EA010791B1 - Способ растворения нефтепромыслового шлака - Google Patents

Способ растворения нефтепромыслового шлака Download PDF

Info

Publication number
EA010791B1
EA010791B1 EA200701520A EA200701520A EA010791B1 EA 010791 B1 EA010791 B1 EA 010791B1 EA 200701520 A EA200701520 A EA 200701520A EA 200701520 A EA200701520 A EA 200701520A EA 010791 B1 EA010791 B1 EA 010791B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
solution
slag
chelating agent
metal
salt
Prior art date
Application number
EA200701520A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200701520A1 (ru
Inventor
Ричард Китч
Original Assignee
Эм-Ай ПРОДАКШН КЕМИКАЛЗ ЮКей ЛИМИТЕД
Ойлфилд Минерал Солюшнз Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эм-Ай ПРОДАКШН КЕМИКАЛЗ ЮКей ЛИМИТЕД, Ойлфилд Минерал Солюшнз Лимитед filed Critical Эм-Ай ПРОДАКШН КЕМИКАЛЗ ЮКей ЛИМИТЕД
Publication of EA200701520A1 publication Critical patent/EA200701520A1/ru
Publication of EA010791B1 publication Critical patent/EA010791B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F14/00—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes
    • C23F14/02—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • C01F11/462—Sulfates of Sr or Ba
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F13/00—Compounds of radium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
    • C02F5/125—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen combined with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Описывается способ удаления металлического шлака с поверхности, который включает контакт поверхностей с первичным водным раствором хелатообразующего агента, позволяющим хелатообразующему агенту растворить металлический шлак; подкисление раствора, чтобы образовать осадок хелатообразующего агента и осадок металла из металлического шлака; выделение осадка хелатообразующего агента и осадка металла из первичного раствора; избирательное растворение осажденного хелатообразующего агента из вторичного водного раствора и удаление осажденного металла из вторичного раствора.

Description

Область применения изобретения Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в основном относится к способу удаления металла или минеральных отложений с поверхностей, в частности, с поверхностей бурового оборудования в нефтяной промышленности.
Уровень техники
Подземные работы по добычи нефти могут включать закачивание водного раствора в нефтяной пласт для того, чтобы облегчить движение нефти через пласт и для того, чтобы поддерживать давление в коллекторе, в то время как флюиды удаляются. Закаченная вода, как наземная вода (рек или озер), так и морская вода (для береговых работ), содержит в основном такие растворимые соли, как сульфаты и карбонаты. Эти соли могут быть не совместимы с ионами, уже содержащимися в нефтесодержащем коллекторе. Пластовые флюиды могут содержать высокие концентрации определенных ионов, которые встречаются при очень низких уровнях нормального уровня подпора, таких как стронций, барий, цинк и кальций. Частично растворимые неорганические соли, такие как сульфат бария (или барит) и карбонат кальция, часто осаждающиеся из добытой воды, при влияющих на растворимость условиях, таких как температура и давление, изменения в действующей буровой скважине и верхнем сооружении. Это особенно широко распространено, когда встречаются такие несовместимые воды, как пластовая вода, морская вода или попутная вода.
Некоторые минеральные шлаки обладают способностью включать в себя встречающийся в природе радиоактивный материал (ΝΟΚΜ). Первичные радионуклиды, загрязняющие нефтепромысловое обору22^ι 228 дование включают Радий-226 ( 6КА) и Радий-228 ( ЯЛ), которые образуются после радиоактивного разложения Урана-238 (238и) и Тория-23 2 (232Тй). Когда 238и и 232Тй обнаруживаются во многих подземных пластах, они не очень растворимы в пластовой жидкости. Однако, дочерние продукты, 226КА и 228КА растворимы и могут переходить в виде ионов в пластовые жидкости, в результате контакта с закаченной водой. Когда эти радионуклиды не осаждаются непосредственно, они в основном осаждаются вместе с барийсульфатным шлаком, делая шлак слабо радиоактивным.
Поскольку сульфаты бария и стронция часто осаждаются вместе с сульфатом радия, делая шлак слабо радиоактивным, сталкиваешься со сложностями при любых попытках удалить шлак с оборудования. В отличие от обыкновенных солей кальция, которые имеют инверсную растворимость, растворимость сульфата бария, также как растворимость сульфата стронция наименьшая при низких температурах и это особенно проблематично в процессе, в котором температура флюидов уменьшается. Результатом современных методов извлечения часто является падение температуры добытых флюидов (водных, нефтяных и газовых смесей/эмульсий) (уже при 5°С), причем флюиды содержатся в насоснокомпрессорной колонне в течение долгого периода времени (24 ч или более), приводя к повышению уровня образования шлака. Поскольку сульфаты бария и стронция образуют очень твердые, очень слабо растворимые шлаки, образование которых трудно предотвратить, растворение сульфатных шлаков трудно (требует высоких рН, продолжительного контакта, нагревания и циркуляции) и может быть проведено только на верхнем строении.
