BRPI0608825B1

BRPI0608825B1 - sistema e método para a produção de óleo e/ou gás

Info

Publication number: BRPI0608825B1
Application number: BRPI0608825A
Authority: BR
Inventors: Michiel Mollinger Alexander; Dermot Murray Brendan; Chien Wang Dean; Charlton Mccammon Douglas; Johannes Puik Eric; Jacobus Van Dorp Johan; Zvi Golombok Michael; Jan Groeneveld Michiel; Valdez Raul; Mikus Thomas; Van Vark Willem
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2017-06-06
Also published as: AU2006240103A1; US7601320B2; CA2820375A1; AU2006240103B2; CA2606215A1; CA2820375C; EA200702287A1; EP1871988A2; CA2606215C; US20060254769A1; US20080302532A1; MX2007012941A; US20090025935A1; NO20075965L; US7426959B2; BRPI0608825A2; WO2006115965A2; CN101166889A; US7654322B2; EA011939B1

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 métodos para a produção de óleo e/ou gás.

Fundamentos da Invenção Quantidades substanciais de óleo natural ácido estão correntemente sendo produzidos de poços de gãs natural» poços de óleo (por exemplo» como gás associado), e de reservatórios de armazenagem de gãs natural que foram infectados com bactérias produtoras de sulfeto de hidrogênio. A presença de sulfeto de hidrogênio e outros compostos de enxofre no combustível e outros gases tem a muito tempo sido de interesse tanto para os usuários quanto para os produtores de tais gases. Além dos efeitos corrosivos e outros adversos que tais impurezas têm sobre o equipamento e processos, emissões nocivas são comumente produzidas a partir da combustão do gás natural como um resultado da oxidação dos compostos de enxofre. Os óxidos de enxofre resultantes podem ser um principal contribuinte para a poluição do ar e podem ter impacto prejudicial sobre o meio ambiente. Regulamentos federais e estaduais crescente mente rigorosos têm consequentemente sido promulgados em uma tentativa para reduzir ou eliminar as emissões sulfurosas, e um interesse concomitante existe em eficientemente remover do gás natural e outros mais o sulfeto de hidrogênio que compreende um precursor significativo de emissões nocivas. Além disso, um método de disposição do sulfeto de hidrogênio tem sido convertê-lo em enxofre sólido, para armazenagem. 'Devido aos interesses ambientais c estéticos, muitos países estão agora proscrevendo a formação de tais depósitos de enxofre. A Recuperação Intensificada de Óleo (EOR) pode ser usada para aumentar a recuperação de óleo nos campos em todo o mundo. Existem três tipos principais de EOR, térmica, química/polimérica e injeção de gãs, que podem ser usados para aumentar a recuperação de óleo de um reservatório, além do que podem ser obtidos por meios convencionais -possivelmente prolongando a vida de um campo e impulsionando o fator de recuperação de óleo. A recuperação intensificada térmica opera mediante a adição de calor ao reservatório. A forma mais amplamente praticada é uma transmissão a vapor, que reduz a viscosidade de óleo de modo que possa fluir para os poços de produção. A corrente química aumenta a recuperação mediante a redução das forças capilares que aprisionam o óleo residual. A corrente polimérica melhora a eficiência de limpeza da água injetada. A injeção 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 residual aprisionado pode ser recuperado.

Referindo-se à Figura 1, é ilustrado o sistema da técnica anterior 10. O sistema 100 inclui a formação subterrânea 102, a formação subterrânea 104, a formação subterrânea 106 e a formação subterrânea 108. A instalação de produção 110 é fornecida na superfície. O poço 112 atravessa as formações 102 e 104, e termina na formação 106. A parte da formação 106 é mostrada na 114. Óleo e gás são produzidos a partir da formação 106 através do poço 112, até a instalação de produção 110. Gás e líquido são separados um do outro, o gás é armazenado na armazenagem de gás 116 e o líquido é armazenado na armazenagem de líquido 118. O gás na armazenagem de gás 116 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. A Patente US número 6.149.344 é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

Existe uma necessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados para processamento, transporte, descarte ou armazenagem de sulfeto de hidrogênio de um líquido e/ou gás. Existe uma necessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados para processamento, transporte, descarte ou armazenagem de enxofre de um líquido e/ou gás. Existe uma outra necessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados com relação a recuperação intensificada de óleo. Existe ainda uma necessidade na técnica de sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de óleo usando um composto de enxofre, por exemplo, através da redução da viscosidade, efeitos químicos e corrente miscível. Existe uma outra necessidade na técnica para sistemas e métodos melhorados com relação a produção 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 à matéria prima para a produção de raiom e inseticidas agrícolas. O processo de fabricação de dissulfeto de carbono envolve a aquisição e transporte tanto de enxofre sólido quanto de gás natural (ou uma outra fonte de carbono), freqüentemente de longas distâncias, até o sítio de fabricação e produz dissulfeto de carbono com pureza muito elevada. Estes dois fatores - os custos elevados de aquisição e de remessa das matérias primas, e a pureza elevada do produto final - resultam em um custo de produção relativamente elevado como relação ao dissulfeto de carbono. O processo de fabricação para a conversão de gás ácido em enxofre sólido envolve uma unidade de solvente para primeiro remover o sulfeto de hidrogênio, outros compostos de enxofre, e contaminantes tais como dióxido de carbono da corrente de gás natural, seguido por uma unidade Claus para converter o sulfeto de hidrogênio em enxofre, que é depois deixado solidificar antes do transporte. O processo de fabricação para a fabricação de dissulfeto de carbono, por outro lado, requer o aquecimento, fusão e vaporízação de enxofre sólido e reação de seus vapores com gás natural aquecido ou unia outra fonte de carbono.

