BRPI0608825A2 - sistema e método para a produção de óleo e/ou gás - Google Patents

Abstract

SISTEMA E METODO PARA A PRODUçãO DE óLEO E/OU GáS Um sistema incluindo um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para converter pelo menos uma parte dos compostos de enxofre do óleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e um mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono dentro de uma formação.

Description

"SISTEMA E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE ÓLEO E/OU GÁS"

Campo da Invenção

A presente divulgação diz respeito aos sistemas e métodospara a produção de óleo e/ou gás.

Fundamentos da Invenção

Quantidades substanciais de óleo natural ácido estãocorrentemente sendo produzidos de poços de gás natural, poços de óleo (porexemplo, como gás associado), e de reservatórios de armazenagem de gásnatural que foram infectados com bactérias produtoras de sulfeto dehidrogênio. A presença de sulfeto de hidrogênio e outros compostos deenxofre no combustível e outros gases tem a muito tempo sido de interessetanto para os usuários quanto para os produtores de tais gases. Além dosefeitos corrosivos e outros adversos que tais impurezas têm sobre oequipamento e processos, emissões nocivas são comumente produzidas apartir da combustão do gás natural como um resultado da oxidação doscompostos de enxofre. Os óxidos de enxofre resultantes podem ser umprincipal contribuinte para a poluição do ar e podem ter impacto prejudicialsobre o meio ambiente. Regulamentos federais e estaduais crescentementerigorosos têm conseqüentemente sido promulgados em uma tentativa parareduzir ou eliminar as emissões sulfurosas, e um interesse concomitante existeem eficientemente remover do gás natural e outros mais o sulfeto dehidrogênio que compreende um precursor significativo de emissões nocivas.Além disso, um método de disposição do sulfeto de hidrogênio tem sidoconvertê-lo em enxofre sólido, para armazenagem. Devido aos interessesambientais e estéticos, muitos países estão agora proscrevendo a formação detais depósitos de enxofre.

A Recuperação Intensificada de Óleo (EOR) pode ser usadapara aumentar a recuperação de óleo nos campos em todo o mundo. Existemtrês tipos principais de EOR, térmica, química/polimérica e injeção de gás,que podem ser usados para aumentar a recuperação de óleo de umreservatório, além do que podem ser obtidos por meios convencionais -possivelmente prolongando a vida de um campo e impulsionando o fator derecuperação de óleo.

A recuperação intensificada térmica opera mediante a adiçãode calor ao reservatório. A forma mais amplamente praticada é umatransmissão a vapor, que reduz a viscosidade de óleo de modo que possa fluirpara os poços de produção. A corrente química aumenta a recuperaçãomediante a redução das forças capilares que aprisionam o óleo residual. Acorrente polimérica melhora a eficiência de limpeza da água injetada. Ainjeção de gás miscível opera em uma maneira similar à corrente química.Mediante a injeção de um fluido que é miscível com o óleo, o óleo residualaprisionado pode ser recuperado.

Referindo-se à Figura 1, é ilustrado o sistema da técnicaanterior 10. O sistema 100 inclui a formação subterrânea 102, a formaçãosubterrânea 104, a formação subterrânea 106 e a formação subterrânea 108. Ainstalação de produção 110 é fornecida na superfície. O poço 112 atravessa asformações 102 e 104, e termina na formação 106. A parte da formação 106 émostrada na 114. Oleo e gás são produzidos a partir da formação 106 atravésdo poço 112, até a instalação de produção 110. Gás e líquido são separadosum do outro, o gás é armazenado na armazenagem de gás 116 e o líquido éarmazenado na armazenagem de líquido 118. O gás na armazenagem de gás116 pode conter sulfeto de hidrogênio, que deve ser processado, transportado,descartado ou armazenado.

A Patente US número 6.149.344 divulga que o gás ácido,contendo sulfeto de hidrogênio, é liqüefeito por compressão e esfriamento,misturado com água sob pressão e circulado em um poço de descarte. APatente US número 6.149.344 é aqui incorporado por referência em suatotalidade.Existe uma necessidade na técnica para sistemas e métodosmelhorados para processamento, transporte, descarte ou armazenagem desulfeto de hidrogênio de um líquido e/ou gás. Existe uma necessidade natécnica para sistemas e métodos melhorados para processamento, transporte,descarte ou armazenagem de enxofre de um líquido e/ou gás. Existe umaoutra necessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados com relaçãoa recuperação intensificada de óleo. Existe ainda uma necessidade na técnicade sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de óleousando um composto de enxofre, por exemplo, através da redução daviscosidade, efeitos químicos e corrente miscível. Existe uma outranecessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados com relação aprodução de agentes de recuperação de óleo intensificada contendo enxofre.

Além disso, o dissulfeto de carbono é um produto químico comum com aplicações variando do uso como um solvente comercial àmatéria prima para a produção de raiom e inseticidas agrícolas. O processo defabricação de dissulfeto de carbono envolve a aquisição e transporte tanto deenxofre sólido quanto de gás natural (ou uma outra fonte de carbono),freqüentemente de longas distâncias, até o sítio de fabricação e produzdissulfeto de carbono com pureza muito elevada. Estes dois fatores - oscustos elevados de aquisição e de remessa das matérias primas, e a purezaelevada do produto final - resultam em um custo de produção relativamenteelevado como relação ao dissulfeto de carbono.

O processo de fabricação para a conversão de gás ácido emenxofre sólido envolve uma unidade de solvente para primeiro remover osulfeto de hidrogênio, outros compostos de enxofre, e contaminantes taiscomo dióxido de carbono da corrente de gás natural, seguido por uma unidadeClaus para converter o sulfeto de hidrogênio em enxofre, que é depoisdeixado solidificar antes do transporte. O processo de fabricação para afabricação de dissulfeto de carbono, por outro lado, requer o aquecimento,fusão e vaporização de enxofre sólido e reação de seus vapores com gásnatural aquecido ou uma outra fonte de carbono.

Existe uma necessidade na técnica com relação a sistemas emétodos melhorados para a conversão de gás ácido em enxofre. Existe umanecessidade na técnica de sistemas e métodos melhorados para a fabricaçãode dissulfeto de carbono. Existe uma necessidade na técnica de sistemas emétodos melhorados para a fabricação de dissulfeto de carbono eficiente commais energia.

Sumário da Invenção

Em um aspecto, a invenção fornece um sistema quecompreende um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de umaformação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou mais compostosde enxofre; um mecanismo para a conversão de pelo menos uma parte doscompostos de enxofre a partir do óleo e/ou gás recuperado dentro de umaformulação de dissulfeto de carbono; e um mecanismo para a liberação depelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um método quecompreende a recuperação de óleo e/ou gás a partir de uma formaçãosubterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto deenxofre; conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre do óleoe/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; eliberação de pelo menos uma parte da formulação de dissufeto de carbonodentro da formação.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um métodocompreendendo ao oxidação de uma primeira parte de um composto deenxofre em uma primeira zona de reação para produzir dióxido de enxofre;reação de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre com uma segundaparte do composto de enxofre em uma segunda zona de reação para produzirenxofre; e reação de pelo menos uma parte do enxofre com um ou maishidrocarbonetos em uma terceira zona de reação para produzir umaformulação de dissulfeto de carbono.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um sistema para aprodução de óleo e/ou gás compreendendo um mecanismo para a recuperaçãode óleo e/ou gás de uma primeira formação subterrânea, o óleo e/ou gáscompreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para aconversão de pelo menos uma parte dos compostos de enxofre do óleo e/ougás recuperado em uma formulação de dissulfeto; e um mecanismo para aliberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono emuma segunda formação subterrânea.

As vantagens da invenção incluem um ou mais dos seguintes:

Sistemas e métodos melhorados para a disposição de sulfeto dehidrogênio, enxofre e/ou outros compostos com base em enxofre.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperaçãointensificada de hidrocarbonetos de uma formação com uma formulação dedissulfeto de carbono.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperaçãointensificada de hidrocarbonetos a partir de uma formação com um fluidocontendo uma formulação de dissulfeto de carbono.

Sistemas e métodos melhorados para a produção de umaformulação de dissulfeto.

Formulações de dissulfeto de carbono melhoradas contendocomposições pra a recuperação secundária de hidrocarbonetos.