Если трубы и оборудование, используемые в нефтяном промысле, становятся покрытыми шлаком, отложение может быть удалено времясберегающим и экономичным способом. Периодически загрязненная система труб и оборудование просто удаляется и заменяется новым оборудованием. Если старое оборудование загрязняется ΝΟΚΜ, это забитое шлаком оборудование не может быть легко удалено из-за радиоактивной природы отходов. Растворение ΝΟΚΜ шлаков и их удаление может быть дорогим и опасным предприятием. В настоящее время значительное количество труб, применяемых в нефтяной промышленности, и другого оборудования, ожидающего очистку от примесей, находятся в хранилищах. Некоторое оборудование, может быть повторно использовано после очистки, в то время как другое оборудование должно быть удалено в виде отходов. После удаления с оборудования, существует несколько вариантов ликвидации ΝΟΚΜ, включая канистровое захоронение при ликвидации скважины, глубокое закачивание в скважину, захоронение отходов и закачивание в соляную каверну.
Стандартные способы очистки оборудования от примесей включают и химические, и механические работы, такие как фрезеровочные работы, промывка водой при высоком давлении, пескоструйная очистка, низкотемпературное погружение и химические хелатообразующие агенты и растворители. Промывка водой, использующая избыточное давление 140 МПа (с и без абразивных материалов) является главным методом, используемым для удаления ΝΟΚΜ. Однако использование промывки водой при высоком давлении в основном требует, чтобы каждая труба или часть оборудования очищались отдельно со значительным уровнем ручного вмешательства, которое является и длительным и дорогим, но иногда также неэффективным при тщательной очистке загрязненной зоны. Если шлак включает ΝΟΚΜ, этот способ также увеличивает риск облучения рабочих и окружающей среды.
После того как химические хелатообразующие агенты, такие как БИТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) или ИТР А (диэтилентриаминпентауксусная кислота) долго использовались для удаления
- 1 010791 шлака с нефтепромыслового оборудования, старый ΕΌΤΑ становится насыщенным шлаковыми катионами металлов, отработанный растворитель в основном ликвидируется, например, с помощью обратного нагнетания внутри погребенной формации. Однако, поскольку метод требует, чтобы растворители удалялись после насыщения, большие количества весьма дорогих растворителей, необходимых для очистки, делают метод экономически приемлемым.
Американский патент № 5234602 обсуждает способ, при котором хелатообразующий агент регенерируется в растворе с помощью цикла очистки. Патент «602» сообщает, что при уменьшении рН раствора до 4-9, предпочтительно до 5-7, следующим за удалением бария с помощью ΌΤΡΑ, находящиеся в комплексе ионы бария могут быть удалены из хелатообразующего агента и осаждены в виде нерастворимой соли бария, такой как сульфат бария. После того, как осадок образуется и удаляется из ΌΤΡΑ раствора, ΌΤΡΑ раствор может быть повторно использован для растворения дополнительного шлака. 1-2 патента «602» показывает, что в то время как суммарное количество сульфата бария, удаленного из трубы, может быть увеличено, используя регенерированный ΌΤΡΑ, количество, удаленное за период цикла, в действительности уменьшается. Наблюдаемое снижение эффективности раствора ΌΤΡΑ может быть результатом увеличения уровня примесей, а именно, нерастворимых солей, образованных из других минеральных отложений в оборудовании, или последующего добавления кислоты и основания в раствор с каждым следующим циклом, и/или уменьшения концентрации хелатообразующего агента, ввиду того, что в течение регенеративного цикла образуется много воды. Следовательно, существует необходимость в экономически эффективных способах удаления шлака с нефтепромыслового оборудования с низким риском воздействия радиоактивных материалов.
Сущность изобретения
В одном аспекте, примеры воплощения изобретения, описанные здесь, относятся к способу удаления металлического шлака с поверхностей, который включает контакт поверхности с первичным водным раствором хелатообразующего агента, позволяя хелатообразующему агенту растворить металлический шлак, подкисление раствора для того, чтобы образовать осадок хелатообразующего агента и осадок металла из металлического шлака, выделение осадка хелатообразующего агента и осадка металла из первичного раствора, избирательного растворения осажденного хелатообразующего агента во вторичном водном растворе и удаления осажденного металла из вторичного раствора.
В другом аспекте, примеры воплощения изобретения, описанные здесь, относятся к способу удаления металлического шлака с поверхностей, который включает контакт поверхности с первичным водным раствором ΕΌΤΑ и карбоната калия, позволяя ΕΌΤΑ растворить шлак, где шлак включает в себя не менее одной соли из сульфата бария, сульфата стронция, сульфата радия, подкисление первичного раствора для того, чтобы образовать осадок ΕΌΤΑ и осадок нерастворимой соли не менее одной из сульфата бария, сульфата стронция, сульфата радия, выделение осажденного ΕΌΤΑ и осажденной нерастворимой соли не менее одной из бариевой, стронциевой и радиевой из первичного раствора, избирательного растворения осажденного ΕΌΤΑ во вторичном водном растворе и удаления осажденной нерастворимой соли не менее одной из сульфата бария, сульфата стронция, сульфата радия из вторичного раствора.
