MXPA06002446A

MXPA06002446A - Tratamiento de depositos de sulfuro de hierro.

Info

Publication number: MXPA06002446A
Application number: MXPA06002446A
Authority: MX
Inventors: Robert Eric Talbot; Christopher Raymond Jones; Jason Mark Grech
Original assignee: Rhodia Uk Ltd
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2007-01-19
Also published as: MY149528A; GB0321276D0; CA2537398C; RU2006111713A; BRPI0414262B1; RU2333162C2; BRPI0414262A; US20070108127A1; CA2537398A1; EP1663879A1; WO2005026065A1

Abstract

La presente invencion se relaciona con un metodo para tratar un sistema acuoso que contenga o este en contacto con laminilla de sulfuro de metal. El metodo comprende la adicion a este sistema, separada o conjuntamente, suficiente de una mezcla sinergica que comprenda de sal THP+, una solucion acuosa de un acido fuerte (una fuente de nitrogeno opcionalmente) para proveer una solucion que contenga de 0.1% a 30% por peso de la sal THP+ con un pH de menos de alrededor de 1.9. La laminilla se pone en contacto con la solucion (disolviendo asi por lo menos parte de la laminilla en la solucion) y la laminilla disuelta se retira del sistema.

Description

obstrucciones . Se sabe que la fosfina de tris (hidroximetilo) referido en el presente como THP) tiene la capacidad de solubilizar el sülfuro de hierro al formar un complejo soluble en agua rojo brillante. Se considera que el THP que se forma en pozos petroleros tratados con sales de fosfonio de tetrakis (hidroximetilo) (sales THP+) . Las sales THP+ especialmente el sulfato (THPS) se añaden comúnmente a los pozos petroleros asi como los bióxidos. Las sales de THP+ son altamente efectivas en matar a la bacteria reductora de sulfato, cuya actividad puede ser responsable de la formación original de los depósitos de sulfuro de hierro. La efectividad del THP como un agente solubili zador para el sulfuro de hierro varia considerablemente de pozo a pozo. Se ha demostrado que esto se debe al complejo con el sulfuro de hierro requiere de la presencia de una fuente de nitrógeno, usualmente iones de amonio, cuyos niveles pueden variar en diferentes pozos. También es conocido que el THP es critico para la formación del complejo. En concentraciones de aplicación, por ejemplo menos de 3%, las sales de THP+ están estables bajo condiciones acidas, en ausencia de aire o de agentes oxidantes. Con un pH superior a 3 y en ausencia de los agentes oxidantes, estos se convertirán gradualmente en THP . La conversión es rápida y sustancialmente completa entre el pH de alrededor de 4 y 6. Arriba de un pH 8, o en presencia de los agentes oxidantes, las sales THO* o THP se convierte en óxido de fosfina de tris (hidroximetilo) (THPO) , esta conversión se termina rápida y sustancialmente en un pH superior a alrededor de 10 a 12. El THPO no es efectivo como un complejo para sulfuro de hierro. Los ácidos fuertes con frecuencia se utilizan para la estimulación de pozos. El ácido se bombea en un hueco de pozo para retirar los daños de la formación cerca del pozo y otras sustancias dañinas. Este procedimiento mejora la producción al mejorar la permeabilidad de roca del reservorio e incrementar el radio efectivo del pozo. El ácido también disolverá los depósitos de corrosión con depósitos férricos que pueden reaccionar con el petróleo para formar sólidos insolubles. Estos iones férricos con frecuencia se reducen a iones ferrosos a través del uso de agentes reductores en la formulación de ácido. Los iones no reaccionan con el petróleo y son solubles en ácido. Estos también reaccionen con sulfuro de hidrógeno para producir sulfuro de hierro el cual también es soluble en ácido. El problema surge cuando la formulación de ácido se gasta, es