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

Sumário da Invenção Em um aspecto, a invenção fornece um sistema que compreende um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gãs compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para a conversão de pelo menos uma parte dos compostos de enxofre a partir do óleo e/ou gás recuperado dentro de uma formulação de dissulfeto de carbono; e um mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um método que compreende a recuperação de óleo e/ou gãs a partir de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto de enxofre; conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre do óleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissufeto de carbono dentro da formação.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um método compreendendo ao oxidação de uma primeira parte de um composto de enxofre em uma primeira zona de reação para produzir dióxido de enxofre; reação de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre com uma segunda parte do composto de enxofre em uma segunda zona de reação para produzir enxofre; e reação de pelo menos uma parte do enxofre com um ou mais hidrocarbonetos em uma terceira zona de reação para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono.

Em um outro aspecto, a invenção fornece um sistema para a produção de óleo e/ou gás compreendendo um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de uma primeira formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para a conversão de pelo menos uma parte dos compostos de enxofre do óleo e/ou gás recuperado em uma formulação de dissulfeto; e um mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono em uma segunda formação subterrânea.

As vantagens da invenção incluem um ou mais dos seguintes: Sistemas e métodos melhorados para a disposição de sulfeto de hidrogênio, enxofre e/ou outros compostos com base em enxofre.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de hidrocarbonetos de uma formação com uma formulação de dissulfeto de carbono.

Sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de hidrocarbonetos a partir de uma formação com um fluido contendo uma formulação de dissulfeto de carbono.

Sistemas e métodos melhorados para a produção de uma formulação de dissulfeto.

Formulações de dissulfeto de carbono melhoradas contendo composições para a recuperação secundária de hidrocarbonetos.

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

Sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de óleo.

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

Sistemas e métodos melhorados para a recuperação intensificada de óleo usando um composto que é miscível com óleo no lugar certo.

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

Breve Descricão dos Desenhos A Figura l ilustra um sistema de produção de óleo e/ou gás. A Figura l 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 de dissulfeto de carbono. A Figura 5 ilustra um processo de produção de formulação de dissulfeto de carbono, A Figura 6 ilustra um processo de produção de formulação dc dissulfeto de carbono. A Figura 7 ilustra um sistema de produção de óleo e/ou gás. Descrição Detalhada da Invenção Em urna forma de realização da invenção, é divulgado um sistema que compreende um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás a partir de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para conversão de pelo menos uma parte dos compostos de enxofre do óleo e/ou gás recuperado em uma formulação de dissulfeto de carbono; e um mecanismo para a liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação. Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo para a recuperação compreende um poço na formação subterrânea e uma instalação de recuperação em um lado de topo do poço; o mecanismo para a conversão compreende uma instalação de conversão de modo líquido conectado à instalação de recuperação; e/ou a instalação de conversão é adaptada para produzir formulação de dissulfeto de carbono de pelo menos uma parte do composto de enxofre recuperado do reservatório. Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo de recuperação compreende um primeiro poço perfurado na formação subterrânea para a recuperação do óleo e/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 carbono compreende um segundo poço na formação subterrânea para a liberação da formulação de dissulfeto de carbono na formação. Em algumas formas de realização da invenção, o primeiro poço está em uma distância de 15 a 2000 metros do segundo poço, onde a faixa pode abranger o espaçamento de poço típico dos projetos submergidos em água conhecidos térmicos, de injeção de gás miscível, primários e secundários. Os projetos de recuperação de óleo intensificados podem também expandir-se além do espaçamento típico de poço muitas vezes dezenas de quilômetros, portanto a faixa é limitada apenas pela extensão do reservatório que transporta o hidrocarboneto no sentido lateral, tipicamente de 1 km a 250 km. Em algumas formas de realização da invenção, a formação subterrânea é mais baixa que uma massa de água, e/ou mecanismo para a conversão está flutuando sobre a massa de água, tal como uma plataforma de produção. Em algumas formas de realização da invenção, o sistema também inclui um mecanismo para a injeção de água, o mecanismo adaptado para injetar água na formação subterrânea após a formulação de dissulfeto de carbono ter sido liberada dentro da formação. Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo para recuperação compreende pelo menos um poço, o pelo menos um poço compreendendo um revestimento e/ou uma perfuração. Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo para conversão compreende um primeiro reator par a oxidação de uma primeira parte do composto de enxofre para produzir dióxido de enxofre; um segundo reator para a reação de uma segunda parte do composto de enxofre com pelo menos uma parte do dióxido de enxofre para produzir enxofre; e um terceiro reator para a reação de pelo menos uma parte do enxofre com um hidrocarboneto para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização da invenção, o primeiro reator compreende um mecanismo para o aquecimento de pelo menos uma parte do enxofre do segundo reator. Em algumas formas de realização da invenção, o sistema também inclui um trocador de calor para a transferência térmica de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono produzida no terceiro reator em pelo menos uma parte do hidrocarboneto sendo alimentada no terceiro reator.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado um método que compreende a recuperação de óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto de enxofre; a conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre do óleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e a liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui 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 de dissulfeto de carbono recuperada na formação. Em algumas formas de realização da invenção, a liberação compreende injetar pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação em uma mistura com um ou mais de ar; hidrocarbonetos; água na forma líquida e/ou de vapor; compostos de enxofre diferentes do dissulfeto de carbono; dióxido de carbono; monóxido de carbono; ou misturas destes. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui o aquecimento da formulação de dissulfeto de carbono antes da injeção da formulação de dissulfeto de carbono na formação, ou enquanto dentro da formação. Em algumas formas de realização da invenção, a conversão do composto de enxofre na formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelo menos uma parte do composto de enxofre em enxofre, e a reação de pelo menos uma parte do enxofre com um hidrocarboneto para formar a formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização da invenção, a conversão de composto de enxofre em formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelo menos uma parte do composto de enxofre em dióxido de enxofre, e depois a conversão de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre em enxofre. Em algumas formas de realização da invenção, um outro material é injetado na formação após a formulação de dissulfeto de carbono ser injetada, por exemplo, o outro material selecionado do grupo consistindo de ar, água na forma líquida e/ou vapor, dióxido de carbono, e/ou misturas destes. Em algumas formas de realização da invenção, a formulação de dissulfeto de carbono é injetada em uma faixa de pressão nascente de 0 a 37.000 quilopascal, por exemplo, 3.500 kPa a 11.000 kPa. Em algumas formas de realização da invenção, o óleo, quando presente na formação 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 da invenção, a formação subterrânea compreende uma permeabilidade média de 0,0001 a 15 Darcies, por exemplo, uma permeabilidade de 0,001 a 1 Darcy. Em algumas formas de realização da invenção, qualquer óleo, quando presente na formação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfeto de carbono, possui um teor de enxofre de 0,5% a 5%, por exemplo, de 1% a 3%. Em algumas formas de realização da invenção, a conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre compreende a oxidação de uma primeira parte do composto de enxofre com ar e/ou oxigênio para produzir dióxido de enxofre; a reação do dióxido de enxofre com uma segunda parte do composto de enxofre para produzir enxofre; e reação do enxofre com um hidrocarboneto para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui o aquecimento do enxofre antes da reação com o hidrocarboneto. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui a transferência térmica da formulação de dissulfeto de carbono produzido para o hidrocarboneto sendo alimentado na reação.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado um método que compreende a oxidação de uma primeira parte de um composto de enxofre em uma primeira zona de reação para produzir o dióxido de enxofre; a reação de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre com uma segunda parte do composto de enxofre em uma segunda zona de reação para produzir o enxofre; e a reação de pelo menos uma parte do enxofre com um ou mais hidrocarbonetos em uma terceira zona de reação para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui o aquecimento de pelo menos uma parte do enxofre usando o calor gerado na oxidação do composto de enxofre. Em algumas formas de realização da invenção, o método também inclui a troca de calor de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com pelo menos uma parte dos hidrocarbonetos, esfriamento da formulação de dissulfeto de carbono, e aquecimento dos hidrocarbonetos. Em algumas formas de realização da invenção, pelo menos uma parte do enxofre que deixa a segunda zona de reação possui uma temperatura de 100°C a 450°C. Em algumas formas de realização da invenção, pelo menos uma parte do enxofre após o aquecimento possui uma temperatura de 450°C a 1000°C.