Другие аспекты и преимущества изобретения будут очевидны из последующего описания и приложенной формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает блок-схему одного примера воплощения изобретения, описанного здесь, для растворения минерального шлака.
Подробное описание
В одном аспекте, примеры воплощения изобретения, описанные здесь, относятся к способу растворения минерального шлака с нефтепромыслового оборудования. В частности, примеры воплощения изобретения, описанные здесь, относятся к способу растворения шлака, в котором активный хелатообразующий агент может быть регенерирован для дальнейшего использования.
Минеральный шлак, который может быть эффективно удален с нефтепромыслового оборудования в примерах воплощения изобретения, описанные здесь, включает нефтепромысловый шлак, такой как, например, соли щелочно-земельных металлов и других двухвалентных металлов, включая сульфаты бария, стронция, радия и кальция, карбонаты кальция, магния и железа, сульфиды металлов, оксид железа и гидроксид магния.
Способ растворения минерального шлака, согласно примеру воплощения изобретения, описанному здесь, изображен на фиг. 1. Как показано на фиг. 1, шлак может быть первоначально удален с нефтепромыслового оборудования с помощью действия на шлак водным раствором, который включает хелатообразующий агент и конвертирующий агент (шаг 100). Как здесь используется, «хелатообразующий агент» - это химическое соединение, чья молекулярная структура может окружать и/или связывать определенные типы ионов в стабильные и растворимые комплексы. Двухвалентные катионы образуют стабильные и растворимые комплексные структуры с несколькими типами хелатообразующих химических соединений. При нахождении внутри комплекса, катионы имеют ограниченную способность реагировать, например, с другими ионами, глинами и полимерами. Как здесь используется, «конвертирующий агент» это химическое соединение, которое может способствовать растворению шлаков с помощью превраще
- 2 010791 ния практически не растворимых солей в более растворимые соли. СВ 2314865, которая сюда включена в качестве ссылки, описывает введение конвертирующего агента в растворяющий раствор для того, чтобы увеличить скорость растворения шлака.
При воздействии на шлак хелатообразующего агента, хелатообразующий агент может вызывать растворение шлака с помощью комплексообразования со щелочно-земельными металлами солей шлака (шаг 110). После того, как хелатообразующий агент становится насыщенным катионами металлов из шлака, раствор может быть подкислен до рН около 0-1 (шаг 120). При уменьшении рН, доступность анионов, с которыми связанные катионы могут реагировать, может дать возможность катионам высвобождаться из хелатного комплекса для того, чтобы образовать нерастворимую соль, которая будет осаждаться из раствора. Понижение рН до около 0-1 может также приводить к осаждению хелатообразующего агента из раствора в виде его кислоты.
Осажденный хелатообразующий агент и соль щелочно-земельного металла могут далее быть выделены из остатка раствора (шаг 130). Выделение осадков может проводиться с помощью фильтрации осадков или декантирования раствора над осадками, например. После выделения из остатка первичного раствора, осадки могут быть внесены в свежий раствор, содержащий воду и конвертирующий агент для того, чтобы избирательно растворить осажденный хелатообразующий агент (шаг 140). После того, как хелатообразующий агент избирательно повторно осадили, оставшиеся осажденными соли щелочноземельных металлов могут быть выделены из раствора для удаления (шаг 150).
рН раствора может быть увеличен до около 9-14 и раствор может быть при желании повторно использован для удаления шлака с других частей оборудования или дополнительного шлака с тех же самых поверхностей оборудования (шаг 160). С помощью выделения двух осадков и избирательного растворения хелатообразующего агента в растворе свежей воды и конвертирующего агента, используемый повторно раствор может содержать в основном воду, конвертирующий агент и хелатообразующий агент.
В одном варианте воплощения изобретения, хелатообразующий агент, который может быть использован в растворе для того, чтобы растворить металлический шлак, может быть полидентатным хелатором, так что могут быть образованы кратные связи с металлическими ионами при комплексообразовании с металлами. Полидентатные хелаторы, пригодные для использования в вариантах воплощения изобретения, описанных здесь, включают, например, этилендиаминтетрауксусную кислоту (ΕΌΤΑ), диэтилентриаминпентауксусную кислоту (ΌΤΡΑ), нитрилотриуксусную кислоту (ΝΤΑ), этиленгликольтетрауксусную кислоту (ЕСТА), 1,2-бис(о-аминофенокси)этан-^^№,№-тетрауксусную кислоту (ВЛИТА), циклогександиаминтетрауксусную кислоту (СОТА), триэтилентетраамингексауксусную кислоту (ТТНА), их соли и смеси. Однако, предполагается, что этот список не имеет каких-либо ограничений на хелатообразующие агенты, пригодные для использования в вариантах воплощения изобретения, описанных здесь. Один из стандартных способов в технике признает, что выбор хелатообразующего агента может зависеть от металлического шлака, который должен быть растворен. В частности, выбор хелатообразующего агента может быть связан с его специфичностью к отдельным шлаковым катионам, значением 1одК, оптимальным рН для связывания и наличием в продаже.
