NO303010B1 - Coating inhibitor composition, coating formation inhibition composition, and method of inhibiting coating formation in an aqueous fluid present in or produced in an underground formation - Google Patents

Coating inhibitor composition, coating formation inhibition composition, and method of inhibiting coating formation in an aqueous fluid present in or produced in an underground formation Download PDF

Info

Publication number
NO303010B1
NO303010B1 NO921642A NO921642A NO303010B1 NO 303010 B1 NO303010 B1 NO 303010B1 NO 921642 A NO921642 A NO 921642A NO 921642 A NO921642 A NO 921642A NO 303010 B1 NO303010 B1 NO 303010B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
formation
coating
aqueous
aqueous solution
borehole
Prior art date
Application number
NO921642A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO921642L (en
NO921642D0 (en
Inventor
David O Falk
Frank L Dormish
Phillip M Beazley
Ronald G Thompson
Original Assignee
Marathon Oil Co
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 Marathon Oil Co filed Critical Marathon Oil Co
Publication of NO921642L publication Critical patent/NO921642L/en
Publication of NO921642D0 publication Critical patent/NO921642D0/en
Publication of NO303010B1 publication Critical patent/NO303010B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen. Background for the invention.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en beleggdannelsesinhibitor, en blanding for inhibering av beleggdannelse, samt en fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse i et vandig fluid som er til stede i eller som frembringes i en underj ordisk formasj on. The present invention relates to a coating formation inhibitor, a mixture for inhibiting coating formation, as well as a method for inhibiting coating formation in an aqueous fluid which is present in or which is produced in an underground formation.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et relativt høymolekylært polyvinylsulfonat og en fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse, spesielt av uorganisk sulfat såsom bariumsulfat, i en underjordisk formasjon ved anvendelse av en vandig løsning som har det relativt høymolekylære polyvinylsulf onat oppløst i seg. More specifically, the invention relates to a relatively high molecular weight polyvinyl sulfonate and a method for inhibiting coating formation, especially of inorganic sulfate such as barium sulfate, in an underground formation using an aqueous solution that has the relatively high molecular weight polyvinyl sulfonate dissolved in it.

Utfelling av uorganiske salter, såsom kalsiumkarbonat og kalsium-, barium- og strontiumsulfat, som beleggdannelse er et vedvarende og vanlig problem som man støter på i mange feltoperasjoner for utvinning av hydrokarboner fra underjordiske formasjoner. Sammenblanding av uforlikelige vandige fluider under feltoperasjoner, spesielt operasjoner for forbedret oljeutvinning (Enhanced Oil Recovery: EOR) som medfører vannflod eller vanndriv, fører til beleggdannelse og avleiring i formasjonen og i produksjonsutstyr og rørsystemer. To eller flere vandige fluider er uforlikelige dersom hvert fluid inneholder bestemte ioner som danner en utfelling og bunnfall som belegg når de to eller flere vandige fluider blandes sammen. Vanligvis vil formasjonsvann eller saltløsningen som er til stede i et reservoar, inneholde barium-, kalsium- og/eller strontiumioner, mens vann som injiseres i den underjordiske formasjon under EOR-operasjoner vil inneholde sulfationer. F.eks. kan operasjoner til havs omfatte injisering av store volumer sjøvann inneholdende en relativt høy konsentrasjon av sulfationer i en underjordisk formasjon som har saltløsning inneholdende relativt høye konsentrasjoner av barium, kalsium og strontium. Ved blanding av de vandige fluider in situ vil det foregå utfelling av barium-, kalsium- eller strontiumsulfat i formasjonen og i produksjonsutstyr og/eller rørsystem under eller på overflaten. Sammenblanding av uforlikelige vandige fluider foregår vanligvis i det nære produksjonsborehullmiljø i en underjordisk formasjon. Precipitation of inorganic salts, such as calcium carbonate and calcium, barium and strontium sulfate, as scale formation is a persistent and common problem encountered in many field operations for the recovery of hydrocarbons from underground formations. Mixing of immiscible aqueous fluids during field operations, especially Enhanced Oil Recovery (EOR) operations that involve water flooding or water drift, leads to coating and deposition in the formation and in production equipment and piping systems. Two or more aqueous fluids are incompatible if each fluid contains specific ions that form a precipitate and precipitate as a coating when the two or more aqueous fluids are mixed together. Typically, formation water or the brine present in a reservoir will contain barium, calcium and/or strontium ions, while water injected into the underground formation during EOR operations will contain sulfate ions. E.g. offshore operations may include injecting large volumes of seawater containing a relatively high concentration of sulfate ions into an underground formation that has brine containing relatively high concentrations of barium, calcium and strontium. When mixing the aqueous fluids in situ, precipitation of barium, calcium or strontium sulphate will occur in the formation and in production equipment and/or pipe systems below or on the surface. Mixing of immiscible aqueous fluids usually takes place in the near production wellbore environment in a subterranean formation.

Injisering av karbondioksid i en underjordisk hydro- karbonførende formasjon som EOR-metode fører til absorpsjon av karbondioksid i adhesjonsvannet som er til stede i formasjonen. Dessuten kan noen underjordiske formasjonssaltløs-ninger, såsom dem som finnes i Nordsjøen, fra naturens side inneholde en relativt høy konsentrasjon av karbondioksid. Etter som trykket reduseres, f.eks. under produksjonen, vil karbondioksid drives av til gassfasen og derved øke pH av de vandige fluider og tillate dannelse av kalsiumkarbonatbelegg overveiende i det nære produksjonsborehullmiljø i formasjonen og i produksjonsutstyr og/eller rørsystemer på eller under overflaten. Injection of carbon dioxide into an underground hydrocarbon-bearing formation as an EOR method leads to the absorption of carbon dioxide in the adhesion water present in the formation. In addition, some underground formation salt solutions, such as those found in the North Sea, can naturally contain a relatively high concentration of carbon dioxide. As the pressure decreases, e.g. during production, carbon dioxide will be driven off to the gas phase thereby increasing the pH of the aqueous fluids and allowing the formation of calcium carbonate coatings predominantly in the close production borehole environment in the formation and in production equipment and/or piping systems on or below the surface.

Konvensjonell fjerning av belegg som dannes i en underjordisk formasjon og i produksjonsutstyr og rørsystemer på og under overflaten er kostbar og ineffektiv. Beleggfjerning ved gjentatt injeksjon av et kjemisk middel er relativt dyrt. Belegg er derfor blitt fjernet ved anvendelse av forskjellige mekaniske anordninger, såsom kraftige stråler og/eller kavita-sjonsstråler. Ettersom dødtiden i forbindelse med uttrekking av produksjonsrør og rensing av slike rør på overflaten er dyr, spesielt til havs, blir brønnene renset nede i hullet etter at brønnen er drept. Slik mekanisk rensing er tidskre-vende, relativt ineffektiv, og potensielt farlig hvor en radioaktiv utfelling, f.eks. radiumsulfat, er til stede i det belegg som skal fjernes. Conventional removal of coatings that form in an underground formation and in production equipment and piping systems on and below the surface is costly and ineffective. Coating removal by repeated injection of a chemical agent is relatively expensive. Coatings have therefore been removed using various mechanical devices, such as powerful jets and/or cavitation jets. As the dead time in connection with extracting production pipes and cleaning such pipes on the surface is expensive, especially at sea, the wells are cleaned down the hole after the well has been killed. Such mechanical cleaning is time-consuming, relatively ineffective, and potentially dangerous where a radioactive fallout, e.g. radium sulphate, is present in the coating to be removed.