Em uma forma de realização da invenção, é apresentado um sistema para a produção de óleo e/ou gás compreendendo um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de uma primeira formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para a conversão de 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 em uma segunda formação subterrânea. Em algumas formas de realização da invenção, a primeira formação está a uma distância de menos do que 1000 quilômetros da segunda formação, por exemplo, menos do que 250 quilômetros. Em algumas formas de realização da invenção, o sistema também inclui uma conexão de fluido entre o mecanismo para a conversão e o mecanismo para a liberação. Em algumas formas de realização da invenção, a conexão de fluido compreende uma tubulação. Em algumas formas de realização da invenção, o mecanismo para a recuperação está dentro de uma distância de 100 quilômetros do mecanismo para a conversão, por exemplo, dentro de uma distância de 10 quilômetros.

Referindo-se agora à Figura 2, em uma forma de realização da invenção, o processo A para a produção de óleo e/ou gás, que inclui a disposição de um composto de enxofre é ilustrado. O processo A inclui a etapa 1 onde o óleo e/ou gás é recuperado de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás incluindo um composto de enxofre. Na etapa 2, pelo menos uma parte do composto de enxofre do óleo e/ou gás é convertido em uma formulação de dissulfeto de carbono. Na etapa 3, pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono ou uma mistura que compreende uma formulação de dissulfeto de carbono pode ser liberada em uma formação. A recuperação de óleo e/ou gás com um composto de enxofre de uma formação subterrânea pode ser executada por qualquer método. Os métodos adequados incluem a produção subaquática, produção de superfície, produção primária, secundária ou terciária. A seleção do método usado para recuperar o óleo e/ou gás da formação subterrânea não é crítica.

Em uma forma de realização, o óleo e/ou gás com um composto de enxofre pode ser recuperado a partir de uma formação em um poço, e fluir através do poço e linha de fluxo em uma instalação. Em algumas formas de realização, a recuperação de óleo intensificada, com o uso de um agente, 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 de enxofre pode incluir hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, mercaptanos, sulfetos e dissulfetos diferentes do dissulfeto de hidrogênio, ou compostos de enxofre heterocíclicos, por exemplo, tiofenos, benzofiofenos, ou dibenzotiofenos de anel substituídos ou condensados, ou misturas destes. A conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre em uma formulação de dissulfeto de carbono pode ser executada por qualquer método conhecido. Os métodos adequados podem incluir a reação de oxidação do composto de enxofre em enxofre e/ou dióxidos de enxofre, e mediante a reação de enxofre e/ou dióxido de enxofre com carbono e/ou um composto contendo carbono para formar a formulação de dissulfeto de carbono. A seleção do método usado para converter pelo menos uma parte do composto de enxofre em uma formulação de dissulfeto de carbono não é crítica.

Em algumas formas de realização da invenção, a formulação de dissulfeto de carbono pode incluir dissulfeto de carbono e/ou derivados de dissulfeto 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 de formulação de dissulfeto de carbono pode ter um consumo de um composto de enxofre, por exemplo, diretamente da formação, ou após ser separado.

