· • · · · · ······ . · · · · ······ • · · ou aminoacético ou um ácido aromático como o ácido saiicílico.3/13 • · ··· • · · · · ······. · · · · ······ • · · · or aminoacetic or an aromatic acid such as saicylic acid.
A patente US 5.282.995 ensina um método e composição paraUS patent 5,282,995 teaches a method and composition for
------ remover depósitos-de incrustações- de sulfato de_ bário_e estrôncio. A composição compreende uma solução aquosa com pH entre 8 e 14, um quelante de EDTA ou DTPA, e um catalisador ou composto sínérgico. Os quelantes preferidos são ácido dietileno triamino pentaacético (DTPA) ou etileno diamino tetraacético (EDTA) ou os sais alcalinos dos mesmos. Ânions de ácidos orgânicos e inorgânicos constituem o catalisador. Catalisadores úteis incluem os ânions fluoreto, oxalato, persulfato, ditionato, hipoclorito e formato. A concentração de catalisador é entre 0,01 M até 0,5M. A solução aquosa contendo a composição pode ser dirigida para o interior de um poço para remover incrustação de sulfato de bário que está incrustada no equipamento tubular e outras passagens. Antes de ser dirigida para o poço, a composição é aquecida a uma temperatura de cerca de 25°C até cerca de 100°C. Uma vez no interior — das-tubulações e passagens querequerem tratamento, a composição é feita permanecer lá durante cerca de dez minutos até cerca de 7 horas. Após permanecer em contato com o equipamento pelo tempo desejado, a composição contendo a incrustação dissolvida é produzida para a superfície. Este procedimento pode ser repetido tão seguidamente quanto necessário para remover incrustações do equipamento.------ remove deposits-of scale- from barium sulfate and strontium. The composition comprises an aqueous solution with a pH between 8 and 14, an EDTA or DTPA chelator, and a catalyst or synergistic compound. Preferred chelators are diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) or ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) or the alkaline salts thereof. Anions of organic and inorganic acids constitute the catalyst. Useful catalysts include fluoride, oxalate, persulfate, dithionate, hypochlorite and formate anions. The catalyst concentration is between 0.01 M to 0.5 M. The aqueous solution containing the composition can be directed into a well to remove barium sulfate scale that is embedded in the tubular equipment and other passages. Before being directed to the well, the composition is heated to a temperature of about 25 ° C to about 100 ° C. Once inside the pipes and passages that require treatment, the composition is kept there for about ten minutes until about 7 hours. After remaining in contact with the equipment for the desired time, the composition containing the dissolved encrustation is produced for the surface. This procedure can be repeated as often as necessary to remove scale from the equipment.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
De um modo amplo, a invenção trata de um processo e composição associada, para a dissolução de incrustações de sulfatos alcalinos em equipamentos de superfície, sub-superfície e na formação petrolífera, o processo compreendendo coiocar em contato no interior do equipamento de superfície, sub-superfície ou na formação petrolífera, a temperatura entre 50°C e 100°C, por um período de tempo necessário para a dissolução da incrustação de sulfato alcalino, uma composição que compreende uma solução aquosa a pH entre 8 e 14, de preferência entreBroadly speaking, the invention deals with a process and associated composition, for the dissolution of alkaline sulphate incrustations in surface, sub-surface and oil formation equipment, the process comprising contacting inside the surface equipment, sub -surface or in oil formation, at a temperature between 50 ° C and 100 ° C, for a period of time necessary for the dissolution of the alkaline sulphate scale, a composition comprising an aqueous solution at a pH between 8 and 14, preferably between
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4/13 • ♦ · • ♦ ·· • · · • · ♦ · • · • · · • · ·· • · · • · · « • * e 13, do ácido ácido dietileno triamino pentaacético (DTPA) ou seu sai de potássio e uréia como catalisador, na proporção molar de DTPA.uréia desde 1:1 até 1:2,50, a dissolução em presença de uréia sendo mais rápida do que somente em presença de DTPA.4/13 • ♦ · • ♦ ·· • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · «• * and 13, of diethyl acid triamine pentaacetic acid (DTPA) or its leaves of potassium and urea as a catalyst, in the molar ratio of DTPA. urea from 1: 1 to 1: 2.50, dissolving in the presence of urea being faster than only in the presence of DTPA.