Sistemas e métodos melhorados para o processamento,transporte, descarte ou armazenagem de um composto de enxofre de umlíquido e/ou gás.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperaçãointensificada de óleo.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperaçãointensificada de óleo usando um composto de enxofre.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperaçãointensificada de óleo usando um composto que é miscível com óleo no lugarcerto.

Sistemas e métodos melhorados para a produção e/ou uso deagentes de recuperação de óleo intensificada contendo enxofre.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 ilustra um sistema de produção de óleo e/ou gás.

A Figura 1 ilustra um processo de produção de óleo e/ou gás.

A Figura 3a-3d ilustra sistemas de produção de óleo e/ou gás.

A Figura 4 ilustra um processo de produção de formulação dedissulfeto de carbono.

A Figura 5 ilustra um processo de produção de formulação dedissulfeto de carbono.

A Figura 6 ilustra um processo de produção de formulação dedissulfeto de carbono.

A Figura 7 ilustra um sistema de produção de óleo e/ou gás.

Descrição Detalhada da Invenção

Em uma forma de realização da invenção, é divulgado umsistema que compreende um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás apartir de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um oumais compostos de enxofre; um mecanismo para conversão de pelo menosuma parte dos compostos de enxofre do óleo e/ou gás recuperado em umaformulação de dissulfeto de carbono; e um mecanismo para a liberação depelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação.

Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo para arecuperação compreende um poço na formação subterrânea e uma instalaçãode recuperação em um lado de topo do poço; o mecanismo para a conversãocompreende uma instalação de conversão de modo líquido conectado àinstalação de recuperação; e/ou a instalação de conversão é adaptada paraproduzir formulação de dissulfeto de carbono de pelo menos uma parte docomposto de enxofre recuperado do reservatório. Em algumas formas derealização da invenção, o mecanismo de recuperação compreende umprimeiro poço perfurado na formação subterrânea para a recuperação do óleoe/ou gás, e uma instalação de produção em um lado de topo do primeiro poço;e/ou o mecanismo para a liberação da formulação de dissulfeto de carbonocompreende um segundo poço na formação subterrânea para a liberação daformulação de dissulfeto de carbono na formação. Em algumas formas derealização da invenção, o primeiro poço está em uma distância de 15 a 2000metros do segundo poço, onde a faixa pode abranger o espaçamento de poçotípico dos projetos submergidos em água conhecidos térmicos, de injeção degás miscível, primários e secundários. Os projetos de recuperação de óleointensificados podem também expandir-se além do espaçamento típico depoço muitas vezes dezenas de quilômetros, portanto a faixa é limitada apenaspela extensão do reservatório que transporta o hidrocarboneto no sentidolateral, tipicamente de 1 km a 250 km. Em algumas formas de realização dainvenção, a formação subterrânea é mais baixa que uma massa de água, e/oumecanismo para a conversão está flutuando sobre a massa de água, tal comouma plataforma de produção. Em algumas formas de realização da invenção,o sistema também inclui um mecanismo para a injeção de água, o mecanismoadaptado para injetar água na formação subterrânea após a formulação dedissulfeto de carbono ter sido liberada dentro da formação. Em algumasformas de realização da invenção, o mecanismo para recuperação compreendepelo menos um poço, o pelo menos um poço compreendendo umrevestimento e/ou uma perfuração. Em algumas formas de realização dainvenção, o mecanismo para conversão compreende um primeiro reator par aoxidação de uma primeira parte do composto de enxofre para produzirdióxido de enxofre; um segundo reator para a reação de uma segunda parte docomposto de enxofre com pelo menos uma parte do dióxido de enxofre paraproduzir enxofre; e um terceiro reator para a reação de pelo menos uma partedo enxofre com um hidrocarboneto para produzir uma formulação dedissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização da invenção, oprimeiro reator compreende um mecanismo para o aquecimento de pelomenos uma parte do enxofre do segundo reator. Em algumas formas derealização da invenção, o sistema também inclui um trocador de calor para atransferência térmica de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto decarbono produzida no terceiro reator em pelo menos uma parte dohidrocarboneto sendo alimentada no terceiro reator.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado ummétodo que compreende a recuperação de óleo e/ou gás de uma formaçãosubterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto deenxofre; a conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre doóleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e aliberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono naformação. Em algumas formas de realização da invenção, o método tambéminclui a recuperação da formulação de dissulfeto de carbono do óleo e/ou gás,se presentes, e depois a injeção de pelo menos uma parte da formulação dedissulfeto de carbono recuperada na formação. Em algumas formas derealização da invenção, a liberação compreende injetar pelo menos uma parteda formulação de dissulfeto de carbono na formação em uma mistura com umou mais de ar; hidrocarbonetos; água na forma líquida e/ou de vapor;compostos de enxofre diferentes do dissulfeto de carbono; dióxido decarbono; monóxido de carbono; ou misturas destes. Em algumas formas derealização da invenção, o método também inclui o aquecimento daformulação de dissulfeto de carbono antes da injeção da formulação dedissulfeto de carbono na formação, ou enquanto dentro da formação. Emalgumas formas de realização da invenção, a conversão do composto deenxofre na formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação depelo menos uma parte do composto de enxofre em enxofre, e a reação de pelomenos uma parte do enxofre com um hidrocarboneto para formar aformulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização dainvenção, a conversão de composto de enxofre em formulação de dissulfetode carbono compreende a oxidação de pelo menos uma parte do composto deenxofre em dióxido de enxofre, e depois a conversão de pelo menos uma partedo dióxido de enxofre em enxofre. Em algumas formas de realização dainvenção, um outro material é injetado na formação após a formulação dedissulfeto de carbono ser injetada, por exemplo, o outro material selecionadodo grupo consistindo de ar, água na forma líquida e/ou vapor, dióxido decarbono, e/ou misturas destes. Em algumas formas de realização da invenção,a formulação de dissulfeto de carbono é injetada em uma faixa de pressãonascente de 0 a 37.000 quilopascal, por exemplo, 3.500 kPa a 11.000 kPa. Emalgumas formas de realização da invenção, o óleo, quando presente naformação subterrânea antes da injeção do composto de dissulfeto de carbono,possui uma viscosidade in situ de 0,14 cp a 6,0 milhões de cp, por exemplo,uma viscosidade de 0,3 cp a 30.000 cp. Em algumas formas de realização dainvenção, a formação subterrânea compreende uma permeabilidade média de0,0001 a 15 Darcies, por exemplo, uma permeabilidade de 0,001 a 1 Darcy.Em algumas formas de realização da invenção, qualquer óleo, quandopresente na formação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfetode carbono, possui um teor de enxofre de 0,5% a 5%, por exemplo, de 1% a3%. Em algumas formas de realização da invenção, a conversão de pelomenos uma parte do composto de enxofre compreende a oxidação de umaprimeira parte do composto de enxofre com ar e/ou oxigênio para produzirdióxido de enxofre; a reação do dióxido de enxofre com uma segunda partedo composto de enxofre para produzir enxofre; e reação do enxofre com umhidrocarboneto para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Emalgumas formas de realização da invenção, o método também inclui oaquecimento do enxofre antes da reação com o hidrocarboneto. Em algumasformas de realização da invenção, o método também inclui a transferênciatérmica da formulação de dissulfeto de carbono produzido para ohidrocarboneto sendo alimentado na reação.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado ummétodo que compreende a oxidação de uma primeira parte de um compostode enxofre em uma primeira zona de reação para produzir o dióxido deenxofre; a reação de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre com umasegunda parte do composto de enxofre em uma segunda zona de reação paraproduzir o enxofre; e a reação de pelo menos uma parte do enxofre com umou mais hidrocarbonetos em uma terceira zona de reação para produzir umaformulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização dainvenção, o método também inclui o aquecimento de pelo menos uma partedo enxofre usando o calor gerado na oxidação do composto de enxofre. Emalgumas formas de realização da invenção, o método também inclui a troca decalor de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono compelo menos uma parte dos hidrocarbonetos, esfriamento da formulação dedissulfeto de carbono, e aquecimento dos hidrocarbonetos. Em algumasformas de realização da invenção, pelo menos uma parte do enxofre que deixaa segunda zona de reação possui uma temperatura de IOO0C a 450°C. Emalgumas formas de realização da invenção, pelo menos uma parte do enxofreapós o aquecimento possui uma temperatura de 450°C a IOOO0C.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado umsistema para a produção de óleo e/ou gás compreendendo um mecanismo paraa recuperação de óleo e/ou gás de uma primeira formação subterrânea, o óleoe/ou gás compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismopara a conversão de pelo menos uma parte dos compostos de enxofre do óleoe/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e ummecanismo para a liberação de pelo menos uma parte da formulação dedissulfeto de carbono em uma segunda formação subterrânea. Em algumasformas de realização da invenção, a primeira formação está a uma distânciade menos do que 1000 quilômetros da segunda formação, por exemplo,menos do que 250 quilômetros. Em algumas formas de realização dainvenção, o sistema também inclui uma conexão de fluido entre o mecanismopara a conversão e o mecanismo para a liberação. Em algumas formas derealização da invenção, a conexão de fluido compreende uma tubulação. Emalgumas formas de realização da invenção, o mecanismo para a recuperaçãoestá dentro de uma distância de 100 quilômetros do mecanismo para aconversão, por exemplo, dentro de uma distância de 10 quilômetros.