Em algumas formas de realização, pelo menos uma parte do composto de enxofre pode ser separada de outros gases e/ou líquidos da formação, antes do processo de oxidação. Os processos de separação adequados incluem a extração de solvente, usando um agente descontaminante, liquefação e isolamento do composto de enxofre mediante a compressão e esfriamento, ou outros métodos de separação conhecidos. Os compostos de enxofre recuperados do óleo e/ou gás podem ser enviados para uma instalação de produção da formulação de dissulfeto de carbono, onde os compostos de enxofre podem ser convertidos em uma formulação de dissulfeto de carbono.

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

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

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

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

Em algumas formas de realização da invenção, o composto de enxofre pode ser oxidado na presença de um catalisador. Os catalisadores adequados incluem alumínio, antimônio, bismuto, cério, cromo, cobalto, cobre, disprósio, érbio, európio, gadolínio, ouro, háfnio, 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 forma elementar, ou como compostos, por exemplo, óxidos, sulfetos ou carbonetos dos elementos, e/ou combinações ou misturas de dois ou mais dos acima.

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

Em algumas formas de realização da invenção, o catalisador pode ser disperso em um portador de catalisador. Os portadores de catalisador adequados 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 misturas de dois ou mais do acima.

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender um material contendo vanádio e uma substância selecionada de escândio, ítrio, lântano e samário e opcionalmente um promotor contendo antimônio.

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

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender um óxido de molibdênio, níquel, manganês, vanádio, e/ou cromo sustentado em dióxido de titânio.

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender um catalisador de múltiplos componentes contendo materiais de antimônio, vanádio e magnésio.

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender um catalisador de metal misturado contendo vanádio em combinação com molibdênio ou magnésio.

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

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender óxidos tanto de bismuto quanto de vanádio e/ou V2O5 sustentado em mordenita ácida ou alumina.

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

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender um catalisador de óxido de metal misturado contendo titânia, por exemplo, onde o catalisador pode conter de 0,1 a 25% em peso de óxido de níquel e de 0 a 10% em peso de óxido de alumínio (onde as porcentagens são baseadas no catalisador sustentado).

Em algumas formas de realização, o catalisador pode compreender uma mistura de dois ou mais de platina, ródio, níquel, paládio, rutênio e irídio, por exemplo, uma mistura de platina-ródio. Em algumas formas de realização, a mistura pode também conter um metal lantanídeo ou óxido de metal. A mistura pode ser sustentada em um lantanídeo, por exemplo, suporte refratário revestido com samário.

Em algumas formas de realização da invenção, a reação de oxidação pode ocorrer em uma zona de reação tendo uma temperatura de menos do que cerca de 500°C, por exemplo, de cerca de 150 a cerca de 500°C, de cerca de 200 a cerca de 300°C, ou acima do ponto de condensação do enxofre, para dadas condições de processo, de modo que o enxofre não se condensa no catalisador ou na zona de reação.

Em algumas formas de realização da invenção, a reação de oxidação pode ocorrer em uma zona de reação tendo uma pressão de cerca de 100 a cerca de 1000 quilopascal, por exemplo, de cerca de 200 a cerca de 500 quilopascal (absoluto).

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

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

Em algumas formas de realização, quando o composto de enxofre for sulfeto de hidrogênio, o sulfeto de hidrogênio pode ser convertido em enxofre pela seguinte seqüência de reação: H2S + (72M) -> Mn/2S + H2 M„/2S (72M) + S onde M representa um metal adequado, por exemplo, ferro, cobalto, níquel, bismuto ou molibdênio. Esta seqüência de reação de duas etapas para a produção de enxofre é apresentada em Chang’s Patente US N- 4.543.434, que é aqui incorporada por referência em sua totalidade.

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

Enxofre e/ou dióxido de enxofre podem ser reagidos com carbono ou um composto contendo carbono em uma zona de reação para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono. Em algumas formas de realização, os produtos, por exemplo, a formulação de dissulfeto de carbono e outros compostos de enxofre, podem ser separados em formulação de dissulfeto de carbono e partes de composto de enxofre, e a parte de composto de enxofre reciclada para ser oxidada e/ou combinada com um composto de carbono.

Em algumas formas de realização, o composto de carbono compreende carbono em qualquer forma, por exemplo, grafita, carvão, carvão vegetal, 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 de enxofre podem ser combinados com um composto de carbono em temperaturas de cerca de 500 a cerca de 900°C, por exemplo, de cerca de 550 a 700°C.

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

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

Em algumas formas de realização, um excesso de enxofre e/ou dióxido 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 carbono pode ser alimentado contra-corrente no enxofre e/ou dióxido de enxofre de modo que os componentes podem colidir de frente.

Em algumas formas de realização, o enxofre e/ou o dióxido de enxofre podem ser combinados com um composto de carbono na presença de um catalisador. Os catalisadores adequados incluem catalisadores de sílica-alumina, por exemplo, aqueles contendo de 2 a 10 por cento em peso de süica; süica gel; terra de füller; bauxita, alumina ativada, e em geral aqueles tipos de argila que são eficazes na remoção de corpos coloridos e corpos em forma de goma dos óleos de petróleo. Os catalisadores podem adicionalmente compreender 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 compostos dos metais, ou como óxidos e sulfetos. Por exemplo, os óxidos e sulfetos de ferro, vanádio, cromo, molibdênio, e manganês podem ser usados como promotores em combinação com sílica gel, terra fuller e/ou catalisadores de alumina ativada.