Deste modo, a invenção provê um processo para a dissolução de incrustações de sulfatos de metais alcalinos à base de um ácido como DTPA e um catalisador de uréia, onde a decomposição da uréia libera dióxido de carbono que acelera a decomposição do material incrustante.In this way, the invention provides a process for the dissolution of alkali metal sulphate incrustations based on an acid such as DTPA and a urea catalyst, where the urea decomposition releases carbon dioxide which accelerates the decomposition of the fouling material.
A invenção provê também uma composição à base de DTPA e uréia que colocada em contato com a incrustação promove a dissolução da mesma de modo mais rápido do que o faria sem a presença de uréia. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSThe invention also provides a composition based on DTPA and urea which, placed in contact with the encrustation, promotes its dissolution faster than it would without the presence of urea. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
A FIGURA 1 anexa é um gráfico que ilustra a concentração dos sulfatos obtida conforme o estado da técnica que utiliza uma solução aquosa contendo 0,5M de DTPA. A curva 1 mostra o efeito da solução de DTPA sobre uma incrustação limpa de óleo enquanto a curva 2 mostra o efeito da sólução dê DTPA em uma incrustação de onde não foi retirado o óleo que cobria a mesma.The attached FIGURE 1 is a graph illustrating the concentration of sulfates obtained according to the state of the art using an aqueous solution containing 0.5M DTPA. Curve 1 shows the effect of the DTPA solution on a clean oil scale while curve 2 shows the effect of the DTPA solution on a scale from which the oil that covered it was not removed.
A FIGURA 2 anexa é um gráfico que ilustra a porcentagem de 20 decomposição dos sulfatos para uma composição da invenção que utiliza 0,5M de DTPA e 0,5M de uréia (razão molar DTPA:uréia 1:1). A curva 1 mostra o efeito da dita composição utilizada sobre uma incrustação iimpa de óleo enquanto a curva 2 mostra o efeito da dita composição utilizada em uma incrustação de onde não foi retirado o óleo que cobria a mesma. 25 A FIGURA 3 anexa é um gráfico que ilustra a porcentagem de ___decomposição dos sulfatos para uma composição da invenção que utilizaThe attached FIGURE 2 is a graph illustrating the percentage of decomposition of sulfates for a composition of the invention that uses 0.5M DTPA and 0.5M urea (molar ratio DTPA: urea 1: 1). Curve 1 shows the effect of said composition used on a clean oil scale while curve 2 shows the effect of said composition used on a scale where the oil that covered it was not removed. 25 The attached FIGURE 3 is a graph illustrating the percentage of ___ sulfate decomposition for a composition of the invention that uses
0,5M de DTPA e 1,0M de uréia (razão molar DTPA:uréia 1:2). A curva 1 mostra o efeito da dita composição utilizada sobre uma incrustação limpa de óleo enquanto a curva 2 mostra o efeito da dita composição utilizada em uma incrustação de onde não foi retirado o óleo que cobria a mesma.0.5M DTPA and 1.0M urea (molar ratio DTPA: urea 1: 2). Curve 1 shows the effect of said composition used on a clean oil encrustation while curve 2 shows the effect of said composition used on an encrustation from which the oil that covered it was not removed.
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DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Sob um aspecto, a invenção trata de uma composição sob forma de “ solução aquosa a pH entre 8 e 14, dita solução contendo um ácido poliaminocarboxílico como DTPA e uréia em razão molar entre 1:1 até 5 1:2,5 de ácido para uréia, a solução sendo utilizada a temperaturas entre e 100°C para a dissolução das incrustações de sulfatos alcalinos em equipamentos de superfície, sub-superfície e na formação petrolífera.In one aspect, the invention deals with a composition in the form of an "aqueous solution at a pH between 8 and 14, said solution containing a polyamine carboxylic acid such as DTPA and urea in molar ratio between 1: 1 to 5 1: 2.5 of acid for urea, the solution being used at temperatures between and 100 ° C for the dissolution of alkali sulphate incrustations in surface, sub-surface and oil formation equipment.