Referindo-se agora à Figura 2, em uma forma de realização dainvenção, o processo A para a produção de óleo e/ou gás, que inclui adisposição de um composto de enxofre é ilustrado. O processo A inclui aetapa 1 onde o óleo e/ou gás é recuperado de uma formação subterrânea, oóleo e/ou gás incluindo um composto de enxofre. Na etapa 2, pelo menos umaparte do composto de enxofre do óleo e/ou gás é convertido em umaformulação de dissulfeto de carbono. Na etapa 3, pelo menos uma parte daformulação de dissulfeto de carbono ou uma mistura que compreende umaformulação de dissulfeto de carbono pode ser liberada em uma formação.

A recuperação de óleo e/ou gás com um composto de enxofrede uma formação subterrânea pode ser executada por qualquer método. Osmétodos adequados incluem a produção subaquática, produção de superfície,produção primária, secundária ou terciária. A seleção do método usado pararecuperar o óleo e/ou gás da formação subterrânea não é crítica.

Em uma forma de realização, o óleo e/ou gás com umcomposto de enxofre pode ser recuperado a partir de uma formação em umpoço, e fluir através do poço e linha de fluxo em uma instalação. Em algumasformas de realização, a recuperação de óleo intensificada, com o uso de umagente, por exemplo, vapor, água, um tensoativo, uma corrente de polímero,e/ou um agente miscível tal como uma formulação de dissulfeto de carbono,pode ser usada para aumentar o fluxo de óleo e/ou gás a partir da formação.

Em algumas formas de realização da invenção, o composto deenxofre pode incluir hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, sulfetose dissulfetos diferentes do dissulfeto de hidrogênio, ou compostos de enxofreheterocíclicos, por exemplo, tiofenos, benzofiofenos, ou dibenzotiofenos deanel substituídos ou condensados, ou misturas destes.

A conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofreem uma formulação de dissulfeto de carbono pode ser executada por qualquermétodo conhecido. Os métodos adequados podem incluir a reação deoxidação do composto de enxofre em enxofre e/ou dióxidos de enxofre, emediante a reação de enxofre e/ou dióxido de enxofre com carbono e/ou umcomposto contendo carbono para formar a formulação de dissulfeto decarbono. A seleção do método usado para converter pelo menos uma parte docomposto de enxofre em uma formulação de dissulfeto de carbono não écrítica.

Em algumas formas de realização da invenção, a formulaçãode dissulfeto de carbono pode incluir dissulfeto de carbono e/ou derivados dedissulfeto de carbono, por exemplo, tiocarbonatos, xantatos e misturas destes;e opcionalmente um ou mais dos que seguem: sulfeto de hidrogênio, enxofre,dióxido de carbono, hidrocarbonetos, e misturas destes.

Em algumas formas de realização da invenção, a produção deformulação de dissulfeto de carbono pode ter um consumo de um compostode enxofre, por exemplo, diretamente da formação, ou após ser separado.

Em algumas formas de realização, pelo menos uma parte docomposto de enxofre pode ser separada de outros gases e/ou líquidos daformação, antes do processo de oxidação. Os processos de separaçãoadequados incluem a extração de solvente, usando um agentedescontaminante, liquefação e isolamento do composto de enxofre mediante acompressão e esfriamento, ou outros métodos de separação conhecidos. Oscompostos de enxofre recuperados do óleo e/ou gás podem ser enviados parauma instalação de produção da formulação de dissulfeto de carbono, onde oscompostos de enxofre podem ser convertidos em uma formulação dedissulfeto de carbono.

Em algumas formas de realização, o composto de enxofrepode ser removido pela extração de solvente, com possível regeneração ereciclo do solvente. Os solventes para tal extração incluem um solvente deamina, por exemplo, uma solução aquosa de amina secundária e terciária, porexemplo, diisopropilamina (DIPA), metildietianolamina e trietanolamina(TEA). O óleo e/ou o gás podem ser colocados em contato com o solvente deamina em temperaturas relativamente baixas para remover o composto deenxofre. A etapa produz uma porção de amina rica, carregada com ocomposto de enxofre. Esta amina rica pode ser passada para umextrator/regenerador, por exemplo, uma coluna tipo bandeja. O solvente podeentão ser aquecido para dar um gás de composto de enxofre concentrado,deixando ficar uma porção de amina insuficiente que pode ser reciclada comosolvente de amina novo. O gás ácido concentrado rico em composto deenxofre pode ser enviado para o processo de oxidação. Em algumas formas derealização, o composto de enxofre pode ser separado mediante a liquefação docomposto de enxofre. A Patente US número 6.149.344 revela que o gás ácido,contendo sulfeto de hidrogênio, pode ser liqüefeito mediante a compressão eesfriamento, misturado com água sob pressão e circulado para dentro de umpoço de descarte. A Patente US número 6.149.344 é aqui incorporada porreferência em sua totalidade.

Em algumas formas de realização da invenção, o composto deenxofre pode ser convertido em dióxido de enxofre e/ou enxofre por umareação de oxidação, por exemplo, pelo processo Claus, reação de oxidaçãoseletiva catalítica, ou pela reação com um metal como descrito em seguida.

Em algumas formas de realização da invenção, a reação deoxidação pode incluir a reação de um composto de enxofre com um gáscontendo oxigênio em uma zona de reação para produzir dióxido de enxofree/ou enxofre, entre outros componentes.

Em algumas formas de realização da invenção, o gás contendooxigênio pode ser oxigênio, ar, ar enriquecido com oxigênio, ou ar esgotadode oxigênio.

Em algumas formas de realização da invenção, o composto deenxofre pode ser oxidado na presença de um catalisador. Os catalisadoresadequados incluem alumínio, antimônio, bismuto, cério, cromo, cobalto,cobre, disprósio, érbio, európio, gadolínio, ouro, háfiiio, hólmio, irídio, ferro,lântano, lutério, magnésio, manganês, metais misturados, molibdênio,neodímio, níquel, nióbio, ósmio, paládio, platina, praseodímio, promécio,rênio, ródio, rutênio, samário, escândio, sílica, prata, tântalo, tecnécio, térbio,túlio, titânio, tungstênio, vanádio, itérbio, ítrio, zinco, zircônio, em sua formaelementar, ou como compostos, por exemplo, óxidos, sulfetos ou carbonetosdos elementos, e/ou combinações ou misturas de dois ou mais dos acima.

Em algumas formas de realização da invenção, o catalisadorpode compreender uma ou mais camadas de tela metálica fina. Em algumasformas de realização, o catalisador pode compreender uma estrutura monólitaou um leito acondicionado de unidades ou estruturas distintas ou divididas docatalisador, por exemplo, partículas, grânulos, glóbulos, pílulas, pelotas,cilindros, trilóbulos, extrudados ou esferas.

Em algumas formas de realização da invenção, o catalisadorpode ser disperso em um portador de catalisador. Os portadores de catalisadoradequados incluem mordenita ácida, alumina, alumínio, céria, cromo, ferro,filossilicato laminar, lantanídeo, samário, sílica, dióxidos de titânio, ítria,óxidos de zircônio, outros óxidos refratários, e/ou combinações ou misturasde dois ou mais do acima.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um material contendo vanádio e uma substância selecionada deescândio, ítrio, lântano e samário e opcionalmente um promotor contendoantimônio.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender óxido de bismuto sustentado em alumina.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um óxido de molibdênio, níquel, manganês, vanádio, e/oucromo sustentado em dióxido de titânio.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um catalisador de múltiplos componentes contendo materiais deantimônio, vanádio e magnésio.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um catalisador de metal misturado contendo vanádio emcombinação com molibdênio ou magnésio.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um óxido de ferro e zinco sustentado em sílica.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender óxidos tanto de bismuto quanto de vanádio e/ou V2O5sustentado em mordenita ácida ou alumina.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um óxido de vanádio ou catalisador de sulfeto sustentado em umóxido refratário poroso não alcalino.

Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender um catalisador de óxido de metal misturado contendo titânia,por exemplo, onde o catalisador pode conter de 0,1 a 25% em peso de óxidode níquel e de 0 a 10% em peso de óxido de alumínio (onde as porcentagenssão baseadas no catalisador sustentado).Em algumas formas de realização, o catalisador podecompreender uma mistura de dois ou mais de platina, ródio, níquel, paládio,rutênio e irídio, por exemplo, uma mistura de platina-ródio. Em algumasformas de realização, a mistura pode também conter um metal lantanídeo ouóxido de metal. A mistura pode ser sustentada em um lantanídeo, porexemplo, suporte refratário revestido com samário.

Em algumas formas de realização da invenção, a reação deoxidação pode ocorrer em uma zona de reação tendo uma temperatura demenos do que cerca de 500°C, por exemplo, de cerca de 150 a cerca de 500°C,de cerca de 200 a cerca de 3 OO0C, ou acima do ponto de condensação doenxofre, para dadas condições de processo, de modo que o enxofre não secondensa no catalisador ou na zona de reação.

Em algumas formas de realização da invenção, a reação deoxidação pode ocorrer em uma zona de reação tendo uma pressão de cerca de100 a cerca de 1000 quilopascal, por exemplo, de cerca de 200 a cerca de 500quilopascal (absoluto).

Em algumas formas de realização da invenção, o tempo decontato entre as superfícies catalíticas do catalisador e o composto de enxofrepode ser mantido de cerca de 1 a cerca de 200 milissegundos, por exemplo, decerca de 5 a cerca de 50 milissegundos, ou de cerca de 10 a cerca de 200milissegundos.

Em algumas formas de realização, um composto de enxofrepode ser convertido em enxofre e/ou dióxido de enxofre, para os quais osprocessos são divulgados na publicação de pedido de patente US números2004/0096381, 2004/0022721, 2004/0159583, 2003/0194366, 2001/0008619,2002/0134706, 2004/0096381, 2004/0022721, 2004/0159583 e2001/0008619, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência em suatotalidade.

Em algumas formas de realização, quando o composto deenxofre for sulfeto de hidrogênio, o sulfeto de hidrogênio pode ser convertidoem enxofre pela seguinte seqüência de reação:

H2S + (72M) Mn72S + H2Mny2S -» (1V2M) + S

onde M representa um metal adequado, por exemplo, ferro, cobalto, níquel,bismuto ou molibdênio. Esta seqüência de reação de duas etapas para aprodução de enxofre é apresentada em Chang's Patente US N2 4.543.434, queé aqui incorporada por referência em sua totalidade.

Em algumas formas de realização da invenção, os produtos dereação de oxidação, por exemplo, enxofre e/ou dióxido de enxofre, podem serremovidos da zona de reação, por técnicas conhecidas no ofício. Para misturasde reação líquidas, os produtos de reação de oxidação podem ser removidospor destilação ou extração. Para misturas de reação gasosas, os produtos dereação de oxidação podem ser removidos pela extração de solvente usandouma solução aquosa de amina ou uma solução alcalina, ou pela absorção deóxido de cobre, bário ou cério.

Enxofre e/ou dióxido de enxofre podem ser reagidos comcarbono ou um composto contendo carbono em uma zona de reação paraproduzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas derealização, os produtos, por exemplo, a formulação de dissulfeto de carbono eoutros compostos de enxofre, podem ser separados em formulação dedissulfeto de carbono e partes de composto de enxofre, e a parte de compostode enxofre reciclada para ser oxidada e/ou combinada com um composto decarbono.

Em algumas formas de realização, o composto de carbonocompreende carbono em qualquer forma, por exemplo, grafita, carvão, carvãovegetal, monóxido de carbono, hidrocarbonetos, por exemplo, gás natural,metano, etano, propano, ou hidrocarbonetos mais pesados.

Em algumas formas de realização, o enxofre e/ou o dióxido deenxofre podem ser combinados com um composto de carbono emtemperaturas de cerca de 500 a cerca de 900°C, por exemplo, de cerca de 550a 700°C.

Em algumas formas de realização, o enxofre e/ou o dióxido deenxofre podem ser combinados com um composto de carbono em umapressão de cerca de 100 a cerca de 500 quilopascal.

Em algumas formas de realização, uma geração da formulaçãode dissulfeto de carbono pode ocorrer pelo processo de Folkins, por exemplo,como apresentado nas páginas 747-749 da Kirk-Othmer Encyclopedia ofChemical Technology, terceira edição, vol. 4, 1978, aqui incorporado porreferência.

Em algumas formas de realização, um excesso de enxofre e/oudióxido de enxofre (por exemplo, de 10 a 15% de excesso estequiométrico)pode ser usado com respeito ao composto de carbono.

Em algumas formas de realização, o composto de carbonopode ser alimentado contra-corrente no enxofre e/ou dióxido de enxofre demodo que os componentes podem colidir de frente.

Em algumas formas de realização, o enxofre e/ou o dióxido deenxofre podem ser combinados com um composto de carbono na presença deum catalisador. Os catalisadores adequados incluem catalisadores de sílica-alumina, por exemplo, aqueles contendo de 2 a 10 por cento em peso desílica; sílica gel; terra de ftiller; bauxita, alumina ativada, e em geral aquelestipos de argila que são eficazes na remoção de corpos coloridos e corpos emforma de goma dos óleos de petróleo. Os catalisadores podem adicionalmentecompreender um ou mais de vanádio, nióbio, tântalo, cromo, molibdênio,tungstênio, manganês, tecnécio, rênio, ferro, rutênio, ósmio, cobalto, ródio,irídio, níquel, paládio e/ou platina; em sua forma elementar, como compostosdos metais, ou como óxidos e sulfetos. Por exemplo, os óxidos e sulfetos deferro, vanádio, cromo, molibdênio, e manganês podem ser usados comopromotores em combinação com sílica gel, terra fuller e/ou catalisadores dealumina ativada.

Em algumas formas de realização, o produto da zona de reaçãopode ser trocado termicamente com o composto de carbono, para esfriar oproduto e aquecer o composto de carbono.

Em algumas formas de realização, dióxido de enxofre emonóxido de carbono podem ser reagidos para formar uma formulação dedissulfeto de carbono. O processo pode incluir uma primeira etapa de reaçãoem que o dióxido de enxofre e o monóxido de carbono são reagidos napresença de um catalisador para formar sulfeto de carbonila e dióxido decarbono. Em uma segunda etapa de reação, o sulfeto de carbonila podem serconvertido sobre um catalisador em formulação de dissulfeto de carbono edióxido de carbono em uma reação de desproporcionação. As reações podemser representadas pelas seguintes equações:

3CO + SO2 -> COS + 2C022COS CS2 + CO2

Estas duas equações podem ser combinadas para fornecer aseguinte equação que pode representar o processo total.

6CO + 2S02 CS2 + 5CO2

A reação pode ser acionada para a conclusão mediante aremoção da formulação de dissulfeto de carbono. A primeira etapa de reaçãopode ser promovida por um catalisador do tipo contendo um óxido de metalredutível, por exemplo, catalisador de ferro promovido por cromo, níquel-molibdênio, cobalto-molibdênio, molibdênio ou qualquer combinação destes.

A primeira reação é altamente exotérmica. Uma quantidade substancial decalor pode ser removida da reação para controlar a temperatura. A reaçãopode ser conduzida em um reator de estrutura e tubo, um reator de leitofluidizado, ou um reator de sal fundido. O calor que é recuperado destaprimeira etapa de reação pode ser vantajosamente usado na segunda etapa ououtras partes do processo. A segunda etapa de reação pode ser reversível. Aformulação de dissulfeto de carbono pode ser recuperada do efluente do reatore o sulfeto de carbonila não reagido reciclado. Alternativamente, a formulaçãode dissulfeto de carbono pode ser continuamente removido mediante aabsorção em um solvente, por exemplo, em uma coluna de reator-absorvente.