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

Em algumas formas de realização, dióxido de enxofre e monóxido de carbono podem ser reagidos para formar uma formulação de dissulfeto de carbono. O processo pode incluir uma primeira etapa de reação em que o dióxido de enxofre e o monóxido de carbono são reagidos na presença de um catalisador para formar sulfeto de carbonila e dióxido de carbono. Em uma segunda etapa de reação, o sulfeto de carbonila pode ser convertido sobre um catalisador em formulação de dissulfeto de carbono e dióxido de carbono em uma reação de desproporcionação. As reações podem ser representadas pelas seguintes equações: 3CO + S02 -> COS + 2C02 2COS -> CS2 + C02 Estas duas equações podem ser combinadas para fornecer a seguinte equação que pode representar o processo total. 6CO + 2S02 -> CS2 + 5C02 A reação pode ser acionada para a conclusão mediante a remoção da formulação de dissulfeto de carbono. A primeira etapa de reação pode ser promovida por um catalisador do tipo contendo um óxido de metal redutível, 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 de calor pode ser removida da reação para controlar a temperatura. A reação pode ser conduzida em um reator de estrutura e tubo, um reator de leito fluidizado, ou um reator de sal fundido. O calor que é recuperado desta primeira etapa de reação pode ser vantajosamente usado na segunda etapa ou outras partes do processo. A segunda etapa de reação pode ser reversível. A formulação de dissulfeto de carbono pode ser recuperada do efluente do reator e o sulfeto de carbonila não reagido reciclado. Altemativamente, a formulação de dissulfeto de carbono pode ser continuamente removido mediante a absorção em um solvente, por exemplo, em uma coluna de reator-absorvente. A coluna pode conter partículas de catalisador que também servem como o invólucro da torre. Assim, o catalisador não apenas promove a reação, mas, além disso, pode fornecer a área superficial para contato entre o absorvente líquido e a fase gasosa. Os gases de saída da primeira etapa de reação podem ser alimentados na parte inferior da coluna de reator-absorvente. Este gás pode conter sulfeto de carbonila. Quando o gás passa através da coluna, o sulfeto de carbonila pode ser convertido na formulação de dissulfeto de carbono e dióxido de carbono. A formulação de dissulfeto de carbono pode ser continuamente absorvida em um solvente, que flui abaixo da coluna. Desta maneira, como os gases continuam a passar através da coluna, a concentração de sulfeto de carbonila declina e se aproxima do zero, deixando apenas o dióxido de carbono. O solvente, que sai da parte inferior da coluna impregnado com a formulação de dissulfeto de carbono, pode ser regenerado em uma coluna de extração e reciclado de volta à coluna de reator-absorvente. As frações livres elevadas podem ser usadas para minimizar a correnteza nas operações de fluxo contra-corrente. Os catalisadores para a decomposição do sulfeto de carbonila em formulação de dissulfeto de carbono e dióxido de carbono podem incluir alumina ativada, süica-alumina, quartzo, vidro, titânia e compósitos de alumina-titânia, e/ou caulim. O absorvente pode ser um bom solvente para a formulação de dissulfeto de carbono, ter uma pressão baixa de vapor, e/ou ser estável em temperaturas elevadas, por exemplo, fluidos orgânicos sintéticos e óleos de silicona. As temperaturas de cerca de 50 a cerca de 250°C podem ser usadas com pressão na faixa de 100 a 1000 quilopascal.

Em algumas formas de realização, uma formulação de dissulfeto de carbono pode ser produzida mediante a reação de carbono elementar com enxofre. O carbono elementar pode ser obtido de metano, que pode ser termicamente decomposto em carbono e hidrogênio na ausência de oxigênio ou compostos contendo oxigênio, para garantir que nenhuma conversão de metano em oxigenatos possa ocorrer. O hidrogênio pode ser coletado para uso separado. O calor requerido para esta reação de decomposição pode ser fornecido em qualquer forma desejável. É possível que uma superfície catalítica possa ser usada para intensificar a reação de decomposição e assim reduzir os requisitos de combustível da reação. O enxofre pode ser reagido com o carbono recentemente gerado de modo a produzir formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, enxofre na fase vapor pode ser usado para esta reação. A reação de decomposição de metano e a reação com enxofre podem ambas ocorrerem na mesma zona de reação, em que o carbono elementar pode ser depositado em uma superfície sólida como um produto da reação de decomposição. Após o carbono depositado pela reação de decomposição ser removido do reator pela reação com enxofre, a introdução de enxofre pode ser interrompida e o ciclo de decomposição de metano reiniciado. A reação de decomposição e a reação com enxofre podem também ser conduzidas com um sólido portador em sistemas de reator de leito transportado ou leito fluidizado.

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

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

Em algumas formas de realização para executar a Etapa 2, a formulação de dissulfeto de carbono pode ser reagida com outros produtos químicos para formar derivados de dissulfeto de carbono, por exemplo, tiocarbonatos, xantatos, e/ou ditiocarbamatos, como descrito nos Números de Patente dos Estados Unidos 4.476.113 e 5.076.358, que são aqui incorporados por referência em sua totalidade. A liberação de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono e/ou outros líquidos e/ou gases pode ser executada por qualquer método conhecido. Um método adequado é injetar a formulação de dissulfeto de carbono em um conduto único em um poço único, deixando a formulação de dissulfeto de carbono saturar, e depois bombear pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com gás e/ou líquidos. Um outro método adequado é injetar a formulação de dissulfeto de carbono em um primeiro conduto em um poço único, e bombear pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com gás e/ou líquidos através de um segundo conduto no poço único. Um outro método adequado é injetar a formulação de dissulfeto de carbono em um primeiro poço, e bombear pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono com gás e/ou líquidos através de um segundo poço. A seleção do método usado para injetar pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono e/ou outros líquidos e/ou gases não é crítica. A formulação de dissulfeto de carbono e/ou outros líquidos e/ou gases pode ser deixada saturar em uma formação durante um período de tempo de cerca de 1 hora a cerca de 15 dias, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 50 horas.