Sob um outro aspecto, a presente invenção trata de um processo para a dissolução de incrustações de sulfatos alcalinos em equipamentos de superfície, sub-superfície e na formação petrolífera, o processo compreendendo colocar em contato no interior do equipamento de superfície, sub-superfície ou na formação petrolífera, a temperatura entre 50°C e 100°C, por um período de tempo necessário para a dissolução da íncrustação de sulfato alcalino, a composição que compreende uma solução aquosa a pH entre 8 e 14, de preferência entre 11 e 13, de um ácido poliaminocarboxílico como o ácido dietileno triamino pentaacético (DTPA) ou seu sal de potássio e uréia como catalisador, na proporção molar de DTPA: uréia desde 1:1 até 1:2,5, a dissolução em presença de uréia sendo mais rápida do que somente em presença de DTPA.In another aspect, the present invention deals with a process for the dissolution of alkaline sulphate incrustations in surface, sub-surface and petroleum formation equipment, the process comprising bringing into contact inside the surface, sub-surface or in oil formation, the temperature between 50 ° C and 100 ° C, for a period of time necessary for the dissolution of the alkaline sulfate encrustation, the composition comprising an aqueous solution at a pH between 8 and 14, preferably between 11 and 13 , of a polyamine carboxylic acid such as diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) or its potassium salt and urea as a catalyst, in the molar ratio of DTPA: urea from 1: 1 to 1: 2.5, dissolution in the presence of urea being more faster than only in the presence of DTPA.
A água utilizada na confecção da solução de ácido poliaminocarboxílico e uréia é uma água industrial que apresenta baixa concentração de cálcio, bário e estrôncio podendo ter até 20 mg/L de cálcio e valores abaixo de 0,5 mg/L de bário e de estrôncio.The water used in making the polyamine carboxylic acid and urea solution is an industrial water that has a low concentration of calcium, barium and strontium and can have up to 20 mg / L of calcium and values below 0.5 mg / L of barium and strontium. .
O ácido poliamino carboxílico ou seu sal de potássio preferido na _25_ prátiçadajnvençãqé o ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA). O sal de sódio também pode ser utilizado. Também útil, é onàcidõ-èfilenõ diamino tetraacético (EDTA). O ácido poliamino carboxílico ou seu sal de potássio é associado a um catalisador ou composto sinérgico para facilitar a dissolução da íncrustação de sulfato alcalino. Alternativamente o sal de potássio do ácido poliamino carboxílico é obtido por síntese.Polyamino carboxylic acid or its preferred potassium salt in the pre-treated diet is diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA). The sodium salt can also be used. Also useful, it is onacid - diafilino tetraacetic (EDTA). Polyamino carboxylic acid or its potassium salt is associated with a catalyst or synergistic compound to facilitate the dissolution of the alkaline sulfate encrustation. Alternatively, the potassium salt of polyamine carboxylic acid is obtained by synthesis.
6/13 «· ··» p · · • ·* · • · · · * • * · ·· · * . ««···· • ···»»· ··· · · * ·»· » · ··* • · · · · * «« ······ « · · · · · «♦·····* • · · *6/13 «· ··» p · · • · * · • · · · * • * · ·· · *. «« ···· • ··· »» · ··· · · * · »· · ··· * • · · · *« «· ······« · · · · · ♦ · ···· * • · · *
A uréia utilizada na composição é de grau comercial, solúvel em água, com um ponto de fusão de 132,7°C. O produto tem a fórmula química 1MH2CONH2, podendo -ser <x>nsiderado_uma_ amida_ do Jcido carbâmico (NH2COOH) ou uma diamida do ácido carbônico (HOCOOH).The urea used in the composition is commercial grade, soluble in water, with a melting point of 132.7 ° C. The product has the chemical formula 1MH 2 CONH 2 , and can be <x> considered as an amide of the carbonic acid (NH 2 COOH) or a carbonic acid diamide (HOCOOH).
Tanto na solução aquosa de DTPA sozinho (solução do estado da técnica, utilizada como controie) quanto nas composições da invenção contendo DTPA e uréia, os componentes são dissolvidos em água. /Both in the aqueous solution of DTPA alone (state of the art solution, used as a control) and in the compositions of the invention containing DTPA and urea, the components are dissolved in water. /
Sulfatos alcalinos que são suscetíveis de serem dissolvidos através do processo de contato da composição da invenção a temperaturas entreAlkaline sulphates that are liable to be dissolved by contacting the composition of the invention at temperatures between
50°C e 100°C são os sulfatos de bário, estrôncio e/ou cálcio.50 ° C and 100 ° C are barium, strontium and / or calcium sulphates.