В частном варианте воплощения изобретения, хелатообразующим агентом, используемый для растворения металлического шлака, является ΕΌΤΑ и его соли. Соли ΕΌΤΑ могут включать, например, соли щелочных металлов, такие как тетракалиевая соль или тетранатриевая соль. Однако когда рН растворяющего раствора изменяется в процессах, описанных здесь, в растворе могут появляться дикалиевая и динатриевая соли или кислота.
В одном варианте воплощения изобретения, конвертирующий агент может включать любое пригодное химическое соединение, которое может способствовать растворению металлического шлака и образованию хелатного комплекса агент-металл. В частном варианте воплощения изобретения, конвертирующий агент может включать карбонат калия. В других вариантах воплощения изобретения, конвертирующий агент может включать по меньшей мере один из карбонатов щелочных металлов, бикарбонатов щелочных металлов и хлорида аммония.
Подкисление раствора, из которого осаждается хелатообразующий агент, может быть достигнуто добавлением минеральной или сильной кислоты. В частном варианте воплощения изобретения, кислоты могут включать по крайней мере одну из соляной кислоты, азотной кислоты, бромоводородной кислоты, йодоводородной кислоты, муравьиной кислоты, фтороводородной кислоты, серной кислоты и хлорноватой кислоты. В другом частном варианте воплощения изобретения, соляная кислота используется для того, чтобы подкислить растворяющий раствор.
Когда хелатообразующий агент осаждается из раствора, связанные ионы металлов высвобождаются и могут реагировать с анионами в растворе для того, чтобы образовать нерастворимые соли, которые будут также осаждаться из растворяющего раствора. В одном варианте воплощения изобретения, источник дополнительных анионов, которые будут образовывать нерастворимые соли, может быть при желании добавлен к раствору для того, чтобы обеспечить достаточное количество свободных анионов, которые будут реагировать с высвобождающимися катионами металлов. В другом варианте воплощения изобретения источник сульфат-ионов может быть при желании добавлен к раствору.
В одном варианте воплощения изобретения, осажденная нерастворимая соль может включать по
- 3 010791 крайне мере одну из сульфата бария, сульфата стронция и сульфата радия. В другом варианте воплощения изобретения сульфат щелочного металла добавляется к раствору для того, чтобы обеспечить требуемое образование по крайне мере одной соли из сульфата бария, сульфата стронция и сульфата радия. Осаждающие агенты могут быть выделены из раствора, используя известные методы, с помощью одного стандартного способа в технике, такого как фильтрация, декантирование и/или сифонирование.
Чтобы избирательно растворить осажденный хелатообразующий агент без растворения осажденной соли металла, отделенные осаждающие реактивы прибавляют к водному раствору, в котором рН раствора может быть такой, что хелатообразующий агент может растворяться, уже имея ограниченную способность повторного комплексообразования с сульфатом бария. В одном варианте воплощения изобретения, рН раствора может быть доведен до диапазона рН от около 5 до около 7. В другом варианте воплощения изобретения, рН раствора может быть доведен до около 6. В частном варианте воплощения изобретения, водный раствор, в котором избирательно растворяется хелатообразующий агент, включает конвертирующий агент. В другом частном варианте воплощения изобретения, рН раствора может быть достигнут добавлением гидроксида щелочного металла, карбоната или бикарбоната.
В одном варианте воплощения изобретения свежая вода, включающая повторно растворенный хелатообразующий агент может быть повторно использована для растворения шлака той же самой или другой части оборудования. Все еще нерастворимая соль металла может быть удалена из раствора, с помощью таких методов, как фильтрация, декантация и/или сифонирование. Перед тем, как повторно использовать раствор и последующее удаление нерастворимой соли металла в одном варианте воплощения изобретения, рН раствора увеличивается до рН в диапазоне 9-14. В другом варианте воплощения изобретения рН раствора увеличивается до рН в диапазоне 10-10.5. В еще другом варианте воплощения изобретения рН раствора увеличивается с помощью добавления дополнительных количеств конвертирующего агента к раствору. В еще другом варианте воплощения изобретения рН раствора увеличивается с помощью добавления гидроксида щелочного металла к раствору. Один из стандартных методов утверждает, что количество конвертирующего агента, которое нужно прибавить, будет зависеть от конкретного используемого конвертирующего агента и желаемого рН раствора.
В нескольких вариантах воплощения изобретения, описанных здесь, растворяющий раствор может обладать растворяющей способностью по крайне мере 70 грамм шлака на литр растворяющего раствора. В других вариантах воплощения изобретения растворяющий раствор может обладать растворяющей способностью по крайне мере 80 грамм шлака на литр растворяющего раствора.
В одном варианте воплощения изобретения, ультразвук большой мощности, низкочастотная энергия звуковой волны или ультразвук низкой мощности могут быть использованы в сочетании с вариантами воплощения изобретения, описанными здесь для того, чтобы увеличить скорость растворимости шлака с помощью растворов, описанных здесь.