Inhibering av beleggdannelse er blitt hevdet å være en lettere måte, og derfor mer å foretrekke, til effektivt å redusere beleggdannelsen. Konvensjonelle kommersielle be-leggdannelsesinhibitorer består først og fremst av polyel-ektrolytter, såsom polykarboksylater eller polyfosfonater. Effektiviteten av slike polyelektrolyttbeleggdannelses-inhibitorer avhenger imidlertid i betydelig grad av disse in-hibitorers ioniseringsgrad ved formasjonsvannets pH-verdi. Ved relativt lave pH-verdier, f.eks. lik eller lavere enn ca. 6,0, vil effektiviteten av en konvensjonell polyelektrolyttbe-leggdannelsesinhibitor til å inhibere beleggdannelsen av barium-, kalsium- eller strontiumsulfat gå betydelig ned. Dessuten vil konvensjonelle polyelektrolyttbeleggdannelses-inhibitorer som anvendes til å inhibere uorganisk sulfatbe-leggdannelse, løse kalsiumkarbonatbelegg og derved øke kal- siumionkonsentrasjonen, hvilket forårsaker uønsket utfelling av de konvensjonelle polyelektrolyttbeleggdannelsesin-hibitorer. Det eksisterer således et behov for en beleggdannelsesinhibitor for anvendelse i underjordiske formasjoner som effektivt inhiberer dannelsen av belegg, spesielt uorganisk sulfat såsom bariumsulfat, i relativt lavt pH-miljø, såsom en pH på ca. 6,0 og under. Fouling inhibition has been claimed to be an easier, and therefore more preferable, way to effectively reduce fouling. Conventional commercial scale inhibitors consist primarily of polyelectrolytes, such as polycarboxylates or polyphosphonates. The effectiveness of such polyelectrolyte coating formation inhibitors, however, depends to a significant extent on the degree of ionization of these inhibitors at the pH value of the formation water. At relatively low pH values, e.g. equal to or lower than approx. 6.0, the effectiveness of a conventional polyelectrolyte scale inhibitor to inhibit the scale formation of barium, calcium or strontium sulfate will decrease significantly. Also, conventional polyelectrolyte scale inhibitors used to inhibit inorganic sulfate scale formation will dissolve calcium carbonate scale and thereby increase the calcium ion concentration, causing unwanted precipitation of the conventional polyelectrolyte scale inhibitors. There is thus a need for a scale formation inhibitor for use in underground formations which effectively inhibits the formation of scale, especially inorganic sulfate such as barium sulfate, in a relatively low pH environment, such as a pH of about 6.0 and below.

Det er derfor et formål ifølge den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en ny beleggdannelsesinhibitor som effektivt vil inhibere dannelsen av belegg, spesielt uorganisk sulfat såsom bariumsulfat, i vandige fluider som er til stede i og/eller som produseres fra en underjordisk formasjon. It is therefore an object of the present invention to provide a new scale formation inhibitor which will effectively inhibit the formation of scale, especially inorganic sulfate such as barium sulfate, in aqueous fluids present in and/or produced from an underground formation.

Det er et annet formål ifølge den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en beleggdannelsesinhibitor som ikke løser karbonatbelegg i noen særlig grad når den injiseres i en underjordisk formasjon via et borehull i fluid kommunikasjon hermed. It is another object according to the present invention to provide a scale formation inhibitor which does not dissolve carbonate scale to any particular extent when injected into an underground formation via a borehole in fluid communication therewith.

Det er et ytterligere formål ifølge den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse, spesielt uorganisk sulfat såsom bariumsulfat, fra fluider med en pH lik eller lavere enn 6,0 som er til stede i og/eller som produseres fra en underjordisk formasjon. It is a further object of the present invention to provide a method for inhibiting scale formation, in particular inorganic sulfate such as barium sulfate, from fluids with a pH equal to or lower than 6.0 which are present in and/or which are produced from an underground formation .

Sammendrag av oppfinnelsen Summary of the invention

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en beleggdannelsesinhibitor som er særpreget ved at den omfatter et polyvinylsulfonat med en molekylvekt på fra 10.500 til 30.000. With the present invention, a coating formation inhibitor is provided which is characterized by the fact that it comprises a polyvinyl sulphonate with a molecular weight of from 10,500 to 30,000.

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes også en blanding som er særpreget ved at den omfatter en vandig oppløsning som inneholder oppløst en beléggdannelsesinhibitor ifølge oppfinnelsen i en mengde fra 0,4 til 25 vol%, fortrinnsvis fra 2 til 20 vol%, mer foretrukket fra 5 til 10 vol%, av oppløsningen. With the present invention, a mixture is also provided which is characterized by the fact that it comprises an aqueous solution containing dissolved a scale formation inhibitor according to the invention in an amount from 0.4 to 25 vol%, preferably from 2 to 20 vol%, more preferably from 5 to 10 vol%, of the solution.

Med den foreliggende oppfinelse tilveiebringes dessuten* en fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse i et vandig fluid som er til stede i eller som frembringes i en underjordisk formasjon, og fremgangsmåten er særpreget ved at det vandige fluid bringes i kontakt med en beleggdannelses inhibitor ifølge oppfinnelsen eller en blanding ifølge oppfinnelsen, idet det anvendes en mengde av beleggdannelsesinhibitoren eller av blandingen slik at polyvinylsulfonatet ut-gjør fra 0,4 til 25 vol%, fortrinnsvis fra 2 til 20 vol%, mest foretrukket fra 5 til 10 vol%, av oppløsningen. The present invention also provides* a method for inhibiting coating formation in an aqueous fluid that is present in or produced in an underground formation, and the method is characterized by the fact that the aqueous fluid is brought into contact with a coating formation inhibitor according to the invention or a mixture according to the invention, in that an amount of the coating formation inhibitor or of the mixture is used so that the polyvinyl sulphonate constitutes from 0.4 to 25 vol%, preferably from 2 to 20 vol%, most preferably from 5 to 10 vol%, of the solution.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse, spesielt uorganisk sulfatbelegg, fra vandige fluider som er til stede i og/eller som produseres fra en underjordisk formasjon ved å bringe slike fluider i kontakt med en vandig løsning som har oppløst i seg et nytt, relativt høymolekylært polyvinylsulfonat. Polyvinylsulfonatet har en molekylvekt på fra 9.000 til 30.000, fortrinnsvis fra 10.500 til 25.000, og mer fortrinnsvis fra 12.000 til 20.000. Fortrinnsvis har polyvinylsulfonatet en polydispersitet på mindre enn 2,0. Det vanlige fluid bringes i kontakt med den vandige løsning som har oppløst i seg polyvinylsulfonat, f.eks. ved hjelp av en pressebehandling via et produksjonsborehull i fluid kommunikasjon med formasjonen. Polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er løst i en vandig løsning i en mengde på fra 0,4 til 25 vol% av den samlede løsning. pH i det vandige fluid er lik eller mindre enn 6,0. The present invention thus provides a method for inhibiting scale formation, in particular inorganic sulfate scale, from aqueous fluids present in and/or produced from an underground formation by bringing such fluids into contact with an aqueous solution that has dissolved in it a new, relatively high molecular weight polyvinyl sulphonate. The polyvinyl sulfonate has a molecular weight of from 9,000 to 30,000, preferably from 10,500 to 25,000, and more preferably from 12,000 to 20,000. Preferably, the polyvinyl sulfonate has a polydispersity of less than 2.0. The usual fluid is brought into contact with the aqueous solution which has dissolved polyvinyl sulphonate in it, e.g. by means of a press treatment via a production borehole in fluid communication with the formation. The polyvinyl sulphonate according to the present invention is dissolved in an aqueous solution in an amount of from 0.4 to 25 vol% of the total solution. The pH of the aqueous fluid is equal to or less than 6.0.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

De medfølgende tegninger, som er inkorporert i og danner en del av beskrivelsen, illustrerer utførelsene ifølge den foreliggende oppfinnelse og tjener, sammen med beskrivelsen, til å forklare prinsippene for oppfinnelsen. I tegningene er: fig. 1 et diagram som illustrerer bariumvirkningsgraden i prosent, dvs. bariumsulfatbelegginhiberingen, av polyvinylsulfonat ved en pH på 4 og 6 som funksjon av polyvinylsulfonatets molekylvekt; The accompanying drawings, which are incorporated into and form part of the description, illustrate the embodiments according to the present invention and serve, together with the description, to explain the principles of the invention. In the drawings are: fig. 1 is a diagram illustrating the percent barium efficiency, i.e. barium sulfate coating inhibition, of polyvinyl sulfonate at a pH of 4 and 6 as a function of polyvinyl sulfonate molecular weight;

fig. 2 et diagram som illustrerer de kalorimetriske titreringskurver for en ikke-inhibert og flere polyvinylsulfonatinhiberte sulfatsaltløsninger, titrert med bariumsaltløs-ning, fig. 2 a diagram illustrating the calorimetric titration curves for a non-inhibited and several polyvinylsulfonatin-inhibited sulphate salt solutions, titrated with barium salt solution,

fig. 3 et diagram som angir forandringen i reaksjonsvarme for hver av de mange polyvinylsulfonatinhiberte sulfat- fig. 3 a diagram indicating the change in heat of reaction for each of the many polyvinylsulfonate-inhibited sulfate-

saltløsninger som er titrert med bariumsaltløsning; og salt solutions that have been titrated with barium salt solution; and

fig. 4 et diagram av bariumvirkningsgraden i prosent, dvs. bariumsulfatbelegginhiberingen, for polyvinylsulfonater med forskjellig molekylvekt ved en pH på 4 og 6 som funksjon av polyvinylsulfonatkonsentrasj onen. fig. 4 a diagram of the barium efficiency in percent, i.e. the barium sulfate coating inhibition, for polyvinylsulfonates of different molecular weight at a pH of 4 and 6 as a function of the polyvinylsulfonate concentration.

Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelser Detailed description of the preferred designs

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en beleggdannelsesinhibitor og en inhibitorblanding for beleggdannelse omfattende en vandig løsning som har løst i seg et relativt høymolekylært polyvinylsulfonat, og en fremgangsmåte som an-vender denne beleggdannelsesinhibitorblanding til effektivt å inhibere dannelsen av belegg, spesielt uorganisk sulfatbelegg, fra vandige fluider som er til stede i en underjordisk formasjon og rørsystemer og/eller utstyr for hydrokarbonproduksjon på eller under overflaten. Som anvendt gjennom hele denne beskrivelse skal betegnelsen "molekylvekt" referere til polyvinylsulf onatets vektmidlere molekylvekt. Den vektmidlere molekylvekt bestemmes utifrå eksperimenter hvori hvert molekyl eller hver kjede gir sitt bidrag til det målte resultat. Den angitte vektmidlere molekylvekt i denne beskrivelse ble bestemt ved anvendelse av en størrelseseksklusjonskromatografisk bestemmelse av molekylvekter som anvendte en kolonne pakket med en polymer gel. Som også anvendt gjennom hele denne beskrivelse skal betegnelsen "polydispersitet" referere til polyvinylsulfonatets vektmidlere molekylvekt dividert med polyvinylsulfonatets tallmidlere molekylvekt. Den tallmidlere molekylvekt beregnes ved å dividere summen av de enkelte molekyl vektverdier med antallet molekyler. The present invention relates to a scale formation inhibitor and a scale formation inhibitor mixture comprising an aqueous solution which has dissolved in it a relatively high molecular weight polyvinyl sulphonate, and a method which uses this scale formation inhibitor mixture to effectively inhibit the formation of scale, especially inorganic sulphate scale, from aqueous fluids which is present in an underground formation and piping systems and/or equipment for hydrocarbon production on or below the surface. As used throughout this description, the term "molecular weight" shall refer to the polyvinyl sulfonate's weight average molecular weight. The weight average molecular weight is determined from experiments in which each molecule or each chain makes its contribution to the measured result. The stated weight average molecular weight in this specification was determined using a size exclusion chromatographic determination of molecular weights using a column packed with a polymeric gel. As also used throughout this description, the term "polydispersity" shall refer to the weight average molecular weight of the polyvinyl sulfonate divided by the number average molecular weight of the polyvinyl sulfonate. The number average molecular weight is calculated by dividing the sum of the individual molecular weight values by the number of molecules.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse injiseres en vandig løsning som har løst i seg et relativt høymolekylært polyvinylsulf onat , i den underjordiske formasjon via en produk-sjonsbrønn i fluid kommunikasjon dermed, for effektivt å inhibere beleggdannelsen i vandige fluider som er til stede i formasjonen og/eller i produksjonsrørsystemer og/eller -utstyr på eller under overflaten, når brønnen settes i drift igjen. Søkerne har oppdaget at anvendelse av et polyvinylsulfonat med en molekylvekt på fra 9.000 til 30.000 fører til en uventet forbedring i inhiberingen av belegg, spesielt uorganisk sul fatbelegg såsom bariumsulfat, fra disse vandige fluider. Polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse har en molekylvekt på fra 9.000 til 30.000, mer fortrinnsvis fra 10.500 til 25.000, og mest fortrinnsvis fra 12.000 til 20.000. Fortrinnsvis har polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse en polydispersitet på mindre enn 2,0. Polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er termisk stabilt. Polyvinylsulfonatbeleggdannelsesinhibitoren ifølge den foreliggende oppfinnelse fremstilles ved polymeri-sering av en kommersielt tilgjengelig vandig løsning av vinylsulfonsyrenatriumsalt, såsom det som fremstilles av Air Products & Chemicals, Inc., Aldrich Chemical Co., Inc. eller Farbwerke Hoechst AG. For eksempel er 25 og 30 vekt% vandige løsninger av vinylsulfonsyrenatriumsalt kommersielt tilgjen-gelige fra henholdsvis Air Products & Chemicals, Inc. og Farbwerke Hoechst AG. Som mottatt kan vinylsulfonsyrenatrium-saltløsningen inneholde en polymerisasjonsinhibitor, f.eks. 100 ppm metyleterhydrokinon. I slike tilfeller kan den spesielle anvendte polymerisasjonsinhibitor ekstraheres ved å lede monomeren, dvs. vinylsulfonsyrenatriumsaltet, langsomt gjennom en kolonne pakket med en egnet harpiks som vil være åpenbar for en dyktig fagmann. Monomerløsningen blir gjennom-strømmet i ca. 1 time med nitrogen ved romtemperatur mens løs-ningen omrøres for å fjerne oksygen fra denne. En egnet kata-lysator, såsom ammoniumpersulfat, blir også gjennomspylt med nitrogenet, og deretter tilsatt til monomerløsningen ved romtemperatur. Den resulterende løsning omrøres kontinuerlig ved romtemperatur i en periode som er tilstrekkelig til å tillate maksimum omdanning av monomeren til polyvinylsulfonat. Dersom den resulterende polymerisasjonsløsning inneholder skadelige biprodukter av sulfoneringen, såsom sulfationer eller hydrok-syetylsulf onat, kan polyvinylsulf onat adskilles fra disse skadelige biprodukter av sulfoneringen ved en hvilken som helst egnet fremgangsmåte som vil være åpenbar for den dyktige fagmann. Fortrinnsvis gjennomføres denne adskillelse ved tilsetning av metanol for å gjennomføre en væske/væskeseparasjon av polyvinylsulfonat fra løsningen inneholdende skadelige sul-foneringsbiprodukter. Denne fremgangsmåte er beskrevet i en overdratt, samtidig, ikke avgjort patentsøknad med tittelen "Process for Recovering and Purifying a High Molecular Weight Sulfonate" til Richard T. Barthorpe som ble registrert samtidig hermed. According to the present invention, an aqueous solution that has a relatively high molecular weight polyvinyl sulfonate dissolved in it is injected into the underground formation via a production well in fluid communication with it, in order to effectively inhibit the coating formation in aqueous fluids that are present in the formation and/or in production piping systems and/or equipment on or below the surface, when the well is brought back into operation. Applicants have discovered that the use of a polyvinyl sulfonate having a molecular weight of from 9,000 to 30,000 leads to an unexpected improvement in the inhibition of coatings, especially inorganic sulfate coatings such as barium sulfate, from these aqueous fluids. The polyvinyl sulfonate according to the present invention has a molecular weight of from 9,000 to 30,000, more preferably from 10,500 to 25,000, and most preferably from 12,000 to 20,000. Preferably, the polyvinyl sulfonate according to the present invention has a polydispersity of less than 2.0. The polyvinyl sulphonate according to the present invention is thermally stable. The polyvinyl sulfonate coating inhibitor of the present invention is prepared by polymerizing a commercially available aqueous solution of vinyl sulfonic acid sodium salt, such as that manufactured by Air Products & Chemicals, Inc., Aldrich Chemical Co., Inc. or Farbwerke Hoechst AG. For example, 25 and 30% by weight aqueous solutions of vinyl sulfonic acid sodium salt are commercially available from Air Products & Chemicals, Inc. and Farbwerke Hoechst AG, respectively. As received, the vinyl sulfonic acid sodium salt solution may contain a polymerization inhibitor, e.g. 100 ppm methyl ether hydroquinone. In such cases, the particular polymerization inhibitor used can be extracted by passing the monomer, i.e., the vinyl sulfonic acid sodium salt, slowly through a column packed with a suitable resin as will be apparent to one skilled in the art. The monomer solution is flowed through for approx. 1 hour with nitrogen at room temperature while the solution is stirred to remove oxygen from it. A suitable catalyst, such as ammonium persulfate, is also flushed with the nitrogen, and then added to the monomer solution at room temperature. The resulting solution is stirred continuously at room temperature for a period sufficient to allow maximum conversion of the monomer to polyvinyl sulfonate. If the resulting polymerization solution contains harmful by-products of the sulfonation, such as sulfate ions or hydroxyethyl sulfonate, polyvinyl sulfonate can be separated from these harmful by-products of the sulfonation by any suitable method that will be apparent to the skilled artisan. Preferably, this separation is carried out by adding methanol to effect a liquid/liquid separation of polyvinyl sulphonate from the solution containing harmful sulphonation by-products. This method is described in an assigned, concurrent, pending patent application entitled "Process for Recovering and Purifying a High Molecular Weight Sulfonate" to Richard T. Barthorpe which was filed concurrently herewith.