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

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser miscível em óleo (ou outros líquidos) e/ou gases em uma formação. Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com, outros componentes pode ser imiseível em óleo e/ou gãs na formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser misturada com óleo e/ou gás em urna formação para formar uma mistura que pode ser recuperada de um poço. Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes não pode misturar com óleo e/ou gãs na formação, de modo que a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes se movimenta como um tampão através da formação para forçar o óleo e/ou gãs no poço. Em algumas formas de realização, uma quantidade de formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser injetada em um poço, seguido por um outro componente para forçar a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes através da formação. Por exemplo, ar, água na forma líquida ou vapor, dióxido de carbono, outros gases, outros líquidos, e/ou misturas destes podem ser usados para forçar a formulação de dissulfeto de carbono ou a formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes através da formação.

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, compostos de tiocarbonato, pode ser dissolvida em água, e a solução resultante bombeada em urna formação. Os compostos de tiocarbonato dissolvidos podem se decompor, produzindo dissulíeto de carbono na formação.

Em algumas formas de realização para executar a Etapa 3, a formulação de dissulfeto de carbono é combinada com um ou mais hidrocarbonetos: tais como um aromático, por exemplo, benzeno, tolueno ou xileno; hidrocarbonetos clorados, por exemplo, tetracloreto de carbono ou cloreto de metiletio; outros hidrocarbonetos C5-C15, tais como gasolina; diesel; óleos minerais, outros hidrocarbonetos naftênicos ou parafínicos; água ou vapor; ou outros compostos de enxofre, por exemplo, sulfeto de hidrogênio, e depois injetados em uma formação para a recuperação intensificada de óleo. Por exemplo, uma mistura de formulação de dissulfeto de carbono, sulfeto de hidrogênio, e água pode ser injetada em uma formação.

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

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

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou uma mistura de formulação de dissulfeto de carbono pode ser aquecida e/ou fervida enquanto dentro da formação, com o uso de um fluido aquecido ou um aquecedor, para diminuir a viscosidade dos fluidos na formação. Em, algumas formas de realização, a água e/ou vapor aquecidos podem ser usados para aquecer e/ou vaporizar a formulação de dissulfeto de carbono na formação. Altemativamente, um fluido não aquoso pode ser substituído por vapor ou água quente como o meio térmico para vaporizar a formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, um solvente aromático pesado que pode ter seu próprio efeito de solubilização sobre os hidrocarbonetos do reservatório.

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

Referindo-se agora à Figura 3a, em uma forma de realização da invenção, o sistema 200 é ilustrado. O sistema 200 inclui a formação subterrânea 202, a formação subterrânea 204, a formação subterrânea 206, e a formação subterrânea 208. A instalação de produção 210 é fornecida na superfície. O poço 212 atravessa as formações 202 e 204, e possui aberturas na formação 206. As partes 214 da formação 206 podem opcionalmente ser fraturadas e/ou perfuradas. O óleo e o gás da formação 206 são produzidos em porções 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 o processamento de gás 216, e o líquido, que é enviado para a armazenagem de líquido 218. A instalação de produção também inclui a produção de formulação de dissulfeto de carbono 230. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre produzidos a partir do poço 212 podem ser enviados para a produção de formulação de dissulfeto de carbono 230. A formulação de dissulfeto de carbono é retomada de volta ao poço 212 que é mostrado pela seta para baixo e é bombeada na formação 206, e é depois produzida com o óleo e o gás se movendo para trás do poço 212 para a instalação de produção 210. A instalação de produção 210 é adaptada para reciclar a formulação de dissulfeto de carbono, por exemplo, mediante a ebulição da formulação de dissulfeto de carbono, condensando, ou filtrando ou reagindo, depois re-injetando a formulação de dissulfeto de carbono dentro do poço 212.

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

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

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

Referindo-se agora à Figura 3d, em algumas formas de realização da invenção, o sistema 300 é ilustrado. O sistema 300 inclui a formação subterrânea 302, a formação 304, a formação 306, e a formação 308. A instalação de produção 310 é fornecida na superfície. O poço 312 atravessa as formações 302 e 304, e possui aberturas na formação 306. As partes 314 podem ser opcionalmente fraturadas e/ou perfuradas. Quando o óleo e o gás são produzidos a partir da formação 306 eles entram nas 314, e se movimentam até o poço 312 da instalação de produção 310. O gás e o líquido podem ser separados, e o gás pode ser enviado para a armazenagem de gás 216, e o líquido pode ser enviado para a armazenagem de líquido 218. A instalação de produção 310 é capaz de produzir a formulação de dissulfeto de carbono, que pode ser produzida e armazenada na produção de formulação de dissulfeto de carbono 330. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre do poço 312 podem ser enviados para a produção de formulação de dissulfeto de carbono 330. A formulação de dissulfeto de carbono é bombeada abaixo do poço 332, em porções 334 da formação 306. A formulação de dissulfeto de carbono atravessa a formação 306 para auxiliar na 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 de produção 310. A formulação de dissulfeto de carbono pode depois ser reciclada, por exemplo, mediante a ebulição da formulação de dissulfeto de carbono, condensando ou filtrando ou reagindo, depois re-injetando a formulação de dissulfeto de carbono dentro do poço 332.

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

Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser imiscível em óleo e/ou gás na formação 306, Em algumas formas de realização, a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser misturada com óleo e/ou gás na formação 306 para formar uma mistura miscível que é produzida no poço 312.