Пример воплощения изобретения
В одном варианте воплощения изобретения, водный раствор, который включает 10% по массе ΕΌΤΆ, 15 мас.% карбоната калия и 75 мас.% воды вводится во фрагмент оборудования, имеющего по крайне мере часть своей поверхности покрытой барий сульфатным минеральным шлаком. После того как раствор в основном растворил барий сульфатный шлак, раствор может быть подкислен соляной кислотой до рН между 0 и 1. После выделения осажденных осадков, свежий раствор карбоната калия может быть прибавлен к осадкам, чтобы окончательное значение рН достигло 6, в результате чего будет образовываться и растворяться в количестве около 10 мас.% дикалиевая соль ΕΌΤΆ. После фильтрации все еще осажденного сульфата бария из раствора, может быть прибавлен дополнительный карбонат калия к фильтрату, чтобы довести количество карбоната калия в растворе до около 15 мас.%. Следующие уравнения иллюстрируют растворение и последующее выделение барий сульфатного шлака и регенерацию ΕΌΤΆ, согласно варианту воплощения изобретения, описанному здесь:
- 4 010791
ΕϋΤΑ-Κί + К2СО3
ЕОТА-Кл + ВаСОз
ΕΌΤΑ-КзВа + К2СОз + Κ28Ο4 (3)
ЕВТА-К2Ва + 2КС1
2НС1 + Н2О + СОг + К28О4
(4) + 4НС1
ЕОТА-Н4(8) + ВаЗО4(5) + 6КС1 + Н2О(6)
ИИег Э 6КС1 + Н2О
ΕϋΤΑ-Ηίίϊ) + Ва8О4(в)(7)
I +К2СО3
ЕОТА-К2Н2(а<1) + Ва8О4(з) + Н2О + СО2(8) | РЙ1ег ·> Ва8О4
ΕϋΤΑ-Κ2Η2 + Н2О(9) | +К2СО3
ΕϋΤΑ-ί^ + 2Н2О + СО2 (Ю) | +К2СО3
ΕΌΤΑ-Κ, + 2Н2О + К2СО3 (И)
Уравнения (1)-(3) показывают превращение сульфата бария с помощью карбоната калия в карбонат бария и последующее образование координационного комплекса бария с помощью тетракалия ΕΌΤΑ для того, чтобы образовать сульфат бария в качестве побочного продукта. При подкислении раствора, как показано на уравнениях (4)-(6), соляная кислота первоначально реагирует с карбонатом калия, в результате чего образуются хлорид калия, вода и диоксид углерода. Когда карбонат калия полностью прореагирует, дополнительная хлороводородная кислота замещает связанный барий из хелатного комплекса и далее замещает два иона калия, ассоциированные с ΕΌΤΑ, в результате чего образуется нерастворимая кислота ΕΌΤΑ, которая будет осаждаться из раствора при рН в диапазоне от 0 до 1. Замещенные ионы бария могут образовывать нерастворимый сульфат бария и осаждаться из раствора. Осаждающие агенты могут быть выделены из раствора хлорида калия, как показано в уравнении (7). Раствор карбоната калия может быть прибавлен к осаждающим агентам, чтобы избирательно повторно растворить ΕΌΤΑ в виде дикалиевой соли при рН около 6 и не растворить сульфат бария, так что он может быть удален из раствора, как показано в уравнениях (8)-(9). Как показано в уравнениях (10)-(11), дополнительный карбонат калия может быть прибавлен для того, чтобы превратить дикалиевую соль ΕΌΤΑ в тетракалиевую соль и также для того, чтобы действовать в качестве конвертирующего агента, так что реакционный цикл может быть повторен при введении дополнительного барий сульфатного шлака.
Варианты воплощения изобретения, описанные здесь, могут обеспечить успешность процесса, с помощью которого минеральный шлак может быть удален с нефтепромыслового оборудования и растворяющий раствор может быть повторно использован без снижения производительности. С помощью осаждения металлического шлака и хелатообразующего агента в виде нерастворимой кислоты, неактивные соли, сохраняясь в растворяющем растворе, могут быть удалены из системы для того, чтобы избежать накопления примесей в растворяющем растворе, который могли в противном случае привести к понижению скорости и/или эффективности растворяемости шлака. Если в процессе теряются малые количества хелатообразующего агента, малые количества могут быть добавлены в течение следующего реакционно
- 5 010791 го цикла, так что рециркуляция хелатообразующего агента и растворяющего раствора могут быть достигнуты без характеристических потерь в скорости растворимости или связывающей способности в следующем цикле. Загрязненное оборудование может быть легко очищено с помощью выдерживания элемента или ряда элементов в объеме раствора для того, чтобы растворить осажденный на нем шлак. В течение химического растворения загрязненных материалов риск воздействия на дезактивирующих рабочих может быть минимален, не требуя вмешательства оператора.