Uma temperatura típica de dissolução dos sulfatos é entre 80°C eA typical sulfate dissolution temperature is between 80 ° C and
90°C.90 ° C.
O pH entre 8 e 14, de preferência entre 11 e 13, é obtido por adição de KOH ao meio.The pH between 8 and 14, preferably between 11 and 13, is obtained by adding KOH to the medium.
A solução de ácido poliamino carboxílico e uréia é preparada dissolvendo em água, sob agitação, a proporção de uréia e adicionar, sempre sob agitação, a proporção desejada do sal de potássio do ácido etileno triamino carboxílico (DTPA). O tempo de contato da solução aquosa de ácido poliaminocarboxílico com a incrustação a ser tratada está entre 2 e 28 horas. De um modo geral verifica-se que DTPA é mais eficiente na dissolução de sulfato de bário do que EDTA.The solution of polyamino carboxylic acid and urea is prepared by dissolving the proportion of urea in water, with stirring, and adding, always with stirring, the desired proportion of the potassium salt of ethylene triamine carboxylic acid (DTPA). The contact time of the aqueous polyamine carboxylic acid solution with the scale to be treated is between 2 and 28 hours. In general, DTPA is found to be more efficient at dissolving barium sulfate than EDTA.
O tratamento da amostra que se deseja solubilizar com a solução desincrustantè da invenção é efetuado conforme o procedimento descrito a seguir. Para fins de comparação, o mesmo procedimento é efetuado _ para uma amostra tratada somente com DTPA.The treatment of the sample to be solubilized with the descaling solution of the invention is carried out according to the procedure described below. For comparison purposes, the same procedure is performed _ for a sample treated only with DTPA.
A amostra de resíduo ou incrustação é coletada da forma-rnãisT ~ homogênea possível.The sample of residue or encrustation is collected from the medium - ~ rnãisT homogeneous as possible.
A amostra é submetida a dissolução em presença de DTPA sozinho ou em presença da composição da invenção de duas formas: limpa de óleo ou sem ser limpa.The sample is subjected to dissolution in the presence of DTPA alone or in the presence of the composition of the invention in two ways: clean of oil or without being cleaned.
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Para a realização do teste de dissolução da incrustação com a amostra de resíduo limpo é efetuada limpeza da mesma com auxilio de solvente” orgânico aromático -como-tolueno-ou _xiieno_ a temperatura ambiente até que a amostra se apresente isenta de óleo.In order to carry out the fouling dissolution test with the clean residue sample, cleaning is carried out with the aid of an aromatic organic solvent -like toluene-or _xiiene_ at room temperature until the sample is oil-free.
Quando esta condição é atingida, a amostra é seca em estufa a 6065°C por4-5horas.When this condition is reached, the sample is oven dried at 6065 ° C for 4-5 hours.