A coluna pode conter partículas de catalisador que também servem como oinvólucro da torre. Assim, o catalisador não apenas promove a reação, mas,além disso, pode fornecer a área superficial para contato entre o absorventelíquido e a fase gasosa. Os gases de saída da primeira etapa de reação podemser alimentados na parte inferior da coluna de reator-absorvente. Este gáspode conter sulfeto de carbonila. Quando o gás passa através da coluna, osulfeto de carbonila pode ser convertido na formulação de dissulfeto decarbono e dióxido de carbono. A formulação de dissulfeto de carbono podeser continuamente absorvida em um solvente, que flui abaixo da coluna.Desta maneira, como os gases continuam a passar através da coluna, aconcentração de sulfeto de carbonila declina e se aproxima do zero, deixandoapenas o dióxido de carbono. O solvente, que sai da parte inferior da colunaimpregnado com a formulação de dissulfeto de carbono, pode ser regeneradoem uma coluna de extração e reciclado de volta à coluna de reator-absorvente.

As frações livres elevadas podem ser usadas para minimizar a correnteza nasoperações de fluxo contra-corrente. Os catalisadores para a decomposição dosulfeto de carbonila em formulação de dissulfeto de carbono e dióxido decarbono podem incluir alumina ativada, sílica-alumina, quartzo, vidro, titâniae compósitos de alumina-titânia, e/ou caulim. O absorvente pode ser um bomsolvente para a formulação de dissulfeto de carbono, ter uma pressão baixa devapor, e/ou ser estável em temperaturas elevadas, por exemplo, fluidosorgânicos sintéticos e óleos de silicona. As temperaturas de cerca de 50 acerca de 2 5 O0C podem ser usadas com pressão na faixa de 100 a 1000quilopascal.Em algumas formas de realização, uma formulação dedissulfeto de carbono pode ser produzida mediante a reação de carbonoelementar com enxofre. O carbono elementar pode ser obtidos de metano, quepode ser termicamente decomposto em carbono e hidrogênio na ausência deoxigênio ou compostos contendo oxigênio, para garantir que nenhumaconversão de metano em oxigenatos possa ocorrer. O hidrogênio pode sercoletado para uso separado. O calor requerido para esta reação dedecomposição pode ser fornecida em qualquer forma desejável. É possívelque uma superfície catalítica possa ser usada para intensificar a reação dedecomposição e assim reduzir os requisitos de combustível da reação. Oenxofre pode ser reagido com o carbono recentemente gerado de modo aproduzir formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, enxofre na fasevapor pode ser usado para esta reação. A reação de decomposição de metanoe a reação com enxofre podem ambas ocorrerem na mesma zona de reação,em que o carbono elementar pode ser depositado em uma superfície sólidacomo um produto da reação de decomposição. Após o carbono depositadopela reação de decomposição ser removido do reator pela reação com enxofre,a introdução de enxofre pode ser interrompida e o ciclo de decomposição demetano reiniciado. A reação de decomposição e a reação com enxofre podemtambém ser conduzidas com um sólido portador em sistemas de reator de leitotransportado ou leito fluidizado.

Em algumas formas de realização, o enxofre e/ou o dióxido deenxofre e um composto de carbono podem ser convertidos em formulação dedissulfeto de carbono, os processos para os quais são divulgados nos númerosde patente US 4.963.340, 2.636.810, 3.927.185, 4.057.613 e 4.822.938, e apublicação do pedido de patente US número 2004/0146450, cujas divulgaçõessão aqui incorporadas por referência em sua totalidade.

Em algumas formas de realização da invenção, o monóxido decarbono pode ser reagido com dióxido de enxofre para formar a formulaçãode dissulfeto de carbono, um processo para o qual é apresentado napublicação do pedido de patente US número 2004/0146450, cuja divulgação éaqui incorporado por referência em sua totalidade.

Em algumas formas de realização para executar a Etapa 2, aformulação de dissulfeto de carbono pode ser reagida com outros produtosquímicos para formar derivados de dissulfeto de carbono, por exemplo,tiocarbonatos, xantatos, e/ou ditiocarbamatos, como descrito nos Números dePatente dos Estados Unidos 4.476.113 e 5.076.358, que são aqui incorporadospor referência em sua totalidade.

A liberação de pelo menos uma parte da formulação dedissulfeto de carbono e/ou outros líquidos e/ou gases pode ser executada porqualquer método conhecido. Um método adequado é injetar a formulação dedissulfeto de carbono em um conduto único em um poço único, deixando aformulação de dissulfeto de carbono saturar, e depois bombear pelo menosuma parte da formulação de dissulfeto de carbono com gás e/ou líquidos. Umoutro método adequado é injetar a formulação de dissulfeto de carbono emum primeiro conduto em uma poço único, e bombear pelo menos uma parteda formulação de dissulfeto de carbono com gás e/ou líquidos através de umsegundo conduto no poço único. Um outro método adequado é injetar aformulação de dissulfeto de carbono em um primeiro poço, e bombear pelomenos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com gás e/oulíquidos através de um segundo poço. A seleção do método usado para injetarpelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono e/ou outroslíquidos e/ou gases não é crítica.

A formulação de dissulfeto de carbono e/ou outros líquidose/ou gases pode ser deixada saturar em uma formação durante um período detempo de cerca de 1 hora a cerca de 15 dias, por exemplo, de cerca de 5 acerca de 50 horas.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono e/ou outros líquidos e/ou gases pode ser bombeada em umaformação em uma pressão acima da pressão de fratura da formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser miscível em óleo (ou outros líquidos) e/ou gases emuma formação. Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser imiscível em óleo e/ou gás na formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser misturada com óleo e/ou gás em uma formação paraformar uma mistura que pode ser recuperada de um poço. Em algumas formasde realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação dedissulfeto de carbono misturada com outros componentes não pode misturarcom óleo e/ou gás na formação, de modo que a formulação de dissulfeto decarbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes se movimenta como um tampão através da formação para forçaro óleo e/ou gás no poço. Em algumas formas de realização, uma quantidadede formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto decarbono misturada com outros componentes pode ser injetada em um poço,seguido por um outro componente para forçar a formulação de dissulfeto decarbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes através da formação. Por exemplo, ar, água na forma líquida ouvapor, dióxido de carbono, outros gases, outros líquidos, e/ou misturas destespodem ser usados para forçar a formulação de dissulfeto de carbono ou aformulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentesatravés da formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono, por exemplo, compostos de tiocarbonato, pode ser dissolvida emágua, e a solução resultante bombeada em uma formação. Os compostos detiocarbonato dissolvidos podem se decompor, produzindo dissulfeto decarbono na formação.

Em algumas formas de realização para executar a Etapa 3, aformulação de dissulfeto de carbono é combinada com um ou maishidrocarbonetos: tais como um aromático, por exemplo, benzeno, tolueno ouxileno; hidrocarbonetos clorados, por exemplo, tetracloreto de carbono oucloreto de metileno; outros hidrocarbonetos C5-C15, tais como gasolina;diesel; óleos minerais, outros hidrocarbonetos naftênicos ou parafinicos; águaou vapor; ou outros compostos de enxofre, por exemplo, sulfeto dehidrogênio, e depois injetados em uma formação para a recuperaçãointensificada de óleo. Por exemplo, uma mistura de formulação de dissulfetode carbono, sulfeto de hidrogênio, e água pode ser injetada em uma formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou uma mistura de formulação de dissulfeto de carbono pode serinjetada em uma formação, produzida a partir da formação, e depois separadado óleo e/ou gás recuperados, por exemplo, mediante a ebulição e depoiscondensação, então a formulação de dissulfeto de carbono ou mistura deformulação de dissulfeto de carbono pode ser re-injetada na formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou uma mistura de formulação de dissulfeto de carbono pode seraquecida antes de ser injetada na formação para diminuir a viscosidade dosfluidos na formação, por exemplo, óleos pesados, parafinas, asfaltenos, etc.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou uma mistura de formulação de dissulfeto de carbono pode seraquecida e/ou fervida enquanto dentro da formação, com o uso de um fluidoaquecido ou um aquecedor, para diminuir a viscosidade dos fluidos naformação. Em algumas formas de realização, a água e/ou vapor aquecidospodem ser usados para aquecer e/ou vaporizar a formulação de dissulfeto decarbono na formação. Alternativamente, um fluido não aquoso pode sersubstituído por vapor ou água quente como o meio térmico para vaporizar aformulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, um solvente aromáticopesado que pode ter seu próprio efeito de solubilização sobre oshidrocarbonetos do reservatório.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono pode ser removida dos líquidos brutos recuperados e outros pelosprocessos de separação física, de modo que a formulação de dissulfeto decarbono possa ser reutilizada novamente deixando ficar o não refinadosubstancialmente livre de formulação de dissulfeto de carbono.