В то время как изобретение было описано с соблюдением ограниченного числа вариантов воплощения изобретения, сведущие в данной области техники, имеющие преимущество этого описания, будут ценить, что могут быть разработаны другие варианты воплощения изобретения, которые не выходят за рамки изобретения, которое описано здесь. Согласно этому, объем изобретения не должен ограничиваться только прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

Claims (21)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ удаления металлического шлака с поверхности, включающий приведение в контакт поверхности с первичным водным раствором, включающим хелатообразующий агент;
    подкисление раствора для того, чтобы образовать осадок хелатообразующего агента и осадок металла из металлического шлака;
    отделение осадка хелатообразующего агента и осадка металла из металлического шлака; избирательное растворение осажденного хелатообразующего агента во вторичном водном растворе; и удаление осажденного металла из вторичного раствора.
  2. 2. Способ по п.1, в котором первичный водный раствор, кроме того, включает конвертирующий агент.
  3. 3. Способ по п.1, в котором избирательное растворение включает повышение рН первичного раствора до около 5-7 для того, чтобы образовать растворимую соль хелатообразующего агента.
  4. 4. Способ по п.1, кроме того, включающий повышение рН вторичного раствора до около 9-14.
  5. 5. Способ по п.4, кроме того, включающий контакт поверхности, имеющей на себе шлак с вторичным раствором.
  6. 6. Способ по п.2, в котором вторичный раствор состоит главным образом из воды, конвертирующего агента и хелатообразующего агента.
  7. 7. Способ по п.1, в котором избирательное растворение включает добавление раствора карбоната калия к отделенным осадкам.
  8. 8. Способ по п.2, в котором водный раствор включает по крайней мере одну из БИТА, ИТРА и ΝΤΑ или карбонатную соль.
  9. 9. Способ по п.1, в котором подкисление включает прибавление к раствору хлороводородной кислоты.
  10. 10. Способ по п.1, в котором подкисление включает подкисление раствора до рН менее чем 1.
  11. 11. Способ по п.1, в котором минеральные отложения включают по крайней мере одну соль из сульфата бария, сульфата стронция и сульфата радия.
  12. 12. Способ по п.1, кроме того, включающий обеспечение источником анионов, которые образуют в первичном растворе осадок нерастворимой соли металла растворенного металлического шлака.
  13. 13. Способ удаления шлака с поверхности, включающий приведение в контакт поверхностей с первичным водным раствором, включающим этилендиаминтетрауксусную кислоту (БИТА) и карбонат калия;
    позволяющий БИТА растворить шлак, где шлак включает по крайней мере одну соль из сульфата бария, сульфата стронция и сульфата радия;
    подкисление первичного раствора, чтобы образовать осадок БИТА и осадок нерастворимой соли по крайней мере одного вида ионов из бария, стронция и радия;
    выделение осажденного БИТА и осажденной нерастворимой соли по крайней мере одного вида ионов из бария, стронция и радия из первичного раствора;
    избирательное растворение осажденного БИТА во вторичном водном растворе; и удаление осажденной нерастворимой соли из вторичного раствора по крайней мере одного вида ионов из бария, стронция и радия.
  14. 14. Способ по п.13, в котором подкисление включает прибавление соляной кислоты к первичному раствору.
  15. 15. Способ по п.13, в котором подкисление включает подкисление первичного раствора до рН меньше чем около 1.
  16. 16. Способ по п.13, кроме того, включающий обеспечение источником сульфат ионов в первичном растворе.
  17. 17. Способ по п.13, в котором избирательное растворение включает повышение рН вторичного раствора до около 5-7 для того, чтобы образовать растворимую соль БИТА.
    - 6 010791
  18. 18. Способ по п.13, кроме того, включающий повышение рН вторичного раствора избирательно растворенного ΕΌΤΆ до около 9-14.
  19. 19. Способ по п.18, кроме того, включающий контакт поверхности, имеющей на себе шлак с вторичным раствором.
  20. 20. Способ по п.13, в котором вторичный раствор состоит главным образом из воды, конвертирующего агента и хелатообразующего агента.
  21. 21. Способ по п.13, в котором избирательное растворение включает прибавление раствора карбоната калия к выделенным осадкам.
EA200701520A 2006-03-23 2007-03-23 Способ растворения нефтепромыслового шлака EA010791B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78504506P 2006-03-23 2006-03-23
PCT/US2007/064823 WO2007109798A1 (en) 2006-03-23 2007-03-23 A method for dissolving oilfield scale

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200701520A1 EA200701520A1 (ru) 2007-12-28
EA010791B1 true EA010791B1 (ru) 2008-12-30

Family

ID=38522777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701520A EA010791B1 (ru) 2006-03-23 2007-03-23 Способ растворения нефтепромыслового шлака

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7470330B2 (ru)
EP (1) EP1996745B1 (ru)
CN (1) CN101432464B (ru)
AU (1) AU2007227380B2 (ru)
BR (1) BRPI0709119B1 (ru)
CA (1) CA2646533C (ru)
EA (1) EA010791B1 (ru)
MX (1) MX2008011997A (ru)
NO (1) NO343246B1 (ru)
UA (1) UA92607C2 (ru)
WO (1) WO2007109798A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7563377B1 (en) * 2005-03-03 2009-07-21 Chemical, Inc. Method for removing iron deposits in a water system
MX2010007772A (es) * 2008-01-16 2010-09-28 Mi Llc Métodos para prevenir o remediar la deposición de xantano.