Polyvinylsulfonatbelegginhibitoren ifølge den foreliggende oppfinnelse inkorporeres i en vandig løsning i en mengde som effektivt inhiberer dannelsen av belegg i vandige fluider som er til stede i og/eller som produseres fra en underjordisk formasjon. Den vandige løsning som har polyvinylsulf onatbelegginhibi toren ifølge den foreliggende oppfinnelse oppløst deri, kan innføres i kontakt med vandige fluider som er til stede i den underjordiske formasjon og/eller i produk-sjonsrørsystemer og/eller -utstyr på og/eller under overflaten, på en hvilken som helst egnet måte som er kjent for fag-folk på dette område, såsom ved innmåling i et vandig fluid som er til stede i et produksjonsborehull gjennom et rør med liten diameter, f.eks. en 1/4 til 1 tomme, ved injeksjon gjennom en gassløfteventil, eller ved innføring av innkapslet polyvinylsulfonat i et produksjonsborehull. Det blir imidlertid foretrukket å presse den vandige løsning som har polyvinylsulf onat oppløst i seg inn i en underjordisk formasjon. Ifølge en innpressingsteknikk injiseres en vandig løsning av polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse i en underjordisk formasjon via et produksjonsborehull i fluid kommunikasjon dermed, og kan etterfølges av en gjennomspyling av f.eks. en saltløsning inneholdende en relativt lav mengde sulfationer, f.eks. en saltløsning som er forlikelig med forma-sjonsfluidene. Produksjonsborehullet kan stanses i en passende periode, f.eks. 0 til 24 timer, og settes deretter i produk-sjon igjen. Polyvinylsulfonatet absorberes inne i forma-sjonsmatriksen i løpet av stopperioden, og desorberes deretter over en tidsperiode i de vandige fluider som er til stede i og som produseres fra formasjonen for effektivt å inhibere beleggdannelsen, spesielt uorganisk sulfatbelegg såsom barium-sulf atbelegg. Polyvinylsulfonatet ifølge den foreliggende oppfinnelse bør inkorporeres i en vandig løsning som skal presses inn i en underjordisk formasjon i en mengde på fra 0,4 til 25 vol%, mer fortrinnsvis i en mengde på fra 2 til 20 vol%, og mest fortrinnsvis i en mengde på fra 5 til 10 vol% av løsnin-gen for effektivt å inhibere beleggdannelsen etter desorpsjon i vandige fluider som er til stede i og som produseres fra formasjonen. Etter innpressingsbehandlingen vil vandige fluider som produseres fra den underjordiske formasjonen bli analysert på inhibitorkonsentrasjon for å sikre at en hen-siktsmessig konsentrasjon av inhibitor er til stede i produ-serte fluider for effektivt å inhibere beleggdannelsen og bestemme behovet for påfølgende innpressingsbehandlinger. The polyvinyl sulfonate scale inhibitor of the present invention is incorporated into an aqueous solution in an amount that effectively inhibits scale formation in aqueous fluids present in and/or produced from a subterranean formation. The aqueous solution which has the polyvinyl sulfonate coating inhibitor according to the present invention dissolved in it can be brought into contact with aqueous fluids present in the underground formation and/or in production piping systems and/or equipment on and/or below the surface, on any suitable means known to those skilled in the art, such as metering into an aqueous fluid present in a production wellbore through a small diameter pipe, e.g. a 1/4 to 1 inch, by injection through a gas lift valve, or by introducing encapsulated polyvinyl sulfonate into a production wellbore. However, it is preferred to press the aqueous solution having polyvinyl sulfonate dissolved in it into an underground formation. According to a press-in technique, an aqueous solution of the polyvinyl sulphonate according to the present invention is injected into an underground formation via a production borehole in fluid communication therewith, and can be followed by a flushing of e.g. a salt solution containing a relatively low amount of sulphate ions, e.g. a salt solution that is compatible with the formation fluids. The production borehole can be stopped for a suitable period, e.g. 0 to 24 hours, and then put into production again. The polyvinyl sulfonate is absorbed within the formation matrix during the stop period, and is then desorbed over a period of time in the aqueous fluids present in and produced from the formation to effectively inhibit scale formation, especially inorganic sulfate scale such as barium sulfate scale. The polyvinyl sulfonate according to the present invention should be incorporated into an aqueous solution to be pressed into an underground formation in an amount of from 0.4 to 25% by volume, more preferably in an amount of from 2 to 20% by volume, and most preferably in a amount of from 5 to 10% by volume of the solution to effectively inhibit coating formation after desorption in aqueous fluids present in and produced from the formation. After the intrusion treatment, aqueous fluids produced from the underground formation will be analyzed for inhibitor concentration to ensure that an appropriate concentration of inhibitor is present in produced fluids to effectively inhibit scale formation and determine the need for subsequent intrusion treatments.

Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse The method according to the present invention

kan anvendes til å inhibere belegg, spesielt uorganisk sulfatbelegg såsom bariumsulfatbelegg, fra vandige fluider som inneholder og/eller som produseres fra en hvilken som helst underjordisk formasjon hvori uforlikelige vandige fluider kan can be used to inhibit fouling, particularly inorganic sulfate fouling such as barium sulfate fouling, from aqueous fluids containing and/or produced from any subterranean formation in which immiscible aqueous fluids may

blande seg, f.eks. under en EOR-operasjon, og/eller hvori de vandige fluider som er til stede i formasjonen, inneholder en relativt høy konsentrasjon av karbondioksid. Fortrinnsvis anvendes polyvinylsulfonatbelegginhibitoren og fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse til effektivt å inhibere belegg fra vandige fluider som er til stede i eller som produseres fra en underjordisk formasjon som har en pH lik eller mindre enn 6,0, og mer fortrinnsvis lik eller mindre enn 4,0. Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes ved mange forskjellige underjordiske formasjonstempera-turer og -mineralogier. mix, e.g. during an EOR operation, and/or in which the aqueous fluids present in the formation contain a relatively high concentration of carbon dioxide. Preferably, the polyvinyl sulfonate scale inhibitor and method of the present invention are used to effectively inhibit scale from aqueous fluids present in or produced from a subterranean formation having a pH equal to or less than 6.0, and more preferably equal to or less than 4, 0. The method according to the present invention can be used at many different underground formation temperatures and mineralogies.

Følgende eksempler demonstrerer utførelse og nytten av den foreliggende oppfinnelse. The following examples demonstrate the practice and utility of the present invention.

Eksempel 1 Example 1

En 25 vekt% løsning av vinylsulfonsyrenatriumsalt fremstilt av Aldrich Chemical Co., Inc. ledes gjennom en har-pikskolonne for å fjerne metyleterhydrokinon som anvendes som polymerisasjonsinhibitor for monomeren av vinylsulfonsyrenatriumsaltet under transport. 1000 g vinylsulfonsyrenatriumsalt fylles i en reaksjonsflaske og gjennomspyles med nitrogen ved romtemperatur i 1 time under omrøring for å fjerne oksygen. Ammoniumpersulfat tilsettes til 25 ml nitro-gengjennomspylt destillert vann i en mengde som gir en ammoniumpersulfatkonsentrasjon på 0,1 g/ml. Blandingen oppvar-mes deretter til 50°C. 3,0 ml av den resulterende ammoniumper-sulf atløsning injiseres i monomerløsningen som er til stede i reaksjonsflasken, og den resulterende løsning omrøres og får polymerisere ved 50°C med nitrogengjennomspyling i 24 timer. Reaksjonen fører til 100% omdanning av monomeren til et polyvinylsulf onat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 9109 og polydispersitet på ca. 1,79. A 25% by weight solution of vinyl sulfonic acid sodium salt manufactured by Aldrich Chemical Co., Inc. is passed through a resin column to remove methyl ether hydroquinone which is used as a polymerization inhibitor for the vinyl sulfonic acid sodium salt monomer during transport. 1000 g of vinyl sulfonic acid sodium salt is filled into a reaction bottle and purged with nitrogen at room temperature for 1 hour with stirring to remove oxygen. Ammonium persulphate is added to 25 ml of nitrogen-flushed distilled water in an amount which gives an ammonium persulphate concentration of 0.1 g/ml. The mixture is then heated to 50°C. 3.0 ml of the resulting ammonium persulfate solution is injected into the monomer solution present in the reaction flask, and the resulting solution is stirred and allowed to polymerize at 50°C with a nitrogen purge for 24 hours. The reaction leads to 100% conversion of the monomer to a polyvinyl sulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 9109 and polydispersity of approx. 1.79.