Referindo-se agora à Figura 3a, em uma forma de realizaçãoda invenção, o sistema 200 é ilustrado. O sistema 200 inclui a formaçãosubterrânea 202, a formação subterrânea 204, a formação subterrânea 206, e aformação subterrânea 208. A instalação de produção 210 é fornecida nasuperfície. O poço 212 atravessa as formações 202 e 204, e possui aberturasna formação 206. As partes 214 da formação 206 podem opcionalmente serfraturadas e/ou perfuradas. O óleo e o gás da formação 206 são produzidos emporções 214, no poço 212, e se movimentam até a instalação de produção 210.

A instalação de produção pode depois separar o gás, que é enviado para oprocessamento de gás 216, e o líquido, que é enviado para a armazenagem delíquido 218. A instalação de produção também inclui a produção deformulação de dissulfeto de carbono 230. O sulfeto de hidrogênio e/ou outroscompostos contendo enxofre produzidos a partir do poço 212 podem serenviados para a produção de formulação de dissulfeto de carbono 230. Aformulação de dissulfeto de carbono é retornada de volta ao poço 212 que émostrado pela seta para baixo e é bombeada na formação 206, e é depoisproduzida com o óleo e o gás se movendo para trás do poço 212 para ainstalação de produção 210. A instalação de produção 210 é adaptada parareciclar a formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, mediante aebulição da formulação de dissulfeto de carbono, condensando, ou filtrandoou reagindo, depois re-injetando a formulação de dissulfeto de carbono dentrodo poço 212.

Referindo-se agora às Figuras 3 b e 3 c, em algumas formas derealização da invenção, o sistema 200 é ilustrado. O sistema 200 inclui aformação subterrânea 202, a formação subterrânea 204, a formaçãosubterrânea 206, e a formação subterrânea 208. A instalação de produção 210é fornecida na superfície. O poço 212 atravessa as formações 202 e 204, epossui aberturas na formação 206. As partes 214 da formação 206 podem seropcionalmente fraturadas e/ou perfuradas. Durante a produção primária, oóleo e o gás da formação 206 são produzidos em porções 214, no poço 212, ese movimentam até a instalação de produção 210. A instalação de produçãodepois separa o gás, que é enviado para o processamento de gás 216, e olíquido, que é enviado para a armazenagem de líquido 218. A instalação deprodução também inclui a produção de formulação de dissulfeto de carbono230. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofreproduzidos a partir do poço 212 podem ser enviados para a produção deformulação de dissulfeto de carbono 230. Como mostrado na Figura 3b, aformulação de dissulfeto de carbono pode ser bombeada abaixo do poço 212que é mostrado pela seta para baixo e é bombeada na formação 206. Aformulação de dissulfeto de carbono pode ser deixada saturar na formaçãodurante um período de tempo de cerca de 1 hora a cerca de 15 dias, porexemplo, de cerca de 5 a cerca de 50 horas.

Após o período de imersão, como mostrado na Figura 3 c, aformulação de dissulfeto de carbono e o óleo e/ou o gás é depois produzidomovido para trás do poço 212 até a instalação de produção 210. A instalaçãode produção 210 é adaptada para separar e/ou reciclar a formulação dedissulfeto de carbono, por exemplo, mediante a ebulição da formulação dedissulfeto de carbono, condensando ou filtrando ou reagindo, depois re-injetando a formulação de dissulfeto de carbono dentro do poço 212, porexemplo, mediante a repetição do ciclo de saturação mostrado nas Figuras 3be 3c de cerca de 2 a cerca de 5 vezes.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono pode ser bombeada para dentro da formação 206 acima da pressãode fratura da formação, por exemplo, de cerca de 120% a cerca de 200% dapressão de fratura.

Referindo-se agora à Figura 3 d, em algumas formas derealização da invenção, o sistema 300 é ilustrado. O sistema 300 inclui aformação subterrânea 302, a formação 304, a formação 306, e a formação308. A instalação de produção 310 é fornecida na superfície. O poço 312atravessa as formações 302 e 304, e possui aberturas na formação 306. Aspartes 314 podem ser opcionalmente fraturadas e/ou perfuradas. Quando oóleo e o gás são produzidos a partir da formação 306 eles entram nas 314, e semovimentam até o poço 312 da instalação de produção 310. O gás e o líquidopodem ser separados, e o gás pode ser enviado para a armazenagem de gás216, e o líquido pode ser enviado para a armazenagem de líquido 218. Ainstalação de produção 310 é capaz de produzir a formulação de dissulfeto decarbono, que pode ser produzida e armazenada na produção de formulação dedissulfeto de carbono 330. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostoscontendo enxofre do poço 312 podem ser enviados para a produção deformulação de dissulfeto de carbono 330. A formulação de dissulfeto decarbono é bombeada abaixo do poço 332, em porções 334 da formação 306.

A formulação de dissulfeto de carbono atravessa a formação 306 par auxiliarna produção de óleo e gás, e depois a formulação de dissulfeto de carbono,óleo e/ou gás podem todos ser produzidos no poço 312, para a instalação deprodução 310. A formulação de dissulfeto de carbono pode depois serreciclada, por exemplo, mediante a ebulição da formulação de dissulfeto decarbono, condensando ou filtrando ou reagindo, depois re-injetando aformulação de dissulfeto de carbono dentro do poço 332.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser miscível em óleo e/ou gás na formação 306.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser imiscível em óleo e/ou gás na formação 306.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes pode ser misturada com óleo e/ou gás na formação 306 paraformar uma mistura miscível que é produzida no poço 312.

Em algumas formas de realização a formulação de dissulfetode carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outroscomponentes não pode se misturar com óleo e/ou gás na formação 306, demodo que a formulação de dissulfeto de carbono ou a formulação dedissulfeto de carbono misturada com outros componentes se movimenta comoum tampão através da formação 306 para forçar o óleo e/ou gás no poço 312.

Em algumas formas de realização, uma quantidade de formulação dedissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada comoutros componentes pode ser injetada no poço 332, seguido por um outrocomponente para forçar a formulação de dissulfeto de carbono ou formulaçãode dissulfeto de carbono misturada com outros componentes através daformação 306, por exemplo, ar; água em forma gasosa ou líquida; águamisturada com um ou mais sais, polímeros, e/ou tensoativos; dióxido decarbono; outros gases; outros líquidos; e/ou misturas destes.

Referindo-se agora à Figura 4, em algumas formas derealização da invenção, a produção de formulação de dissulfeto de carbono430 é ilustrada. A produção de formulação de dissulfeto de carbono 430possui um consumo de sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendoenxofre, por exemplo, de uma etapa de separação, como debatido acima. Osulfeto de hidrogênio pode ser convertido em dióxido de enxofre mediante areação de oxidação 432. O sulfeto de hidrogênio e o dióxido de hidrogêniopodem ser convertidos em enxofre em 434. O enxofre pode ser combinadocom um composto de carbono para produzir a formulação de dissulfeto decarbono em 436. Em algumas formas de realização, em 438, a formulação dedissulfeto de carbono e o sulfeto de hidrogênio produzido em 436 podem serseparados em porções de formulação de dissulfeto de carbono e sulfeto dehidrogênio, e o sulfeto de hidrogênio reciclado para a reação de oxidação 432.

Em algumas formas de realização, o 438 pode ser omitido, e a formulação dedissulfeto de carbono e o sulfeto de hidrogênio produzido em 436 pode ser aprodução. A formulação de dissulfeto de carbono e/ou uma mistura contendoformulação de dissulfeto de carbono pode ser o rendimento da produção deformulação de dissulfeto de carbono 430.

Referindo-se agora à Figura 5, em algumas formas derealização da invenção, a produção de formulação de dissulfeto de carbono530 é ilustrada. A produção 530 inclui a reação de oxidação de sulfeto dehidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre em dióxido de enxofreem 532, por exemplo, pelo processo de Claus, ou reação de oxidação seletivacatalítica, como debatido acima. Em 534, o monóxido de carbono pode serreagido com dióxido de enxofre para formar a formulação de dissulfeto decarbono, um processo para o qual é apresentado na publicação do pedido depatente US número 2004/146450, cuja divulgação é aqui incorporada porreferência em sua totalidade.