decir su pH comienza a elevarse. Los sul furos de hierro se vuelven insolubles con un pH superior a 1.2. Por lo tanto, ya que este pH se alcanza, los sulfuros de hierro ya no se disolverán. Además, el hierro que ya está disuelto en el ácido puede empezar a precipitarse de regreso fuera de la solución, bloqueando la roca de formación. Ahora hemos descubierto que las sales THP+ y las fuentes de nitrógeno como amoniaco son efectivas para evitar y retirar las cascarillas de sulfuro de hierro, cuando se utilizan en combinación con una solución de ácido fuerte. Como se mencionó anteriormente, THP es la especie requerida para la formación del complejo de hierro, pero el THP usualmente no se forma con un pH abajo de alrededor de 3. Por lo tanto, este resultado es inesperado . Es un objetivo de la presente invención prolongar las propiedades de disolución del sulfuro de hierro de la solución ácida. Esto es, ya que la solución ácida se gasta, el mecanismo para disolución del sulfuro de hierro cambiará de disolución ácida a complejidad a través de THP. Por lo tanto, la presente invención provee un método para tratar un sistema acuoso que contenga o que esté en contacto con las cascarillas de sulfuro de metal, cuyo método comprende la adición de este sistema, separada o conjuntamente, suficiente de una mezcla sinergética que comprende una sal de THP+, una solución acuosa de ácido fuerte (y opcionalmente una fuente de nitrógeno) para proveer una solución que contenga de 0.1% a 30% por peso de la sal THP+ en un pH de menos de alrededor de 1.0 contactando la cascarilla con la solución, (disolviendo asi por lo menos parte de la cascarilla en la solución) y retirando la cascarilla disuelta del sistema. La presente invención también provee una mezcla sinergética para utilizarse en el método antes mencionado, donde esta mezcla comprende entre 0.1% y 50% por peso del ácido fuerte, entre 0.1% y 30% por peso de la sal THP+ y entre 0.1% y 10% por peso de una fuente de nitrógeno opcional. La presente invención además provee una formulación que comprende la mezcla sinergética antes mencionada y uno o más productos de tratamiento en agua adicionales seleccionados de los surfactantes aniónicos, los surfactantes catiónicos, surfactantes amfotéricos, surfactantes no iónicos, agentes humectantes, biocidos, dispersantes, desemulsificadores , antiespumantes, solventes, inhibidores de cascarilla, inhibidores de corrosión, inhibidores de hidrato de gas, inhibidores de asfalteno, inhibidores de naftenato, depuradores de oxigeno y floculantes. Finalmente, la presente invención provee el uso de una mezcla sinergética de sal TPH+ junto con una solución acuosa de un ácido fuerte (y opcionalmente una fuente de nitrógeno) para inhibir, reducir, disolver o dispersar depósitos de sulfuro de metal en un sistema acuoso, de acuerdo con el método antes mencionado. El sulfuro de metal puede comprender, por ejemplo, un sulfuro de hierro. Alternativamente, el sulfuro de metal puede ser sulfuro de plomo o sulfuro de zinc o una combinación de cualquiera de dos o más de hierro o plomo o sulfuros de zinc. El sulfuro de hierro puede ser troilita (FeS) o pirita (FeS2). Alternativamente el sulfuro de hierro puede ser maquinawita (Fe9S2) o pirrotita (Fe7S2). El ácido fuerte puede ser un ácido mineral (por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, o haluro de hidrógeno) o un ácido orgánico (por ejemplo, ácido fórmico, o ácido acético). Preferentemente comprende una solución acuosa de cloruro de hidrógeno. Adecuadamente, la sal TPH+ es sulfato de fosfonio de tertakis (hidroximetilo ) (THPS).

Alternativamente, pueden utilizarse cloruro, bromuro, ioduro, fosfato, borato o carboxilato correspondientes.