Eksempel 2 Example 2

Polymerisasjonsreaksjonen fremsatt i eksempel 1 blir gjentatt, bortsett fra at vinylsulfonsyrenatriumsaltet som fylles i reaktoren, reduseres til 100 g, at konsentrasjonen av ammoniumpersulfat som er til stede i reaksjonsløsningen blir økt til 0,50 mg/ml, at reaksjonstemperaturen reduseres til romtemperatur, dvs. 22,2°C, og at reaksjonstiden reduseres til 8 timer. Denne polymerisasjonsreaksjon fører til 53,2% omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 13565 og en polydispersitet på ca. 2,0. The polymerization reaction set forth in Example 1 is repeated, except that the vinyl sulfonic acid sodium salt that is filled in the reactor is reduced to 100 g, that the concentration of ammonium persulfate present in the reaction solution is increased to 0.50 mg/ml, that the reaction temperature is reduced to room temperature, i.e. 22.2°C, and that the reaction time is reduced to 8 hours. This polymerization reaction leads to 53.2% conversion of monomer to a polyvinyl sulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 13565 and a polydispersity of approx. 2.0.

Eksempel 3 Example 3

Polymerisasjonsreaksjonen fremsatt i eksempel 2 blir gjentatt, bortsett fra at konsentrasjonen av ammoniumpersulfatkatalysator som anvendes i reaksjonsløsningen blir økt til 1,0 mg/ml og at reaksjonstiden forlenges til tre døgn. Denne polymerisasjonsreaksjon fører til en 78% omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 15.542 og en polydispersitet på ca. 1,99. The polymerization reaction presented in example 2 is repeated, except that the concentration of ammonium persulfate catalyst used in the reaction solution is increased to 1.0 mg/ml and that the reaction time is extended to three days. This polymerization reaction leads to a 78% conversion of monomer to a polyvinylsulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 15,542 and a polydispersity of approx. 1.99.

Eksempel 4 Example 4

Polymerisasjonsreaksjonen i eksempel 2 blir gjentatt, bortsett fra at konsentrasjonen av ammoniumpersulfatkatalysator som anvendes i reaksjonsløsningen, nedsettes til 0,25 mg/ml og at reaksjonstiden forlenges til 24 timer. Denne polymerisasjonsreaksjon fører til en 68% omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 16.269 og en polydispersitet på ca. 1,70. The polymerization reaction in example 2 is repeated, except that the concentration of ammonium persulfate catalyst used in the reaction solution is reduced to 0.25 mg/ml and that the reaction time is extended to 24 hours. This polymerization reaction leads to a 68% conversion of monomer to a polyvinylsulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 16,269 and a polydispersity of approx. 1.70.

Eksempel 5 Example 5

Polymerisasjonsreaksjonen i eksempel 2 blir gjentatt, med unntak av at konsentrasjonen av ammoniumpersulfat katalysator som anvendes i reaksjonsløsningen, økes til 1,0 mg/ml, at en kokatalysator, trietanolamin, også anvendes ved en konsentrasjon på 1,2 vekt% i reaksjonsløsningen, og at reaksjonstiden forlenges til 24 timer. Denne polymerisasjonsreaksjon fører til en 22% omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 18.887 og en polydispersitet på ca. 1,82. The polymerization reaction in example 2 is repeated, with the exception that the concentration of ammonium persulfate catalyst used in the reaction solution is increased to 1.0 mg/ml, that a cocatalyst, triethanolamine, is also used at a concentration of 1.2% by weight in the reaction solution, and that the reaction time is extended to 24 hours. This polymerization reaction leads to a 22% conversion of monomer to a polyvinylsulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 18,887 and a polydispersity of approx. 1.82.

Eksempel 6 Example 6

Polymerisasjonsreaksjonen i eksempel 2 blir gjentatt, med unntak av at konsentrasjonen av ammoniumpersulfatkatalysator som anvendes i reaksjonsløsningen, reduseres til 0,25 mg/ml, og at reaksjonstiden forlenges til 5 døgn. Denne polymerisasjonsreaksjon fører til en 72% omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på ca. 18.902 og en polydispersitet på ca. 1,81. The polymerization reaction in example 2 is repeated, with the exception that the concentration of ammonium persulfate catalyst used in the reaction solution is reduced to 0.25 mg/ml, and that the reaction time is extended to 5 days. This polymerization reaction leads to a 72% conversion of monomer to a polyvinylsulfonate which is determined to have a molecular weight of approx. 18,902 and a polydispersity of approx. 1.81.

Eksempel 7 Example 7

Polymerisasjonsreaksjonen i eksempel 2 blir gjentatt, med unntak av at det anvendes en 37,5 vekt% løsning av vinylsulfonsyrenatriumsalt, istedenfor en 25% løsning, at konsentrasjonen av ammoniumpersulfatkatalysator som er til stede i reaksjonsløsningen, reduseres til 0,25 mg/ml og at reaksjonstiden forlenges til 3 døgn. Denne polymerisasjonsfremgangsmåte bør føre til en tilfredsstillende omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til ha en molekylvekt på ca. 25.000 og en polydispersitet på mindre enn 2,0. The polymerization reaction in example 2 is repeated, with the exception that a 37.5% by weight solution of vinyl sulfonic acid sodium salt is used instead of a 25% solution, that the concentration of ammonium persulfate catalyst present in the reaction solution is reduced to 0.25 mg/ml and that the reaction time is extended to 3 days. This polymerization procedure should result in a satisfactory conversion of monomer to a polyvinyl sulfonate determined to have a molecular weight of about 25,000 and a polydispersity of less than 2.0.

Eksempel 8 Example 8

Polymerisasjonsreaksjonen i eksempel 2 blir gjentatt, med unntak av at det anvendes en 50 vekt% løsning av vinylsulfonsyrenatriumsalt, istedenfor en 25% løsning, at konsentrasjonen av ammoniumpersulfatkatalysator som er til stede i reaksjonsløsningen reduseres til 0,25 mg/ml, og at reaksjonstiden forlenges til 3 døgn. Denne polymerisasjonsfremgangsmåte bør føre til en tilfredsstillende omdanning av monomer til et polyvinylsulfonat som bestemmes til å ha en molekylvekt på 30.000 og en polydispersitet på mindre enn 2,0. The polymerization reaction in example 2 is repeated, with the exception that a 50% by weight solution of vinyl sulfonic acid sodium salt is used instead of a 25% solution, that the concentration of ammonium persulfate catalyst present in the reaction solution is reduced to 0.25 mg/ml, and that the reaction time is extended to 3 days. This polymerization procedure should result in satisfactory conversion of monomer to a polyvinyl sulfonate determined to have a molecular weight of 30,000 and a polydispersity of less than 2.0.

De foregåedende eksempler demonstrerer polymerisa- sjonsfremgangsmåten som skal anvendes til å oppnå et polyvinylsulfonat med en molekylvekt på fra 9.000 til 30.000, som kan anvendes som en forbedret beleggdannelsesinhibitor, spesielt for bariumsulfatbelegg, ifølge den foreliggende oppfinnelse. The preceding examples demonstrate the polymerization process to be used to obtain a polyvinyl sulfonate with a molecular weight of from 9,000 to 30,000, which can be used as an improved coating inhibitor, especially for barium sulfate coating, according to the present invention.