Em algumas formas de realização a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes não pode se misturar com óleo e/ou gás na formação 306, de modo que a formulação de dissulfeto dc carbono ou a formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes se movimenta como um tampão através da formação 306 para forçar o óleo e/ou gás no poço 312, Em algumas formas de realização, uma quantidade de formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes pode ser injetada tio poço 332, seguido por um outro componente para forçar a formulação de dissulfeto de carbono ou formulação de dissulfeto de carbono misturada com outros componentes através da formação 306, por exemplo, ar; água em forma gasosa ou líquida; água misturada com um ou mais sais, polímeros, e/ou tensoativos; dióxido de carbono; outros gases; outros líquidos; e/ou misturas destes.

Referindo-se agora à Figura 4, em algumas formas de realização da invenção, a produção de formulação de dissulfeto de carbono 430 é ilustrada. A produção de formulação de dissulfeto de carbono 430 possui um consumo de sul feto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre, por exemplo, de uma etapa de separação, como debatido acima. O sulfeto de hidrogênio pode ser convertido em dióxido de enxofre mediante a reação de oxidação 432. O sulfeto de hidrogênio e o dióxido de hidrogênio podem ser convertidos em enxofre em 434. O enxofre pode ser combinado com um composto de carbono para produzir a formulação de dissulfeto de carbono em 436. Em algumas formas de realização, em 438, a formulação de dissulfeto de carbono e o sulfeto de hidrogênio produzido em 436 podem ser separados em porções de formulação de dissulfeto de carbono e sulfeto de hidrogênio, 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 de dissulfeto de carbono e o sulfeto de hidrogênio produzido em 436 pode ser a produção. A formulação de dissulfeto de carbono e/ou uma mistura contendo formulação de dissulfeto de carbono pode ser o rendimento da produção de formulação de dissulfeto de carbono 430.

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

Referindo-se agora à Figura 6, em algumas formas de realização da invenção, o sistema de produção da formulação de dissulfeto de carbono 600 é ilustrado. Uma parte do sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre podem ser queimados com oxigênio e/ou ar em forno 601 para produzir dióxido de enxofre, entre outros componentes, e uma grande quantidade de calor. O dióxido de enxofre pode ser alimentado no reator 602, por exemplo, um Reator Claus ou múltiplos Reatores Claus em série, e reagido com uma porção diferente de sulfeto de hidrogênio para produzir enxofre, por exemplo, um enxofre de temperatura baixa, por exemplo, enxofre tendo uma temperatura menor do que cerca de 445 °C, o ponto de ebulição normal do enxofre. A temperatura desta porção de enxofre pode ser aumentada mediante a aplicação de calor do forno 601 para produzir uma porção de enxofre de temperatura mais elevada, por exemplo, enxofre tendo uma temperatura acima de cerca de 445 °C. A porção de enxofre pode ser depois combinada com uma porção de hidrocarboneto no reator de formulação de dissulfeto de carbono 603, produzindo a formulação de dissulfeto de carbono, entre outros componentes, por exemplo, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e/ou sulfeto de enxofre. Esta porção de formulação de dissulfeto de carbono pode ser passada através do trocador térmico 604 para esfriar a porção de formulação de dissulfeto de carbono e para aquecer a porção de hidrocarboneto, por exemplo, para transferir calor da porção de formulação de dissulfeto de carbono para a porção de hidrocarboneto.

Referindo-se agora à Figura 7, em algumas formas de realização da invenção, o sistema 700 é ilustrado. O sistema 700 inclui a formação subterrânea 702, a formação subterrânea 704, a formação subterrânea 706, e a formação subterrânea 708; e a formação subterrânea 802, formação 804, formação 806 e formação 808. A instalação de produção 710 é fornecida na superfície. O poço 712 atravessa as formações 702 e 704, e possui aberturas na formação 706. As partes de formação 714 podem ser opcionalmente fraturadas e/ou perfuradas. Quando o óleo e o gás são produzidos a partir da formação 706 consome as partes 714, e se movimentam do poço 712 até a instalação de produção 710. O gás e o líquido podem ser separados, e o gás pode ser enviado para a armazenagem de gás 716, e o líquido pode se enviado para a armazenagem de líquido 718. A instalação de produção 710 é capaz de produzir a formulação de dissulfeto de carbono, que pode ser produzida e armazenada na produção de formulação de dissulfeto de carbono 730. O sulfeto de hidrogênio e/ou outros compostos contendo enxofre a partir do poço 712 podem ser enviados para a produção de formulação de dissulfeto de carbono 730. A formulação de dissulfeto de carbono é transportada para o poço 732 mediante a tubulação 734 e bombeada abaixo do poço 732, para a formação 806. A formulação de dissulfeto de carbono pode ser usada na formação 806 para ajudar na produção de óleo e gás 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 de 1000 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, de cerca de 50 a 75 quilômetros.

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

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

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

Em algumas formas de realização da invenção, todos os componentes do sistema 200 e/ou sistema 300 podem estar dentro de cerca de 10 km um do outro, por exemplo, cerca de 5, 3 ou 1 km.

Em algumas formas de realização, o óleo e/ou o gás produzidos a partir dos poços 212, 312 e/ou 712 podem ser transportados para uma refinaria e/ou uma instalação de tratamento. O óleo e/ou o gás podem ser processados para produzir produtos comerciais tais como combustíveis de transporte tais como gasolina e diesel, combustível de aquecimento, lubrificantes, produtos químicos e/ou polímeros. O processamento pode incluir destilação e/ou destilação fracional do óleo e/ou gás para produzir uma ou 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 processo de 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 de realização para completar a Etapa 1 pode ser combinada com qualquer uma das formas de realização para completar a Etapa 2, que pode ser combinada com qualquer uma das formas de realização para completar a Etapa 3. A seleção de um método para completar qualquer uma das Etapas de 1 a 3 não é crítica. Por exemplo, a Etapa 1 pode ser completada com a instalação 210 e o poço 212 como mostrado na Figura 3a, a Etapa 2 pode ser completada pela produção de formulação de dissulfeto de carbono 630 na Figura 6, e a Etapa 3 pode ser completada pela instalação 210 e poço 212 como mostrado na Figura 3a. Altemativamente, as Etapas 1 e/ou 3 podem ser completadas pela instalação 210 e poço 212 como mostrado nas Figuras 3b 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 de dissulfeto de carbono 430 mostrada na Figura 4, produção de formulação de dissulfeto de carbono 530 mostrada na Figura 5, ou qualquer outro método de produção de formulação de dissulfeto de carbono conhecido.