Adecuadamente, la fuente de nitrógeno puede ser gas de amonio, una solución acuosa de amonio o una amina, por ejemplo (metilamida o etilamina) . El nitrógeno alternativamente puede proveerse por otros compuestos que contengan nitrógeno como fosfonatos de amina, por ejemplo dietilenotriaminapentakis (ácido metilenofosfónico) . La fuente de nitrógeno es más preferentemente una sal de amonio soluble en agua como cloruro de amonio o sulfato de amonio. De acuerdo con la presente invitación, THP+ puede utilizarse en conjunto con un ácido, sin la presencia de una fuente de nitrógeno. La solución ácido de sal THP+ y la fuente de nitrógeno opcional puede formularse junta antes de la adición del sistema acuoso. Alternativamente, éstos pueden añadirse al sistema individualmente (pero al mismo tiempo) . El componente ácido puede constituir preferentemente entre 0.1 y 50% de la mezcla sinergética. La sal'THP+ puede constituir preferentemente 0.1-30% y la fuente de nitrógeno opcional puede constituir preferentemente 0.1-10% de la mezcla sinergética. Las formulaciones para utilizarse de acuerdo con nuestra invención también pueden incluir otros productos de tratamiento de agua como surfactantes aniónicos, catiónicos, amfotéricos y surfactantes no iónicos asi como agentes humectantes. La formulación puede, adicionalmente contener biocidos (por ejemplo, formaldehído o glutaraldéhido) dispersantes, desemulsificadores , antiespumantes , solventes, inhibidores de cascarilla, inhibidores de corrosión, inhibidores de hidrato de gas, inhibidores de asfalteno, inhibidores de naftenato, depuradores de oxigeno y/o floculantes . Los inhibidores de cascarilla o de corrosión que pueden añadirse al agua para ser tratada en conjunto con la mezcla sinergética de la presente invención incluye fosfonatos, como 1-hidroxietano , -1 , 1-disfosfonato, polimaleatos , poliacrilatos , polimetacrilatos, polifosfonatos , ásteres de fosfonato, sales de zinc solubles, nitratos, sulfitos, benzoatos, tanina, ligninsulfonatos , benzotriazoles , y mecaptobenzotxazoles, aminas, imidazolinas , compuestos de amonio cuaternario, poliaspartatos , resinas y ásteres de fosfato, todos añadidos en cantidades convencionales . Los inhibidores de cascarilla y/o de corrosión pueden añadirse al agua separadamente de o en asociación con el surfactante y el compuesto de fosfonio. Éstos pueden añadirse al agua para tratar los depuradores de oxigeno, floculantes como dispersantes de poliacrilamida , antiespumantes como dioles acetilénicos , silicones o antiespumantes polietoxilatados , estearato de aluminio u otros biocidos como acroleina, biocidos .brominatados como BONOPOL® o DBNPA, compuestos de latón o isotiazolonas . Las formulaciones de la invención también pueden comprender bxopenetrantes no surfactantes , incluyendo los descritos en W099/33345. Cunado se añade THP en la forma de una sal THP+ la última puede comprender cualquier contra ión que sea compatible con el sistema. Se prefiere el sulfato, cloruro y fosfato, pero puede utilizarse cualquier anión conveniente que provea una sal soluble en agua. La invención se ilustrará a través de los siguientes ejemplos en los que todas las proporciones son por peso de ingredientes activos a menos que se mencione lo contrario: Ejemplo Las pruebas de disolución de sulfuro de hierro se prepararon de acuerdo con lo siguiente: Se pesaron de manera precisa, THPS (20%), cloruro de- amonio (1%) y cascarilla de campo de sulfuro de hierro (3g) . El pH se ajustó al valor requerido a través de la adición de ácido clorhídrico y las mezclas se agitaron durante la noche en un baño de agua a 50°C.

La solución se filtró y se calculó la pérdida de peso.

Los niveles de hierro en la solución resultante se midieron utilizando una técnica colorimétrica .