O teste de dissolução tanto para a amostra limpa de óleo como a amostra recoberta de óleo compreende as seguintes etapas:The dissolution test for both the clean oil sample and the oil coated sample comprises the following steps:
a) homogeneizar a massa de amostra por maceração;a) homogenize the sample mass by maceration;
b) para cada tempo de contato da amostra com a solução desincrustante, pesar a amostra assim homogeneizada em frascos de plástico, e adicionar aos ditos frascos a solução desincrustante préaquecida na temperatura do teste;b) for each contact time of the sample with the descaling solution, weigh the sample so homogenized in plastic bottles, and add to the said bottles the descaling solution preheated to the test temperature;
c) agitar a mistura de amostra e solução desincrustante e levar a uma estufa à temperatura determinada para o teste;c) stir the sample and descaling solution mixture and take it to an oven at the temperature determined for the test;
d) após o tempo determinado de_ reação para cada frasco, este é retirado da estufa, agitado e uma alíquota de 5 ml é coletada com auxilio de seringa;d) after the determined reaction time for each bottle, it is removed from the oven, shaken and a 5 ml aliquot is collected with the aid of a syringe;
e) filtrar o conteúdo da seringa sobre filtro millex 0,45 micra, 20 recolhendo o filtrado em tubo de plástico;e) filter the syringe contents over a 0.45 micron millex filter, 20 collecting the filtrate in a plastic tube;
f) quando a solução filtrada estiver à temperatura ambiente, retirar alíquota conhecida com pipeta automática, transferindo para outro frasco plástico, diluir com água Mille-Q. ef) when the filtered solution is at room temperature, remove the known aliquot with an automatic pipette, transferring it to another plastic bottle, diluting with Mille-Q water. and
g) realizar a determinação do metal em espectrofotometria por ICP- 25- -OES- (plasma).______ _________g) perform the determination of the metal in spectrophotometry by ICP-25- -OES- (plasma) .______ _________
Sem estar ligada a nenhuma teoria em particular, a^Requerente acredita que a maior velocidade de dissolução da incrustação de sulfato de bário em presença da composição aqui descrita e reivindicada pode ser atribuída ao maior contato superficial promovido pela liberação do dióxido de carbono resultante da decomposição da uréia.Without being linked to any particular theory, the Applicant believes that the greater speed of dissolution of the barium sulfate scale in the presence of the composition described and claimed here can be attributed to the greater surface contact promoted by the release of carbon dioxide resulting from the decomposition. of urea.
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Α invenção será ilustrada a seguir por Exemplos e Figuras anexas correspondentes, que não devem ser considerados limitativos.The invention will be illustrated below by Examples and corresponding attached Figures, which should not be considered limiting.
---------EXEMPLO 1_____ ··· ·· • · • · • · • · • · ·»· ·· • · τ--------- EXAMPLE 1_____ ··· ·· • · • · · · · · · · · »·· • · τ
Este é um Exemplo comparativo, em que a amostra é tratada 5 conforme os procedimentos do estado da técnica, isto é, uma solução aquosa de DTPA a 0,5M. Para fins de comparação foram empregadas uma amostra limpa de óleo e uma outra tratada nas mesmas condições, sem ser (impa.This is a comparative example, in which the sample is treated 5 according to the state of the art procedures, that is, an aqueous solution of 0.5M DTPA. For comparison purposes, a clean sample of oil was used and another one treated under the same conditions, other than (impa.
Os resultados obtidos estão tabulados na Tabela 1A abaixo para a 10 amostra limpa e ilustrados na Figura 1 curva 1.The results obtained are tabulated in Table 1A below for the 10 clean sample and illustrated in Figure 1 curve 1.
TABELA1ATABLE1A
E os resultados para a amostra sem ser limpa estão tabulados na Tabela 1B abaixo e ilustrados na Figura 1 curva 2.And the results for the sample without being cleaned are tabulated in Table 1B below and illustrated in Figure 1 curve 2.
TABELA 1BTABLE 1B
9/139/13
Verifica-se pelos dados das Tabelas 1A e 1B e Figura 1 que o DTP A isolado utilizado como solução para dissolver a incrustação necessita de cerca de 21 horas de contato para efetuar dissolução de cerca de 4300 mg/L de sulfato de bário presente na amostra.It can be seen from the data in Tables 1A and 1B and Figure 1 that the isolated DTP A used as a solution to dissolve the scale requires about 21 hours of contact to dissolve about 4300 mg / L of barium sulfate present in the sample. .
EXEMPLO 2EXAMPLE 2
Este Exemplo ilustra a amostra tratada conforme os procedimentos da invenção, isto é, uma composição aquosa de DTPA e uréia a 0,5M:0,5M (razão molar 1:1).This Example illustrates the sample treated according to the procedures of the invention, that is, an aqueous composition of DTPA and urea at 0.5M: 0.5M (molar ratio 1: 1).
Para fins de comparação foi empregada uma amostra limpa de óleo 10 e uma outra tratada nas mesmas condições, sem ser limpa.For comparison purposes, a clean sample of oil 10 was used and another one treated under the same conditions, without being cleaned.
Os resultados obtidos estão tabulados na Tabela 2A abaixo para a amostra limpa e ilustrados na Figura 2 curva í.The results obtained are tabulated in Table 2A below for the clean sample and illustrated in Figure 2 curve.