Aqueles de habilidade na técnica observarão que muitas modificações e variações são possíveis em termos das formas de realização apresentadas da invenção, configurações, materiais e métodos sem divergir do seu espírito e escopo. Conseqüentemente, o escopo das reivindicações anexas mais adiante e seus equivalentes funcionais não devem ser limitados pelas formas de realização particulares aqui descritas e ilustradas, visto que estes são meramente exemplares por natureza.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema para a produção de óleo e/ou gás, caracterizado pelo fato de que compreende: um mecanismo para a recuperação de óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, o óleo e/ou o gãs compreendendo um ou mais compostos de enxofre; um mecanismo para converter pelo menos uma parte dos compostos de enxofre a partir do óleo e/ou do gãs 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 na formação.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para a recuperação compreende um poço na formação subterrânea e uma instalação de recuperação em um lado de topo do poço; o mecanismo para a conversão compreende uma instalação de conversão conectada de modo fluído na instalação de recuperação; e a instalação de conversão é adaptada para produzir a formulação de dissulfeto de carbono de pelo menos uma parte do composto de enxofre recuperado do poço.

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

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

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a formação subterrânea está abaixo de uma massa de água, e/ou o mecanismo para a conversão está acima da massa de água, tal como uma plataforma de produção; produção em flutuação, armazenagem, e recipiente de carga fora da costa (FPSO); ou uma plataforma com pernas de tração.

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um mecanismo para injeção de água, o mecanismo adaptado para injetar água na formação subterrânea após a formulação de dissulfeto de carbono ter sido liberada dentro da formação.

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para recuperação compreende pelo menos um poço, o pelo menos um poço compreendendo um revestimento e/ou uma perfuração.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o mecanismo para conversão compreende: um primeiro reator para a oxidação de uma primeira parte do composto de enxofre para produzir dióxido de enxofre; um segundo reator para a reação de uma segunda parte do composto de enxofre com pelo menos uma parte do dióxido de enxofre para produzir enxofre; e um terceiro reator para a reação de pelo menos uma parte do enxofre com um carbono e/ou hidrocarbonetos para produzir a formulação de dissulfeto de carbono.

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

10. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende um trocador de calor para a transferência térmica de pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono produzida no terceiro reator em pelo menos uma parte do hidrocarboneto sendo alimentada no terceiro reator.

11. Método para a produção de óleo e/ou gás, caracterizado pelo fato de que compreende: recuperar óleo e/ou gás de uma formação subterrânea, o óleo e/ou gás compreendendo pelo menos um composto de enxofre; converter pelo menos uma parte do composto de enxofre do óleo e/ou gás recuperados em uma formulação de dissulfeto de carbono; e liberar pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono na formação.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende recuperar formulação de dissulfeto de carbono do óleo e/ou gás, se presentes, e depois injetar pelo menos uma parte da formulação de dissulfeto de carbono recuperada na formação.

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

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizados pelo fato de que ainda compreende aquecer a formulação de dissulfeto de carbono antes da injeção da formulação de dissulfeto de carbono na formação, ou enquanto dentro da formação.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a conversão do composto de enxofre na formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelo menos uma parte do composto de enxofre em enxofre, e a reação de pelo menos uma parte do enxofre com um hidrocarboneto para formar a formulação de dissulfeto de carbono.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a conversão de composto de enxofre em formulação de dissulfeto de carbono compreende a oxidação de pelo menos uma parte do composto de enxofre em dióxido de enxofre, e depois a conversão de pelo menos uma parte do dióxido de enxofre em enxofre.

17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que um outro material é injetado na formação após a formulação de dissulfeto de carbono ser injetada.

18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a formulação de dissulfeto de carbono é injetada em uma pressão de 0 a 37.000 quilopascal acima da pressão inicial do reservatório, medido antes que a injeção de dissulfeto de carbono comece.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que qualquer óleo, quando presente na formação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfeto de carbono, possui uma viscosidade de 0,14 cp a 6,0 milhões de cp.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a formação subterrânea compreende uma permeabilidade de 0,0001 a 15 Darcies.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que qualquer óleo, quando presente na formação subterrânea antes da injeção da formulação de dissulfeto de carbono, possui um teor de enxofre de 0,5% a 5%.

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a conversão de pelo menos uma parte do composto de enxofre compreende oxidar uma primeira parte do composto de enxofre com ar e/ou oxigênio para produzir dióxido de enxofre; reagir o dióxido de enxofre com uma segunda parte do composto de enxofre para produzir enxofre; e reagir o enxofre com um hidrocarboneto para produzir uma formulação de dissulfeto de carbono.

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

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a transferência térmica da formulação de dissulfeto de carbono produzida para o hidrocarboneto sendo alimentado na reação.

25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende converter pelo menos uma parte do óleo e/ou gás recuperados em um material selecionado do grupo consistindo de combustíveis de transporte tais como gasolina e diesel, combustível de aquecimento, lubrificantes, produtos químicos, e/ou polímeros.