US8323416B2 (en) * 2008-06-30 2012-12-04 Uop Llc Process and composition for removing a scale deposit
JP6056183B2 (ja) * 2012-04-27 2017-01-11 富士電機株式会社 スケール抑制装置、その装置を用いた地熱発電システム及びスケール抑制方法
JP5906926B2 (ja) * 2012-04-27 2016-04-20 富士電機株式会社 スケール抑制装置、その装置を用いた地熱発電システム及びスケール抑制方法
US9745504B2 (en) 2013-03-21 2017-08-29 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore servicing compositions and methods of making and using same
US9512348B2 (en) * 2013-03-28 2016-12-06 Halliburton Energy Services, Inc. Removal of inorganic deposition from high temperature formations with non-corrosive acidic pH fluids
US9695350B2 (en) 2013-05-31 2017-07-04 Halliburton Energy Services, Inc. Ampholyte polymeric compounds in subterranean applications
JP6115730B2 (ja) * 2014-01-10 2017-04-19 住友金属鉱山株式会社 液体分析方法、金属回収方法およびスケール再発生抑制方法
CN105220166A (zh) * 2015-09-28 2016-01-06 武汉钢铁(集团)公司 一种汽车涂装用环保脱脂剂及其使用方法
US20170130956A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-11 AECOM Technical Services, Inc. System and method for removal of impurities resulting from the use of soda ash in coal fired power plants
US9783728B2 (en) 2016-01-12 2017-10-10 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method for removing iron sulfide scale
US9896615B2 (en) * 2016-04-29 2018-02-20 Fqe Chemicals Inc. Composition for removing naturally occurring radioactive material (NORM) scale
US10982129B2 (en) * 2016-08-05 2021-04-20 NuGeneration Technologies, LLC Composition and method for making converter-dissolver composition for dissolving metal sulfate scales from surfaces
CN106756009B (zh) * 2016-12-07 2018-05-08 中南大学 一种处理氨与氮三乙酸协同配位浸锌溶液的方法
CN108793440A (zh) * 2017-05-04 2018-11-13 中国石油化工股份有限公司 一种循环冷却水低温阻垢剂组合物及其应用
CN110662818B (zh) * 2017-05-26 2022-09-20 沙特阿拉伯石油公司 油田应用中的铁硫化物移除
CA2977923A1 (en) * 2017-09-01 2019-03-01 Fluid Energy Group Ltd. Composition useful in sulfate scale removal
MX2020013338A (es) 2018-07-17 2021-05-27 Halliburton Energy Services Inc Disolucion de incrustaciones de sulfato metalico.
CA3038556A1 (en) 2019-04-01 2020-10-01 Fluid Energy Group Ltd. Composition useful in sulfate scale removal
CA3057217A1 (en) * 2019-10-02 2021-04-02 Fluid Energy Group Ltd. Composition useful in metal sulfide scale removal
US11518926B2 (en) 2020-07-17 2022-12-06 Halliburton Energy Services, Inc. Removal of a mineral phase from a surface associated with a wellbore
US11591880B2 (en) 2020-07-30 2023-02-28 Saudi Arabian Oil Company Methods for deployment of expandable packers through slim production tubing
CN113025818B (zh) * 2021-03-19 2022-07-29 中南大学 一种从钼酸盐溶液中催化沉淀分离回收钨的方法
CA3114487A1 (en) 2021-04-09 2022-10-09 Fluid Energy Group Ltd Composition useful in sulfate scale removal
US11773313B2 (en) 2021-08-16 2023-10-03 Halliburton Energy Services, Inc. Single-fluid mixed scale dissolution
US11795372B2 (en) 2021-09-08 2023-10-24 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method of removing sulfate scale
CN114318010B (zh) * 2021-12-29 2022-11-08 中国科学院地球化学研究所 用dtpa从钡渣中浸出钡并制备硫酸钡的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925827A (en) * 1974-04-03 1975-12-16 Monogram Ind Inc Waste products incineration system for a vehicle or the like
US4485874A (en) * 1983-10-14 1984-12-04 Atlantic Richfield Company Method for scale removal and scale inhibition in a well penetrating a subterranean formation
US4495996A (en) * 1983-12-01 1985-01-29 Atlantic Richfield Company Method for scale removal and scale inhibition in a well penetrating a subterranean formation

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3033214A (en) * 1955-01-20 1962-05-08 Dow Chemical Co Recovery and reuse of complexing agents from spent solutions
US3625761A (en) * 1969-12-23 1971-12-07 Texaco Inc Method for the treatment of alkaline earth metal sulfate scale
US3873362A (en) * 1973-05-29 1975-03-25 Halliburton Co Process for cleaning radioactively contaminated metal surfaces
US4147647A (en) 1973-10-15 1979-04-03 Petrolite Corporation Scale converters
US3951827A (en) * 1973-12-03 1976-04-20 Borg-Warner Corporation Composition and method for removing insoluble scale deposits from surfaces
US4030548A (en) 1976-04-28 1977-06-21 Shell Oil Company Economically dissolving barium sulfate scale with a chelating agent