Eksempel 9 Example 9

Effektiviteten av polyvinylsulfonatene som oppnås ved fremgangsmåtene demonstrert i eksemplene 1-6 ovenfor til inhibering av bariumsulfatbelegg, blir bestemt ved anvendelse av følgende testfremgangsmåter med flaske som inneholder kim. pH i en saltløsning A som har 2,465 g CaCl2.2H20, 5,253 g MgCl2.6H20, 2,177 g BaCl2.2H20, 0,157 g SrCl2.6H20, 3,486 g KC1 og 55,626 g NaCl pr. liter, justeres til en pH på enten 4 eller 6, avhengig av den eksakte pH-test som blir utført, ved tilsetning av saltsyre for å senke pH eller natriumhydroksid for å heve pH. 100 ppm av det spesielle polyvinylsulfonat oppnådd i eksemplene 1-6 ovenfor som skal testes, blir tilsatt til 100 ml av saltløsning B inneholdende 60,155 g NaCl og 1,597 g Na2S04pr. liter. pH av den resulterende saltblanding B justeres til enten pH 4 eller 6, avhengig av den test som skal gjennomføres, ved tilsetning av saltsyre for å senke pH eller natriumhydroksid for å heve pH. Påfølgende blanding av like volumer av saltløsningene A og B simulerer en saltløsning med 80% formasjons- eller adhesjonsvann og 20% sjøvann, som er representative for et vandig formasjonsfluid som oppnås når Nordsjø-sjøvann blir anvendt som drivefluid i en underjordisk formasjon i Brae-feltet. Brae-feltet er lokalisert i den bri-tiske sektor av Nordsjøen. 0,01 g bariumsulfat, dvs. kimkry-staller, blir tilsatt til et glasskulturrør med skrulokk. 5,00 ml av saltløsning B (inneholdende inhibitor) blir tilsatt til glassrøret ved anvendelse av en volumetrisk pipette. 5,00 ml av saltløsning A blir tilsatt til glassrøret på lignende måte. Glassrørene blir raskt lukket igjen og innsatt horisontalt i et stativ i et oljerystebad som er blitt forvarmet til 80°C. Oljeristebadet aktiveres, og glassrørene blandes i 1 time. Denne fremgangsmåte gjentas for hver prøve som skal testes. Hvert glassrør blir fjernet fra rystebadet, og ca. 2 g av den resulterende oppslemning tas ut fra røret i en sprøyte. Den resulterende oppslemning filtreres gjennom et 0,2 um sprøyte-filter for å fjerne fast bariumsulfat, og ca. 2 g av filtratet veies inn i et plastrør inneholdende 5,0 g av deionisert vann og 0,5 g basisk EDTA-løsning for å chelatere det barium som inneholdes i filtratet. Den resterende oppslemning returneres i glassrøret til rystebadet, og blandes i ytterligere 1 time. Den resulterende oppslemning analyseres igjen som ovenfor, og de filtrerte prøver analyseres på bariumkonsentrasjoner ved ICAP-analse. Den prosentvise bariumvirkningsgrad av polyvinyl-sulfonatinhibitoren beregnes ved å bestemme mengden av bariumion i sluttløsningen, og dividere denne mengde med mengden av bariumion i den opprinnelige løsning av saltløsning A + B, og multiplisere med 100%. Resultatene av denne testing er gjengitt i fig. 1. The effectiveness of the polyvinyl sulfonates obtained by the methods demonstrated in Examples 1-6 above in inhibiting barium sulfate scale is determined using the following vial test procedures containing germs. The pH of a salt solution A that has 2.465 g CaCl2.2H20, 5.253 g MgCl2.6H20, 2.177 g BaCl2.2H20, 0.157 g SrCl2.6H20, 3.486 g KC1 and 55.626 g NaCl per liters, is adjusted to a pH of either 4 or 6, depending on the exact pH test being performed, by adding hydrochloric acid to lower the pH or sodium hydroxide to raise the pH. 100 ppm of the particular polyvinyl sulfonate obtained in Examples 1-6 above to be tested is added to 100 ml of salt solution B containing 60.155 g of NaCl and 1.597 g of Na 2 SO 4 pr. litres. The pH of the resulting salt mixture B is adjusted to either pH 4 or 6, depending on the test to be performed, by adding hydrochloric acid to lower the pH or sodium hydroxide to raise the pH. Subsequent mixing of equal volumes of salt solutions A and B simulates a salt solution of 80% formation or adhesion water and 20% seawater, which are representative of an aqueous formation fluid obtained when North Sea seawater is used as a driving fluid in an underground formation in the Brae field . The Brae field is located in the British sector of the North Sea. 0.01 g of barium sulphate, i.e. seed crystals, is added to a glass culture tube with a screw cap. 5.00 ml of saline solution B (containing inhibitor) is added to the glass tube using a volumetric pipette. 5.00 ml of salt solution A is added to the glass tube in a similar manner. The glass tubes are quickly closed again and inserted horizontally in a rack in an oil shaking bath that has been preheated to 80°C. The oil roasting bath is activated, and the glass tubes are mixed for 1 hour. This procedure is repeated for each sample to be tested. Each glass tube is removed from the shaking bath, and approx. 2 g of the resulting slurry is withdrawn from the tube in a syringe. The resulting slurry is filtered through a 0.2 µm syringe filter to remove solid barium sulfate, and approx. 2 g of the filtrate is weighed into a plastic tube containing 5.0 g of deionized water and 0.5 g of basic EDTA solution to chelate the barium contained in the filtrate. The remaining slurry is returned in the glass tube to the shaking bath, and mixed for a further 1 hour. The resulting slurry is analyzed again as above, and the filtered samples are analyzed for barium concentrations by ICAP analysis. The percentage barium efficiency of the polyvinyl sulfonate inhibitor is calculated by determining the amount of barium ion in the final solution, and dividing this amount by the amount of barium ion in the original solution of salt solution A + B, and multiplying by 100%. The results of this testing are shown in fig. 1.

Som angitt ved disse resultater vil anvendelse av et polyvinylsulfonat med en molekylvekt større enn ca. 9.000, føre til en uventet økning i den prosentvise bariumvirkningsgrad, og derfor inhibering av bariumsulfatbelegg, ved en pH på 4 og 6. As indicated by these results, the use of a polyvinyl sulphonate with a molecular weight greater than approx. 9,000, lead to an unexpected increase in the percentage barium efficiency, and therefore inhibition of barium sulfate coating, at a pH of 4 and 6.

Eksempel 10 Example 10

En løsning av 3 vekt% natriumklorid og 0,15 Molar na-triumsulfat ("sulfatsaltløsning") ble titrert ved 25°C med en løsning av 3 vekt% natriumklorid og 0,5 Molar bariumklorid ("bariumsaltløsning") for utfelling av bariumsulfat i samsvar med følgende omsetning: A solution of 3 wt% sodium chloride and 0.15 M sodium sulfate ("sulfate salt solution") was titrated at 25°C with a solution of 3 wt% sodium chloride and 0.5 M barium chloride ("barium salt solution") to precipitate barium sulfate in compliance with the following turnover:

Bariumsaltløsningen ble tilsatt som titrant til 50 ml av sulfatsaltløsningen inneholdende 0,75 mmol sulfat med en hastighet på 0,00664 ml pr. sekund i en samlet periode på 290 sekunder. En total på ca. 0,96 mmol barium ble tilsatt til sulfatsaltløsningen, hvilket førte til et overskudd på 0,21 mmol barium. The barium salt solution was added as titrant to 50 ml of the sulphate salt solution containing 0.75 mmol sulphate at a rate of 0.00664 ml per minute. second for a total period of 290 seconds. A total of approx. 0.96 mmol of barium was added to the sulfate salt solution, resulting in an excess of 0.21 mmol of barium.

En modell 458 isoperibol (adiabasisk) kalorimeter fremstilt av Tronac Inc. ble anvendt til å gjennomføre titre-ringen. Dette kalorimeter omfatter en 600 opm synkronmotor som driver en glassrører for å gi inngående blanding. Resultatene av denne titrering av sulfatløsning med bariumsaltløsning er illustrert i fig. 2 som kalorimetrisk titreringskurve B. Linje A representerer rørevarmen og fortynningsvarmen for natrium-salter som bestemmes ved tilsetning av bariumsaltløsningen som fremsatt ovenfor til en 3 vekt% natriumkloridløsning. Den samlede reaksjonsvarme for den gjennoførte titrering beregnes ved å ekstrapolere helningen av titreringskurven B for de første A model 458 isoperibol (adiabasic) calorimeter manufactured by Tronac Inc. was used to perform the titration. This calorimeter comprises a 600 rpm synchronous motor which drives a glass stirrer to provide thorough mixing. The results of this titration of sulfate solution with barium salt solution are illustrated in fig. 2 as calorimetric titration curve B. Line A represents the heat of stirring and the heat of dilution for sodium salts determined by adding the barium salt solution as set forth above to a 3% by weight sodium chloride solution. The total heat of reaction for the repeated titration is calculated by extrapolating the slope of the titration curve B for the first

100 sekunder av testen, dvs. før tilsetning av bariumsaltløs-ningstitrant, til tiden null og ekstrapolere helningen av titreringskurven B for de siste 100 sekunder, dvs. etter at hele bariumsaltløsningstitranten er tilsatt til sulfatløsningen, til tiden null. De ekstrapolerte avlesninger subtraheres for å gi en samlet reaksjonsvarme for denne titrering som er uttrykt i volt. En omregningsfaktor på 0,491 kalorier pr. volt kan anvendes til omregning av denne reaksjonsvarme til kalorier. 100 seconds of the test, i.e. before addition of barium salt solution titrant, to time zero and extrapolate the slope of the titration curve B for the last 100 seconds, i.e. after all the barium salt solution titrant has been added to the sulphate solution, to time zero. The extrapolated readings are subtracted to give a total heat of reaction for this titration expressed in volts. A conversion factor of 0.491 calories per volts can be used to convert this heat of reaction into calories.