Referindo-se agora à Figura 6, em algumas formas derealização da invenção, o sistema de produção da formulação de dissulfeto decarbono 600 é ilustrado. Uma parte do sulfeto de hidrogênio e/ou outroscompostos contendo enxofre podem ser queimados com oxigênio e/ou ar emforno 601 para produzir dióxido de enxofre, entre outros componentes, e umagrande quantidade de calor. O dióxido de enxofre pode ser alimentado noreator 602, por exemplo, um Reator Claus ou múltiplos Reatores Claus emsérie, e reagido com uma porção diferente de sulfeto de hidrogênio paraproduzir enxofre, por exemplo, um enxofre de temperatura baixa, porexemplo, enxofre tendo uma temperatura menor do que cerca de 445 0C, oponto de ebulição normal do enxofre. A temperatura desta porção de enxofrepode ser aumentada mediante a aplicação de calor do forno 601 para produziruma porção de enxofre de temperatura mais elevada, por exemplo, enxofretendo uma temperatura acima de cerca de 445 0C. A porção de enxofre podeser depois combinada com uma porção de hidrocarboneto no reator deformulação de dissulfeto de carbono 603, produzindo a formulação dedissulfeto de carbono, entre outros componentes, por exemplo, dióxido decarbono, dióxido de enxofre e/ou sulfeto de enxofre. Esta porção deformulação de dissulfeto de carbono pode ser passada através do trocadortérmico 604 para esfriar a porção de formulação de dissulfeto de carbono epara aquecer a porção de hidrocarboneto, por exemplo, para transferir calor daporção de formulação de dissulfeto de carbono para a porção dehidrocarboneto.

Referindo-se agora à Figura 7, em algumas formas derealização da invenção, o sistema 700 é ilustrado. O sistema 700 inclui aformação subterrânea 702, a formação subterrânea 704, a formaçãosubterrânea 706, e a formação subterrânea 708; e a formação subterrânea 802,formação 804, formação 806 e formação 808. A instalação de produção 710 éfornecida na superfície. O poço 712 atravessa as formações 702 e 704, epossui aberturas na formação 706. As partes de formação 714 podem seropcionalmente fraturadas e/ou perfuradas. Quando o óleo e o gás sãoproduzidos a partir da formação 706 consome as partes 714, e se movimentamdo poço 712 até a instalação de produção 710. O gás e o líquido podem serseparados, e o gás pode ser enviado para a armazenagem de gás 716, e olíquido pode se enviado para a armazenagem de líquido 718. A instalação deprodução 710 é capaz de produzir a formulação de dissulfeto de carbono, quepode ser produzida e armazenada na produção de formulação de dissulfeto decarbono 730. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendoenxofre a partir do poço 712 podem ser enviados para a produção deformulação de dissulfeto de carbono 730. A formulação de dissulfeto decarbono é transportada para o poço 732 mediante a tubulação 734 e bombeadaabaixo do poço 732, para a formação 806. A formulação de dissulfeto decarbono pode ser usada na formação 806 para ajudar na produção de óleo egás a partir da formação 806.

O poço 732 é separado do poço 712 por uma distância d 740.Em algumas formas de realização, a distância d 740 é de cerca de 1 a cerca de1000 quilômetros, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 250 quilômetros, ou,por exemplo, de cerca de 10 a cerca de 100 quilômetros, ou, por exemplo, decerca de 50 a 75 quilômetros.

Em algumas formas de realização, os sais derivados dedissulfeto de carbono podem ser dissolvidos em água, e a solução resultantebombeada para dentro das formações 206, 306 e/ou 806. As formulações dedissulfeto de carbono dissolvidas podem se decompor, produzindo dissulfetode carbono nas formações 206, 306 e/ou 806.

Em algumas formas de realização da invenção, o gás e olíquido produzidos a partir dos poços 212, 312 e/ou 712 podem ser separados,por exemplo, com um separador por gravidade ou uma centrífuga, ou comoutros métodos conhecidos na técnica. A porção de gás pode ser enviada paraa produção de formulação de dissulfeto de carbono 230, 330 e/ou 730.

Em algumas formas de realização da invenção, uma porção degás contendo sulfeto de hidrogênio dos poços 212, 312 e/ou 712 pode serenviada para a produção de formulação de dissulfeto de carbono 230, 330e/ou 730, para sofrer reação de oxidação seletiva catalítica 432 e/ou 532 doscompostos de enxofre por: colocar em contato a porção de gás e um gáscontendo oxigênio molecular, converter os componentes contendo enxofre naporção de gás em dióxido de enxofre, e depois opcionalmente remover odióxido de enxofre assim formado da porção de gás.

Em algumas formas de realização da invenção, todos oscomponentes do sistema 200 e/ou sistema 300 podem estar dentro de cerca de10 km um do outro, por exemplo, cerca de 5, 3 ou 1 km.

Em algumas formas de realização, o óleo e/ou o gásproduzidos a partir dos poços 212, 312 e/ou 712 podem ser transportados parauma refinaria e/ou uma instalação de tratamento. O óleo e/ou o gás podem serprocessados para produzir produtos comerciais tais como combustíveis detransporte tais como gasolina e diesel, combustível de aquecimento,lubrificantes, produtos químicos e/ou polímeros. O processamento podeincluir destilação e/ou destilação fracional do óleo e/ou gás para produzir umaou mis frações destiladas. Em algumas formas de realização, o óleo e/ou gás,e/ou a uma ou mais frações destiladas podem ser submetidas a um processode um ou mais dos que seguem: craqueamento catalítico, hidrocraqueamento,hidrotratamento, coqueificação, craqueamento térmico, destilação, reforma,polimerização, isomerização, alquilação, mistura e remoção de cera.

Deve ser observado que qualquer uma das formas derealização para completar a Etapa 1 pode ser combinada com qualquer umadas formas de realização para completar a Etapa 2, que pode ser combinadacom qualquer uma das formas de realização para completar a Etapa 3.

A seleção de um método para completar qualquer uma dasEtapas de 1 a 3 não é crítica. Por exemplo, a Etapa 1 pode ser completadacom a instalação 210 e o poço 212 como mostrado na Figura 3 a, a Etapa 2pode ser completada pela produção de formulação de dissulfeto de carbono630 na Figura 6, e a Etapa 3 pode ser completada pela instalação 210 e poço212 como mostrado na Figura 3a. Alternativamente, as Etapas 1 e/ou 3 podemser completadas pela instalação 210 e poço 212 como mostrado nas Figuras3b e 3c; ou instalação 310 e poços 312 e 332 como mostrado na Figura 3d.Similarmente, a Etapa 2 pode ser completada por qualquer método conhecido.

Por fim, a Etapa 2 pode ser completada pela produção de formulação dedissulfeto de carbono 430 mostrada na Figura 4, produção de formulação dedissulfeto de carbono 530 mostrada na Figura 5, ou qualquer outro método deprodução de formulação de dissulfeto de carbono conhecido.

Aqueles de habilidade na técnica observarão que muitasmodificações e variações são possíveis em termos das formas de realizaçãoapresentadas da invenção, configurações, materiais e métodos sem divergir doseu espírito e escopo. Conseqüentemente, o escopo das reivindicações anexasmais adiante e seus equivalentes funcionais não devem ser limitados pelasformas de realização particulares aqui descritas e ilustradas, visto que estessão meramente exemplares por natureza.

Claims (37)

1. Sistema para a produção de óleo e/ou gás, caracterizadopelo fato de que compreende:um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de umaformação subterrânea, o óleo e/ou o gás compreendendo um ou maiscompostos de enxofre;um mecanismo para converter pelo menos uma parte doscompostos de enxofre a partir do óleo e/ou do gás recuperados em umaformulação de dissulfeto de carbono; eum mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte daformulação de dissulfeto de carbono na formação.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de queo mecanismo para a recuperação compreende um poço naformação subterrânea e uma instalação de recuperação em um lado de topo dopoço;o mecanismo para a conversão compreende uma instalação deconversão conectada de modo fluido na instalação de recuperação; ea instalação de conversão é adaptada para produzir aformulação de dissulfeto de carbono de pelo menos uma parte do composto deenxofre recuperado do poço.

3. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1a 2, caracterizado pelo fato de queo mecanismo para a recuperação compreende um primeiropoço perfurado na formação subterrânea para recuperação do óleo e/ou gás, euma instalação de produção em um lado de topo do primeiro poço; eo mecanismo para a liberação da formulação de dissulfeto decarbono compreende um segundo poço na formação subterrânea paraliberação da formulação de dissulfeto de carbono dentro da formação.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que o primeiro poço está em uma distância de 15 metros a 250quilômetros do segundo poço.

5. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1a 4, caracterizado pelo fato de que a formação subterrânea está abaixo de umamassa de água, e/ou mecanismo para a conversão está acima da massa deágua, tal como uma plataforma de produção; produção em flutuação,armazenagem, e recipiente de carga fora da costa (FPSO); ou uma plataformacom pernas de tração.

6. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um mecanismo parainjeção de água, o mecanismo adaptado para injetar água na formaçãosubterrânea após a formulação de dissulfeto de carbono ter sido liberadadentro da formação.

7. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1a 6, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para recuperaçãocompreende pelo menos um poço, o pelo menos um poço compreendendo umrevestimento e/ou uma perfuração.

8. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1a 7, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para conversão compreende:um primeiro reator para a oxidação de uma primeira parte docomposto de enxofre para produzir dióxido de enxofre;um segundo reator para a reação de uma segunda parte docomposto de enxofre com pelo menos uma parte do dióxido de enxofre paraproduzir enxofre; eum terceiro reator para a reação de pelo menos uma parte doenxofre com um carbono e/ou hidrocarbonetos para produzir a formulação dedissulfeto de carbono.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que o primeiro reator compreende um aparelho para o aquecimento depelo menos uma parte do enxofre do segundo reator.

10. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 8 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende um trocador de calor para atransferência térmica de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto decarbono produzida no terceiro reator em pelo menos uma parte dohidrocarboneto sendo alimentada no terceiro reator.

11. Método para a produção de óleo e/ou gás, caracterizadopelo fato de que compreende:a recuperação de óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, oóleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto de enxofre;a conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofredo óleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; ea liberação de pelo menos uma parte da formulação dedissulfeto de carbono na formação.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que ainda compreende a recuperação da formulação de dissulfetode carbono do óleo e/ou gás, se presentes, e depois a injeção de pelo menosuma parte da formulação de dissulfeto de carbono recuperada na formação.

13. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 11 a 12, caracterizado pelo fato de que a liberação compreende injetar pelomenos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação emuma mistura com um ou mais de hidrocarbonetos; água na forma líquida e/oude vapor; compostos de enxofre diferentes do dissulfeto de carbono; dióxidode carbono; monóxido de carbono; ou misturas destes.

14. Métodos de acordo com uma ou mais das reivindicações de 11 a 13, caracterizados pelo fato de que ainda compreendem o aquecimentoda formulação de dissulfeto de carbono antes da injeção da formulação dedissulfeto de carbono na formação, ou enquanto dentro da formação.

15. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 14, caracterizado pelo fato de que a conversão do composto de enxofrena formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelomenos uma parte do composto de enxofre em enxofre, e a reação de pelomenos uma parte do enxofre com um hidrocarboneto para formar aformulação de dissulfeto de carbono.

16. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 15, caracterizado pelo fato de que a conversão de composto de enxofreem formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelomenos uma parte do composto de enxofre em dióxido de enxofre, e depois aconversão de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre em enxofre.

17. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 16, caracterizado pelo fato de que um outro material é injetado naformação após a formulação de dissulfeto de carbono ser injetada, porexemplo, o outro material selecionado do grupo consistindo de ar, água naforma líquida e/ou vapor, dióxido de carbono, e/ou misturas destes.

18. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 17, caracterizado pelo fato de que a formulação de dissulfeto de carbonoé injetada em uma pressão de 0 a 37.000 quilopascal acima da pressão inicialdo reservatório, medido antes que a injeção de dissulfeto de carbono comece.

19. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 18, caracterizado pelo fato de que qualquer óleo, quando presente naformação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfeto decarbono, possui uma viscosidade de 0,14 cp a 6,0 milhões de cp, por exemplo,uma viscosidade de 0,3 cp a 30.000 cp ou de 5 cp a 5.000 cp.

20. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-11 a 19, caracterizado pelo fato de que a formação subterrânea compreendeuma permeabilidade de 0,0001 a 15 Darcies, por exemplo, umapermeabilidade de 0,001 a 1 Darcy.

21. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações delia 20, caracterizado pelo fato de que qualquer óleo, quando presente naformação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfeto decarbono, possui um teor de enxofre de 0,5% a 5%, por exemplo, de 1% a 3%.

22. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 11 a 21, caracterizado pelo fato de que a conversão de pelo menos uma partedo composto de enxofre compreendea oxidação de uma primeira parte do composto de enxofre comar e/ou oxigênio para produzir dióxido de enxofre;a reação do dióxido de enxofre com uma segunda parte docomposto de enxofre para produzir enxofre; ea reação do enxofre com um hidrocarboneto para produzir umaformulação de dissulfeto de carbono.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que ainda compreende o aquecimento do enxofre antes da reaçãocom o hidrocarboneto.

24. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 22 a 23, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a transferênciatérmica da formulação de dissulfeto de carbono produzida para ohidrocarboneto sendo alimentado na reação.

25. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de 11 a 24, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a conversão de pelomenos uma parte do óleo e/ou gás recuperados em um material selecionadodo grupo consistindo de combustíveis de transporte tais como gasolina ediesel, combustível de aquecimento, lubrificantes, produtos químicos, e/oupolímeros.

26. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:a oxidação de uma primeira parte de um composto de enxofreem uma primeira zona de reação para produzir o dióxido de enxofre;a reação de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre comuma segunda parte do composto de enxofre em uma segunda zona de reaçãopara produzir o enxofre; ea reação de pelo menos uma parte do enxofre com um ou maishidrocarbonetos em uma terceira zona de reação para produzir umaformulação de dissulfeto de carbono.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que ainda compreende o aquecimento de pelo menos uma partedo enxofre usando o calor gerado na oxidação do composto de enxofre.

28. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-26 a 27, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a troca de calor depelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com pelomenos uma parte dos hidrocarbonetos, esfriamento da formulação dedissulfeto de carbono, e aquecimento dos hidrocarbonetos.

29. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-26 a 28, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte do enxofre quedeixa a segunda zona de reação possui uma temperatura de IOO0C a 45O0C.

30. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações de-27 a 29, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte do enxofre apóso aquecimento possui uma temperatura de 450°C a IOOO0C.

31. Sistema para a produção de óleo e/ou gás, caracterizadopelo fato de que compreende:um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de umaprimeira formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou maiscompostos de enxofre;um mecanismo para a conversão de pelo menos uma parte doscompostos de enxofre do óleo e/ou gás recuperados em uma formulação dedissulfeto de carbono; eum mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte daformulação de dissulfeto de carbono em uma segunda formação subterrânea.

32. Sistema de acordo com a reivindicação 31, caracterizadopelo fato de que a primeira formação está a uma distância de menos do que 1000 quilômetros da segunda formação, por exemplo, menos do que 500, oumenos do que 250 quilômetros.

33. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 31 a 32, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma conexão entreo mecanismo para a conversão e o mecanismo para a liberação.

34. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 31 a 33, caracterizado pelo fato de que a conexão compreende uma tubulação.

35. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 31 a 34, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para a recuperação estádentro de uma distância de 100 quilômetros do mecanismo para a conversão,por exemplo, dentro de uma distância de 10 quilômetros ou dentro de umadistância de 5 quilômetros.

36. Sistema de acordo com uma ou mais das reivindicações de 31 a 35, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos umaunidade selecionada do grupo consistindo de craqueamento catalítico,hidrocraqueamento, hidrotratamento, coqueificação, craqueamento térmico,destilação, reforma, polimerização, isomerização, alquilação, mistura eremoção de cera.

37. Sistema de acordo com a reivindicação 36, caracterizadopelo fato de que a pelo menos uma unidade é adaptada para converter o óleoe/ou gás recuperados em pelo menos um material selecionado do grupoconsistindo de combustíveis de transporte tais como gasolina e diesel,combustível de aquecimento, lubrificantes, produtos químicos, e/oupolímeros.