TABELA 2ATABLE 2A
E os resultados para a amostra sem ser timpa estão tabulados naAnd the results for the sample other than timpa are tabulated in the
Tabela 2B abaixo e ilustrados na Figura 2 curva 2.Table 2B below and illustrated in Figure 2 curve 2.
• · • ·• · • ·
10/13 • · · • · ·« • · · • · · • · • · · • · ·· • « · • · · · • · • · · · • · · · • · ♦ · • · · · * ·10/13 • ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・. * ·
TABELA 2BTABLE 2B
Solução desincrustanteDescaling solution
DTPA 0,5 M + Uréia 0,5 M0.5 M DTPA + 0.5 M Urea
Verifica-se pelos dados das Tabelas 2A e 2B e Figura 2 que em presença de uréia a capacidade de dissolução da amostra contendo incrustação atinge níveis em torno de 4300 mg/L de sulfato de bário após um tempo bem mais reduzido do que somente em presença de DTPA, _este_tempo estando emtorno de 6 a 8 horas de contato da solução com a amostra.It can be seen from the data in Tables 2A and 2B and Figure 2 that in the presence of urea the dissolution capacity of the sample containing encrustation reaches levels around 4300 mg / L of barium sulfate after a much shorter time than only in presence of DTPA, _this_time being around 6 to 8 hours of contact of the solution with the sample.
EXEMPLO 3EXAMPLE 3
Este Exemplo ilustra a amostra tratada conforme uma outra 10 modalidade dos procedimentos da invenção, isto é, uma composição aquosa de DTPA e uréia a 0,5M:1,0M (razão molar 1:2). Para fins de comparação foi empregada uma amostra limpa de óleo e uma outra tratada nas mesmas condições, sem ser limpa.This Example illustrates the sample treated according to another embodiment of the procedures of the invention, that is, an aqueous composition of DTPA and 0.5M urea: 1.0M (1: 2 molar ratio). For comparison purposes, a clean sample of oil was used and another one treated under the same conditions, without being cleaned.
Os resultados obtidos estão tabulados na Tabela 3A abaixo para a 15 amostra limpa e ilustrados na Figura 3 curva 1. ________________The results obtained are tabulated in Table 3A below for the clean sample and illustrated in Figure 3 curve 1. ________________
TABELA 3ATABLE 3A
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11/13 ·· · • · « • · · · • · · « · · · • · • · · • · ·· • · · • · · · • *11/13 ·· · • · «· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · *
Uréia 1 ΜUrea 1 Μ
E os resultados para a amostra sem ser I mpa estão tabulados na Tabela 3B abaixo e ilustrados na Figura 3 curva 2.And the results for the sample other than I mpa are tabulated in Table 3B below and illustrated in Figure 3 curve 2.
TABELA 3BTABLE 3B
Verifica-se pelos dados das Tabelas 3A e 3B e Figura 3 que em 5 presença de DTPA e uréia em proporção molar de 1:2 a capacidade de dissolução da amostra contendo incrustação atinge níveis em torno de 4300 mg/L de sulfato de bário após um tempo ainda bem mais reduzido do que somente em presença de DTPA, ou em presença de DPTA:uréia em proporção molar 1:1, esse tempo estando em torno de 3 horas de contatoIt can be seen from the data in Tables 3A and 3B and Figure 3 that in the presence of DTPA and urea in a molar ratio of 1: 2, the dissolution capacity of the sample containing scale reaches levels around 4300 mg / L of barium sulfate after a much shorter time than just in the presence of DTPA, or in the presence of DPTA: urea in a 1: 1 molar ratio, this time being around 3 hours of contact
1Õ~ “dãsOlução com a amostra.- - - __________________1Õ ~ “dOlution with the sample.- - - __________________
Verifica-se pelos Exemplos acima que a concentração de DTPA empregada assegura operações de dissolução de incrustação de custo relativamente baixo ao mesmo tempo em que mantém a cinética da reação do DTPA com os sais alcalinos em níveis adequados.It can be seen from the Examples above that the concentration of DTPA employed ensures relatively low-cost scale dissolving operations while maintaining the kinetics of the reaction of DTPA with alkaline salts at appropriate levels.