Ved anvendelse av preparativ gelpermeeasjonskromato-grafi isoleres fem separate molekylvektfraksjoner fra et polyvinylsulfonat som har en molekylvekt på 14.500, og oppsamles som fraksjoner som har molekylvekter som fremsatt nedenfor. Using preparative gel permeation chromatography, five separate molecular weight fractions are isolated from a polyvinyl sulfonate having a molecular weight of 14,500 and collected as fractions having molecular weights as set forth below.

En på forhånd utmålt mengde av hver polyvinylsulfonatfraksjon blir tilsatt til separate sulfatløsninger for å inhibere dannelsen av bariumsulfatutfelling. A premeasured amount of each polyvinyl sulfonate fraction is added to separate sulfate solutions to inhibit the formation of barium sulfate precipitation.

Hver resulterende inhiberte sulfatsaltløsning blir titrert med bariumsaltløsning på den måte som er fremsatt ovenfor, og de resulterende termometriske titreringskurver avsatt i fig. 2 og merket henholdsvis som kurvene C-G. Ved fremgangsmåten fremsatt ovenfor med hensyn til titrering B, beregnet den samlede reaksjonsvarme for hver titrering C-G, og subtraheres fra den samlede reaksjonsvarmen for titrering B for å gi den forandring i reaksjonsvarme som angir den reak-sjonsmengde, og følgelig den bariumsulfatutfelling, som blir inhibert av hver polyvinylsulfonatfraksjon. Disse resultater blir avsatt og behørig referert til i fig. 3. Som angitt ved disse resultater vil anvendelse av et polyvinylsulfonat med en molekylvekt over 9.000 til 26.000 føre til en uventet nedset-telse av reaksjonsmengden. Each resulting inhibited sulfate salt solution is titrated with barium salt solution in the manner set forth above, and the resulting thermometric titration curves plotted in Figs. 2 and marked respectively as curves C-G. In the procedure set forth above with respect to titration B, the total heat of reaction for each titration C-G is calculated and subtracted from the total heat of reaction for titration B to give the change in heat of reaction which indicates the amount of reaction, and consequently the barium sulfate precipitation, which is inhibited of each polyvinyl sulfonate fraction. These results are set aside and duly referred to in fig. 3. As indicated by these results, the use of a polyvinylsulfonate with a molecular weight above 9,000 to 26,000 will lead to an unexpected reduction in the amount of reaction.

Eksempel 11 Example 11

Testfremgangsmåten med flaske som inneholder kim, fremsatt i eksempel 9 ovenfor, ble gjentatt ved seks forskjellige konsentrasjoner og ved en pH på 4 og 6 for hvert av poly-vinyl sulf onatene oppnådd ved fremgangsmåtene demonstrert i eksemplene 1-4 ovenfor. Resultatene som er gjengitt i fig. 4 viser at konsentrasjonen av polyvinylsulfonatbelegginhibitor ifølge den foreliggende oppfinnelse i et vandig fluid hvori beleggdannelsen skal inhiberes, bør være minst 50 ppm, mer fortrinnsvis minst 75 ppm, og mest fortrinnsvis minst 100 ppm for å føre til den uventede økning i den prosentvise bariumvirkningsgrad ved en pH på 4 og 6 i samsvar med fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Det er viktig å bemerke at en vandig løsning inneholdende polyvinylsulfonatbelegginhibitoren ifølge den foreliggende oppfinnelse ikke vil løse kalsiumkarbonatbelegg i noen betydelig grad når den injiseres i en underjordisk formasjon via et produksjonsborehull. Til-stedeværelsen av kalsiumkarbonatbelegg i et produksjonsborehull eller det nære borehullmiljø i en formasjon vil følgelig ikke påvirke effektiviteten av polyvinylsulfonatbelegginhibitoren ifølge den foreliggende oppfinnelse på noen skadelig måte. Dessuten er det blitt bestemt at polyvinylsulfonatbeleg-ginhibi toren ifølge den foreliggende oppfinnelse har en betydelig større grad av inhibering av bariumsulfatbelegg på kal-siumkarbonatkim enn konvensjonelle polyfosfonat- eller poly-karboksylatbelegginhibitorer. The seed bottle test procedure set forth in Example 9 above was repeated at six different concentrations and at a pH of 4 and 6 for each of the polyvinyl sulfonates obtained by the procedures demonstrated in Examples 1-4 above. The results shown in fig. 4 shows that the concentration of polyvinyl sulfonate coating inhibitor according to the present invention in an aqueous fluid in which coating formation is to be inhibited should be at least 50 ppm, more preferably at least 75 ppm, and most preferably at least 100 ppm to lead to the unexpected increase in the percentage barium efficiency at a pH of 4 and 6 in accordance with the method according to the present invention. It is important to note that an aqueous solution containing the polyvinyl sulfonate scale inhibitor of the present invention will not dissolve calcium carbonate scale to any significant extent when injected into a subterranean formation via a production well. Accordingly, the presence of calcium carbonate coating in a production borehole or the near borehole environment in a formation will not adversely affect the effectiveness of the polyvinyl sulfonate coating inhibitor of the present invention in any detrimental manner. Moreover, it has been determined that the polyvinyl sulfonate coating inhibitor according to the present invention has a significantly greater degree of inhibition of barium sulfate coating on calcium carbonate germ than conventional polyphosphonate or polycarboxylate coating inhibitors.

Claims (18)