US5049297A (en) 1989-04-03 1991-09-17 Mobil Oil Corporation Sulfate scale dissolution
US4973201A (en) 1990-03-09 1990-11-27 Mobil Oil Corporation Method for removing scale and radioactive material from earth
US5200117A (en) 1989-04-03 1993-04-06 Mobil Oil Corporation Sulfate scale dissolution
US4980077A (en) 1989-06-22 1990-12-25 Mobil Oil Corporation Method for removing alkaline sulfate scale
US5259980A (en) 1989-04-03 1993-11-09 Mobil Oil Corporation Compositions for dissolution of sulfate scales
US5084105A (en) 1989-04-03 1992-01-28 Mobil Oil Corporation Sulfate scale dissolution
US5068042A (en) 1990-07-26 1991-11-26 Mobil Oil Corporation Dissolution of sulfate scales
US5234602A (en) 1990-10-05 1993-08-10 Mobil Oil Corporation Method for regenerating scale solvent
US5087371A (en) * 1990-11-14 1992-02-11 Mobil Oil Corporation Method for regenerating scale solvent
US5225087A (en) * 1991-05-10 1993-07-06 Westinghouse Electric Corp. Recovery of EDTA from steam generator cleaning solutions
US5151196A (en) * 1991-09-27 1992-09-29 Mobil Oil Corporation Method for regenerating scale solvent
US5322644A (en) * 1992-01-03 1994-06-21 Bradtec-Us, Inc. Process for decontamination of radioactive materials
US5685918A (en) 1994-07-29 1997-11-11 Ambar, Inc. Composition for removing scale
US5550313A (en) * 1994-10-20 1996-08-27 Institute Of Gas Technology Treatment of norm-containing materials for minimization and disposal
CN1041118C (zh) * 1994-11-18 1998-12-09 刘威 汽车水箱除垢剂
GB9613714D0 (en) 1996-06-29 1996-08-28 Keatch Richard W Removal of scale from surfaces
CN1235126A (zh) * 1998-05-09 1999-11-17 张亚尊 机动车水路除垢剂
CN1245836A (zh) * 1998-08-20 2000-03-01 大连三星五洲化工有限公司 强力除垢剂
GB9909749D0 (en) * 1999-04-29 1999-06-23 Mineral Recovery Systems Limit Purification method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3925827A (en) * 1974-04-03 1975-12-16 Monogram Ind Inc Waste products incineration system for a vehicle or the like
US4485874A (en) * 1983-10-14 1984-12-04 Atlantic Richfield Company Method for scale removal and scale inhibition in a well penetrating a subterranean formation
US4495996A (en) * 1983-12-01 1985-01-29 Atlantic Richfield Company Method for scale removal and scale inhibition in a well penetrating a subterranean formation

Also Published As

Publication number Publication date
EP1996745B1 (en) 2018-05-09
NO343246B1 (no) 2018-12-17
UA92607C2 (ru) 2010-11-25
CN101432464A (zh) 2009-05-13
EA200701520A1 (ru) 2007-12-28
EP1996745A1 (en) 2008-12-03
BRPI0709119B1 (pt) 2018-04-03
CA2646533C (en) 2011-12-06
EP1996745A4 (en) 2010-04-28
NO20084425L (no) 2008-12-22
AU2007227380B2 (en) 2011-02-24
CA2646533A1 (en) 2007-09-27
WO2007109798A1 (en) 2007-09-27
BRPI0709119A2 (pt) 2011-06-28
MX2008011997A (es) 2009-03-25
US20070221246A1 (en) 2007-09-27
US7470330B2 (en) 2008-12-30
AU2007227380A1 (en) 2007-09-27
CN101432464B (zh) 2011-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA010791B1 (ru) Способ растворения нефтепромыслового шлака
US4980077A (en) Method for removing alkaline sulfate scale
US5082492A (en) Recovery of precious metals from aqueous media
EP0418374B1 (en) Sulfate scale dissolution
US5762821A (en) Compound for removing alkaline earth metal scale deposits and silica-based scale deposits
JPH05115884A (ja) 蒸気発生器洗浄液からエチレンジアミン四酢酸を回収する方法
US5059333A (en) Dissolution of sulfate scales
US5026481A (en) Liquid membrane catalytic scale dissolution method
US9896615B2 (en) Composition for removing naturally occurring radioactive material (NORM) scale
US5068042A (en) Dissolution of sulfate scales
US5547583A (en) Method for separating contaminants from solution employing an organic-stabilized metal-hydroxy gel
US5032280A (en) Liquid membrane catalytic scale dissolution method
JP2007187464A (ja) ウラン廃棄物の処理方法
EP0447120B1 (en) A liquid membrane catalytic scale dissolution method
CA2928419C (en) Composition for removing naturally occuring radioactive material (norm) scale
US4260193A (en) Method for the renovation of an aquifer
EP2950895B1 (en) Method of mercury decontamination
WO2022269292A1 (en) Method of removing norm from contaminated material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