Concentrações muito menores podem reduzir a eficiência do processo, • ·Much lower concentrations can reduce the efficiency of the process, • ·
12/13 ·«· ··· · · · ···· · · · · * · · ······ ···« ··········· enquanto concentrações muito elevadas, além de influírem no custo, podem alterar a cinética, prejudicando a dissolução desejada da — 4ncru$tação. — _ _______12/13 · «· ··· · · · ···· · · · · * · · ······ ···« ··········· as very high concentrations, in addition of influencing the cost, they can alter the kinetics, impairing the desired dissolution of the - 4ncru $ tation. - _ _______
Assim, deve ficar bem claro para os especialistas que, embora a 5 invenção tenha sido descrita para certas concentrações molares de ácido poliaminocarboxílico (DTPA) e uréia, é evidente para os especialistas que outras concentrações, próximas daquelas que foram empregadas, estão igualmente compreendidas no escopo da invenção desde que sejam mantidas as razões molares 1:1 até 1:2,5 DTPA:uréia.Thus, it should be made clear to experts that, although the invention has been described for certain molar concentrations of polyamine carboxylic acid (DTPA) and urea, it is evident to experts that other concentrations, close to those that have been employed, are also understood in the scope of the invention as long as the 1: 1 to 1: 2.5 molar ratios DTPA: urea are maintained.
EXEMPLO DE CAMPOFIELD EXAMPLE
Este Exemplo é um case que ilustra a excelência da invenção quando utilizada em campo.This Example is a case that illustrates the excellence of the invention when used in the field.
Assim, um permutador de calor em uma plataforma apresentava tal quantidade de incrustações que a capacidade do guindaste não foi suficiente para retirar o mesmo e efetuar a limpeza. Todos osThus, a heat exchanger on a platform had such an amount of encrustation that the crane's capacity was not sufficient to remove it and perform cleaning. All the
- -procedimentos conhecidos najtécnica foram utilizados previamente com o intuito de dissolver a incrustação de sulfato de bário, sulfato de cálcio, sulfato de estrôncio e óxido de ferro.- procedures known in the art have been used previously in order to dissolve the scale of barium sulfate, calcium sulfate, strontium sulfate and iron oxide.
Foram então efetuadas remoções desses sulfatos alcalinos e óxido 20 de ferro utilizando-se a composição da invenção na proporção DTPA: uréiaThese alkaline sulfates and iron oxide 20 were then removed using the composition of the invention in the DTPA: urea ratio
1:2.1: 2.
Os dados de processo são: 13,66 toneladas de incrustação, com as seguintes proporções de sais dissolvidos: 44, 5 g/L de sulfato de bário,The process data are: 13.66 tons of fouling, with the following proportions of dissolved salts: 44, 5 g / L barium sulfate,
38,9 g/L de sulfato de cálcio, e 87,4 g/L de sulfato de estrôncio. A massa total dissolvida foi de 170,8 g/L.38.9 g / L of calcium sulfate, and 87.4 g / L of strontium sulfate. The total dissolved mass was 170.8 g / L.
O volume total de solução desincrustante utilizado, a uma— temperatura em torno de 80-90°C foi de 80 m3 e o tempo de contato da solução com a incrustação, de cerca de 6 horas.The total volume of descaling solution used, at a temperature of around 80-90 ° C, was 80 m 3 and the contact time of the solution with the encrustation was about 6 hours.
Portanto, fica demonstrado que incrustações contendo sais alcalinos 30 como sulfato de bário são passíveis de dissolução em presença deTherefore, it is demonstrated that incrustations containing alkaline salts 30 such as barium sulfate are capable of dissolving in the presence of
13/13 ·· « composição aquosa contendo DTPA:uréia em proporção molar desde 1:1 até 1:2,5, o tempo necessário para a dissolução dos sais alcalinos sendo signíficativamente mais curto em presença das composições da invenção do que em presença de soluções aquosas do estado da técnica contendo unicamente DTPA.13/13 ·· «aqueous composition containing DTPA: urea in molar ratio from 1: 1 to 1: 2.5, the time required for the dissolution of alkaline salts being significantly shorter in the presence of the compositions of the invention than in the presence of state-of-the-art aqueous solutions containing only DTPA.
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