1. Beleggdannelsesinhibitor,karakterisert vedat den omfatter et polyvinylsulfonat med en molekylvekt på fra 10.500 til 30.000.1. Coating formation inhibitor, characterized in that it comprises a polyvinyl sulphonate with a molecular weight of from 10,500 to 30,000. 2. Beleggdannelsesinhibitor ifølge krav 1,karakterisert vedat polyvinylsulfonatet har en molekylvekt på fra 10.500 til 25.000, fortrinnsvis fra 12.000 til 20.000.2. Coating formation inhibitor according to claim 1, characterized in that the polyvinyl sulphonate has a molecular weight of from 10,500 to 25,000, preferably from 12,000 to 20,000. 3. Beleggdannelsesinhibitor ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat polyvinylsulfonatet har en polydispersitet som er lavere enn 2,0.3. Coating formation inhibitor according to claim 1 or 2, characterized in that the polyvinyl sulphonate has a polydispersity which is lower than 2.0. 4. Blanding for inhibering av beleggdannelse,karakterisert vedat den omfatter en vandig oppløsning som inneholder oppløst en beleggdannelsesinhibitor ifølge krav 1-3 i en mengde fra 0,4 til 25 vol%, fortrinnsvis fra 2 til 20 vol%, mer foretrukket fra 5 til 10 vol%, av oppløsningen.4. Mixture for inhibiting coating formation, characterized in that it comprises an aqueous solution containing dissolved a coating formation inhibitor according to claims 1-3 in an amount from 0.4 to 25 vol%, preferably from 2 to 20 vol%, more preferably from 5 to 10 vol%, of the solution. 5. Blanding ifølge krav 4, karakterisert vedat den vandige oppløsning er en saltoppløsning.5. Mixture according to claim 4, characterized in that the aqueous solution is a salt solution. 6. Blanding ifølge krav 5, karakterisert vedat den vandige oppløsning er en saltoppløsning med en relativt lav konsentrasjon av sulfationer.6. Mixture according to claim 5, characterized in that the aqueous solution is a saline solution with a relatively low concentration of sulfate ions. 7. Fremgangsmåte for inhibering av beleggdannelse i et vandig fluid som er til stede i eller som frembringes i en underjordisk formasjon, karakterisert vedat det vandige fluid bringes i kontakt med en beleggdannelsesinhibitor ifølge krav 1-3 eller en blanding ifølge krav 4-7, idet det anvendes en mengde av beleggdannelsesinhibitoren eller av blandingen slik at polyvinylsulfonatet utgjør fra 0,4 til 25 vol%, fortrinnsvis fra 2 til 20 vol%, mest foretrukket fra 5 til 10 vol%, av oppløsningen.7. Method for inhibiting coating formation in an aqueous fluid that is present in or that is produced in an underground formation, characterized in that the aqueous fluid is brought into contact with a coating formation inhibitor according to claims 1-3 or a mixture according to claims 4-7, using an amount of the coating formation inhibitor or of the mixture so that the polyvinyl sulphonate amounts to from 0.4 to 25 vol%, preferably from 2 to 20 vol%, most preferably from 5 to 10 vol%, of the solution. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat det som vandig fluid anvendes et fluid med pH høyst 6,0, fortrinnsvis høyst 4,0.8. Method according to claim 7, characterized in that a fluid with a pH of no more than 6.0, preferably no more than 4.0, is used as aqueous fluid. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat en vandig oppløsning inneholdende det oppløste polyvinylsulfonat injiseres i den underjordiske formasjon via et borehull som står i fluidkommunikasjon med den underjordiske formasjon, slik at polyvinylsulfonatet blir absorbert i en matriks i den underjordiske formasjon og kontakttrinnet finner sted ved at polyvinylsulfonatet blir desorbert fra matriksen og inn i det vandige fluid.9. Method according to claim 7 or 8, characterized in that an aqueous solution containing the dissolved polyvinyl sulphonate is injected into the underground formation via a borehole which is in fluid communication with the underground formation, so that the polyvinyl sulphonate is absorbed into a matrix in the underground formation and the contact step finds place by the polyvinyl sulphonate being desorbed from the matrix and into the aqueous fluid. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 9,karakterisert vedat det foretas bestemmelse av konsentrasjonen av polyvinylsulfonat i det vandige fluid som produseres fra den underjordiske formasjon.10. Method according to claim 7 or 9, characterized in that the concentration of polyvinyl sulphonate in the aqueous fluid produced from the underground formation is determined. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat man gjentar injiseringen av den vandige oppløsning inneholdende oppløst polyvinylsulfonat i den underjordiske formasjon, når konsentrasjonen av polyvinylsulfonat i det vandige fluid produsert fra formasjonen er lavere enn 50 ppm, fortrinnsvis 75 ppm, mest foretrukket 100 ppm.11. Method according to claim 10, characterized by repeating the injection of the aqueous solution containing dissolved polyvinylsulfonate in the underground formation, when the concentration of polyvinylsulfonate in the aqueous fluid produced from the formation is lower than 50 ppm, preferably 75 ppm, most preferably 100 ppm. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 9-11,karakterisert vedat ytterligere vandig oppløsning injiseres i den underjordiske formasjon via borehullet for å erstatte den vandige oppløsning inneholdende oppløst polyvinylsulfonat.12. Method according to claims 9-11, characterized in that further aqueous solution is injected into the underground formation via the borehole to replace the aqueous solution containing dissolved polyvinyl sulphonate. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor borehullet er et produksjonsborehull, karakterisert vedat borehullet holdes stengt etter injiseringen av den ytterligere vandige oppløsning.13. Method according to claim 12, where the borehole is a production borehole, characterized in that the borehole is kept closed after the injection of the further aqueous solution. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 7-10,karakterisert vedat det vandige fluid inneholder oppløst karbondioksid.14. Method according to claims 7-10, characterized in that the aqueous fluid contains dissolved carbon dioxide. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat det som vandig oppløs-ning anvendes en saltoppløsning med en relativt lav konsentrasjon av sulfationer.15. Method according to claim 9, characterized in that a salt solution with a relatively low concentration of sulfate ions is used as the aqueous solution. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 7 - 14,karakterisert vedat skadelige sul-foneringsbiprodukter fjernes fra den vandige oppløsning, før denne bringes i kontakt med det vandige fluid.16. Method according to claims 7 - 14, characterized in that harmful sulfonation by-products are removed from the aqueous solution, before this is brought into contact with the aqueous fluid. 17. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat kontakttrinnet utføres ved at en vandig oppløsning inneholdende polyvinylsulfonatet oppløst føres gjennom et rør med liten diameter anbragt inne i et borehull som står i fluid kommunikasjon med den underjordiske formasjon og inn i det vandige fluid som er til stede i borehullet.17. Method according to claim 7, characterized in that the contacting step is carried out in that an aqueous solution containing the dissolved polyvinyl sulphonate is passed through a small-diameter pipe placed inside a borehole that is in fluid communication with the underground formation and into the aqueous fluid that is present in the borehole. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat det anvendes et polyvinylsulfonat som er innkapslet, og at dette injiseres i et borehull som står i fluidkommunikasjon med den underjordiske formasjon.18. Method according to claim 7, characterized in that a polyvinyl sulphonate is used which is encapsulated, and that this is injected into a borehole which is in fluid communication with the underground formation.
NO921642A 1989-11-01 1992-04-28 Coating inhibitor composition, coating formation inhibition composition, and method of inhibiting coating formation in an aqueous fluid present in or produced in an underground formation NO303010B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US43126289A 1989-11-01 1989-11-01
PCT/US1990/004824 WO1991006511A1 (en) 1989-11-01 1990-08-24 Polyvinyl sulfonate scale inhibitor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO921642L NO921642L (en) 1992-04-28
NO921642D0 NO921642D0 (en) 1992-04-28
NO303010B1 true NO303010B1 (en) 1998-05-18

Family

ID=23711180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO921642A NO303010B1 (en) 1989-11-01 1992-04-28 Coating inhibitor composition, coating formation inhibition composition, and method of inhibiting coating formation in an aqueous fluid present in or produced in an underground formation

Country Status (6)

Country Link
AU (1) AU6401890A (en)
DE (1) DE4092063T (en)
GB (1) GB2250738B (en)
NL (1) NL9021596A (en)
NO (1) NO303010B1 (en)
WO (1) WO1991006511A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995013247A1 (en) * 1993-11-11 1995-05-18 Marathon Oil Company Inhibition of scale growth utilizing a dual polymer composition

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706717A (en) * 1970-07-01 1972-12-19 American Cyanamid Co Copolymers of fumaric acid and allyl sulfonic acid
CA1258963A (en) * 1983-03-07 1989-09-05 Bennett P. Boffardi Synergistic scale and corrosion inhibiting admixtures containing carboxylic acid/sulfonic acid polymers
US4710303A (en) * 1986-08-14 1987-12-01 Nalco Chemical Company Low molecular weight polyvinyl sulfonate for low pH barium sulfate scale control
GB8728162D0 (en) * 1987-12-02 1988-01-06 Albright & Wilson Threshold treatment

Also Published As

Publication number Publication date
GB2250738B (en) 1993-03-24
GB2250738A (en) 1992-06-17
NL9021596A (en) 1992-08-03
WO1991006511A1 (en) 1991-05-16
DE4092063T (en) 1992-06-25
GB9202274D0 (en) 1992-03-18
NO921642L (en) 1992-04-28
AU6401890A (en) 1991-05-31
NO921642D0 (en) 1992-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5092404A (en) Polyvinyl sulfonate scale inhibitor
US11149185B2 (en) Multifunctional foaming composition with wettability modifying, corrosion inhibitory and mineral scale inhibitory/dispersants properties for high temperature and ultra high salinity
US4395340A (en) Enhanced oil recovery methods and systems
US2059459A (en) Method of treating wells with acids
US4401789A (en) Enhanced oil recovery methods and systems
RU2057780C1 (en) Process for preventing or reducing absorption formation of oil-bearing rock
NO300183B1 (en) Process for altering the permeability of an underground formation and using a mixture of ions in it
US3087539A (en) Preflood-secondary recovery water technique
NO794061L (en) HIGH-DENSITY FLUID PREPARATIONS.
NO301903B1 (en) Method for selectively reducing the permeability of water in an underground formation where oil and / or gas is produced
EA025544B1 (en) Oxygen scavenger compositions for completion brines
WO2009062924A2 (en) Methods of minimizing sulfate scale in oil field
NO860789L (en) PERMEABILITY CORRECTION FLUID BASED ON PROPIONATE EXERCISE OF CHROME (III) AND APPLICATION OF IT IN UNDERGRADUAL FORMS.
US5263541A (en) Inhibition of scale growth utilizing a dual polymer composition
NO303010B1 (en) Coating inhibitor composition, coating formation inhibition composition, and method of inhibiting coating formation in an aqueous fluid present in or produced in an underground formation
JPS6327390B2 (en)
NO302840B1 (en) Method of treating sandstone formations
US5360065A (en) Scale inhibitor and process for using
NO125202B (en)
Nasiri et al. Investigation of drilling fluid loss and its affecting parameters in one of the Iranian gas fields
US20220082002A1 (en) Heating to induce strong polymer gel for conformance improvement
US11746274B1 (en) Ionic liquid monomer for synthesis of friction reducer and methods thereof
US20230331599A1 (en) Method of sulfate removal from seawater using high salinity produced water
US11697757B2 (en) Polymeric swellable scavengers for acidic gases
Caenn et al. Polymer flooding