Disolvente pH de pH final Contenido Pérdida de inicio de Hierro peso de la de la cascarilla solución (%) * (ppm THPS/NH4CI 3.46 1.92 7128 69 THPS/NH4CI 2.0 1.94 6956 70 THPS/NH4CI 1.2 1.59 6324 78 HC1 2.9 6.15 6 29 ( comparación ) HC1 1.2 4.62 740 38 ( comparación) * Dn experimento de "blanco" mostró que la pérdida de peso de 27% puede esperarse de la cascarilla únicamente a través de la remoción del petróleo asociado con la cascarilla .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un método para tratar un sistema acuoso que contiene o está en contacto con laminilla de sulfuro de metal, este método comprende la adición al sistema, separada o conjuntamente, de suficiente mezcla sinergética que comprende una sal THP+, una solución acuosa de un ácido fuerte (y opcionalmente una fuente de nitrógeno) para proveer una solución que contenga de 0.1% a 30% por peso de sal THP+ y con un pH de menos de alrededor de 1.0 poniendo en contacto la laminilla con la solución, (disolviendo asi, por lo menos parte de la laminilla en esa solución) y retirando la laminilla disuelta del sistema.
2. Un método de acuerdo con la Reivindicación 1, en la que el sulfuro de metal comprende un sulfuro de hierro .
3. Un método de acuerdo con la Reivindicación 2, en la que el sulfuro de hierro es troilita (FeS), pirita (FeS2), maquinawita (Fe9S2) o pirrhotita (Fe7S2) .
4. Un método de acuerdo con la Reivindicación 1, en la que el sulfuro de metal es sulfuro de plomo o sulfuro de zinc.
5. Un método de acuerdo con la Reivindicación 1, en la que el sulfuro de metal comprende cualquiera de dos o más de sulfuro de hierro, sulfuro de plomo y sulfuro de zinc.
6. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, en la que le ácido fuerte es un ácido mineral.
7. ün método de acuerdo con la Reivindicación 6, en la que el ácido fuerte es ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, o haluro de hidrógeno.
8. ün método de acuerdo con la Reivindicación 7, en la que el ácido fuerte comprende una solución acuosa de cloruro de hidrógeno.
9. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5, en el que el ácido fuerte es un ácido orgánico.
10. Un método de acuerdo con la Reivindicación 9, en la que el ácido fuerte es ácido fórmico o ácido acético .
11. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 10, en la que la sal THP+ es sulfato de fosfonio de tetrakis (hidroximetilo) (THPS).
12. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 10, en la que la sal THP+ es cloruro, bromuro, ioduro, fosfato, borato o carboxilato de fosfonio de tetrakis (hidroximetilo) .
13. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 12, en el que la fuente de nitrógeno comprende gas de amoniaco o una solución acuosa de amoniaco.
14. ün método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 12, en el que la fuente de nitrógeno comprende una amina.
15. ün método de acuerdo con la Reivindicación 14, en el que la amina es metilamina o etilamina.
16. ün método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 12, en el que la fuente de nitrógeno comprende un fosfonato de amina.
17. Un método de acuerdo con la Reivindicación 16, en el que el fosfonato es dietilenotriaminapertakis (ácido metilenofosfónico) .
18. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 12, en el que la fuente de nitrógeno es una sal de amonio soluble en agua.
19. Un método de acuerdo con la Reivindicación 18, en la que la fuente de nitrógeno es cloruro de amonio o sulfato de amonio.
20. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 19, en el que la solución ácida, la sal THP+ y la fuente de nitrógeno opcional se formulan juntas antes de la adición al sistema acuoso.
21. Un método de acuerdo con una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 19, en el que la solución ácida, la sal THP+ y una fuente de nitrógeno opcional se añaden al sistema acuoso individualmente (pero al mismo tiempo) .
22. Una mezcla sinergética para utilizarse en el método de cualquiera de las Reivindicaciones anteriores, donde la mezcla comprende entre 0.1% y 50% por peso del ácido fuerte, entre 0.1% y 30% por peso de la sal THP+ y entre 0.1% y 10% por peso de la fuente de nitrógeno opcional .
23. Una formulación que comprende la mezcla sinergética de la Reivindicación 22 y uno o más de los productos de tratamiento de agua adicionales seleccionados de surfactantes aniónicos, surfactantes catiónicos, surfactantes amfotéricos, surfactantes no iónicos, surfactantes humectantes, biocidos, dispersantes, desemulsificantes , antiespumantes , solventes, inhibidores de laminilla, inhibidores de corrosión, inhibidores de hidrato de gas, inhibidores de asfalteno, inhibidores de naftenato, depuradores de oxigeno y floculantes.
24. La utilización de una mezcla sinergética de una sal THP+, junto con una solución acuosa de un ácido fuerte (y opcionalmente una fuente de nitrógeno) para inhibir, reducir, disolver, dispersar depósitos de sulfuro de metal en un sistema acuoso, de acuerdo con el método de una de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 21.
25. ün método para tratar un sistema acuoso que contenga o que esté en contacto con la laminilla de sulfuro de metal, sustancialmente y anteriormente descrita con referencia al Ejemplo.