二氧化氯前体及其使用方法技术

根据本发明专利技术的一方面，提供了在某些条件下在反应区域中将卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的方法。更具体地，该方法包括通过向还原剂引入含有卤氧化物的盐的稳定组合物并将反应区域内的温度降到最低，由所述组合物产生二氧化氯。根据本发明专利技术的另一方面，提供了含有卤氧化物的盐的稳定的二氧化氯前体的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】根据本专利技术的一方面，提供了在某些条件下在反应区域中将卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的方法。更具体地，该方法包括通过向还原剂引入含有卤氧化物的盐的稳定组合物并将反应区域内的温度降到最低，由所述组合物产生二氧化氯。根据本专利技术的另一方面，提供了含有卤氧化物的盐的稳定的二氧化氯前体的组合物。【专利说明】
本专利技术涉及一种稳定的二氧化氯前体的组合物，和使用所述组合物产生用于石油应用的二氧化氯(例如但不限于在石油地层和高温气流或液流中二氧化氯的应用)的方法。更具体地，本专利技术涉及一种含有卤氧化物的盐(例如，氯酸钠)作为用于石油应用的稳定的二氧化氯前体的组合物。
技术介绍
在石油工业中，众多试剂或污染物能够引起生产工艺的破坏或限制。这样的污染物的实例可以为高分子量聚合物(例如，聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、CMC、HPG和Zanthan)、细菌、硫、硫化铁、硫化氢和类似的化合物。在一些情况下，这些污染物可能天然存在于地层中或者来自于先前的人际互动。例如，在钻探和修井(例如，修理或刺激现存的生产井)的操作过程中通常将细菌引入地层。类似地，在压裂过程中，通常将细菌引入井筒中并且被强制深入地层。更具体地，将聚合物(例如CMC、HPG、Zanthan和聚丙烯酰胺(polyacri1mides))加入到压裂液中，以保持支撑剂悬浮和降低流体的摩擦。在该流体内夹带的细菌渗透深入地层，并且一旦压裂压力释放，当部署支撑剂时，细菌会采取相同的方式嵌入地层。此外，聚合物也能够在地层内沉积，独立地导致破坏。通常，将常规的“碎波(breakers)”与聚合物一起加入到压裂液中以防止该问题，但是，由于聚合物的不完全降解，对生产井的破坏仍屡见不鲜。许多细菌为兼性的，它们能够在需氧或厌氧条件下利用分子氧或其它氧源来维持它们的代谢过程以生存。例如，在合适的条件下，兼性细菌能够利用硫酸盐作为氧源并呼出硫化氢，除了腐蚀钢以外，硫化氢对人类是剧毒的。此外，在本领域中称为微生物诱导的腐蚀(Microbiologically InducedCorrosion, MIC)的过程中，细菌吸附到基材上，例如井筒中的管壁，并围绕它们形成“生物质”屏蔽。在下面，细菌代谢所述基材(例如，烃和金属铁的混合物)并呼出硫化氢， 导致井筒中金属被严重腐蚀，最终，管破损并破坏钻孔配件(downhole equipment)。硫化氢的呼出和存在也使精炼和运输过程变得复杂,并且降低了生产的烃的经济价值。用于解决这些问题的传统的方法具有一个或多个缺点。例如，本行业的惯例是与其它添加剂一起向压裂液中加入常规的有机和无机抗微生物剂，例如季铵化合物、氯胺、醛(例如戍二醒(Gluteraldehyde, ))、THPS和次氯酸钠，以控制细菌。然而，由于在携带烃的地层和石油生产环境中通常发现的细菌的类型，这些常规的抗微生物剂的效力最低。更具体地，在任何时候，仅少量的这些细菌(通常在火山出口、间歇喷泉和古墓中发现的)具有活性，种群中其余的以休眠体和孢子的状态存在。前述常规的抗微生物剂对形成细菌的休眠体和孢子不具有作用或具有有限的作用。因此，虽然活性细菌被杀灭至一定的程度，但是不活跃的细菌会存活，并且一旦达到在地层内创建的环境条件它们便会繁殖。此外，当暴露于石油生产地层中供给的许多组分时,这些抗微生物剂会失活。并且,此外,微生物对这些抗微生物剂会产生抗性，因此限制它们的经时效用。另一方面，二氧化氯能够钝化或杀灭形成微生物的活性体、休眠体和孢子。与常规的抗微生物剂不同，微生物对二氧化氯不产生抗性，并且其具有较低的残余毒性，并产生良性终产物。因此，二氧化氯为有效的抗微生物剂，然而在本专利技术之前特定应用是不可能的。例如，虽然二氧化氯可以直接施用于井流体(例如，压裂水)用于消毒，但其仅可以低剂量施用以防止聚合物或其它减阻添加剂的降解。本专利技术的实施方式提供了一种稳定的二氧化氯前体添加剂。本专利技术人已发现该二氧化氯前体在例如井流体(例如，压裂液)或其它液流或系统内仍保持稳定，直至其进入满足特定条件并且达到约100 T -110 °F的最低温度的区域(例如，在地层内)。因此，在压裂液中掺入该二氧化氯前体的本专利技术的一种或多种实施方式提供了一种用于产生和使用二氧化氯的原位方法，所述二氧化氯作为不消耗或降低压裂液的减摩组分的聚合物氧化剂和井下抗微生物剂，直至二氧化氯前体在地下靶区域(携带烃的地层)内分散。在这些实施方式中，在特定温度下，二氧化氯前体与地下中的组分反应，以在其中形成二氧化氯，其随后用作聚合物氧化剂和井下抗微生物剂。本专利技术人已发现，本专利技术的实施方式提供了使用非原位产生的卤素二氧化物(例如二氧化氯)或其它卤素二氧化物前体(例如亚氯酸钠)不能实现的结果。例如，在注入井筒之前，二氧化氯不能以高浓度加入到井流体(例如，压裂液)中，因为二氧化氯将过早氧化压裂液内的聚合物和摩擦-控制添加剂。类似地，亚氯酸钠(有时称为“稳定态二氧化氯”)的局限性在于，其在环境温度下会与压裂液的弱酸和其它组分立即开始反应，从而太快地产生二氧化氯，进而将过早氧化压裂液内的聚合物和摩擦-控制添加剂。与此相反，本专利技术的实施方式保持通常稳定，直至暴露于位于地层内的或在靶反应区域中提供的最低温度和还原剂(例如,污染物)中。因此，本专利技术的实施方式特别提供了一种组合物，该组合物在液流或系统(例如，在钻探、完井、修井和压裂操作期间施用的井流体)内的环境条件下是稳定的，但是随后在靶反应区域内特定的条件下反应，以产生卤化物的氧化物，其能够I)降解靶区域(即，地层)内的聚合物；2)降低靶区域(即，地层和烃沉积物)内的毒性和不需要的硫化合物，和3)用作杀灭或破坏活性体、休眠体和孢子`形式的细菌的抗微生物剂。
技术实现思路
本专利技术的一方面包括一种用于向区域中引入卤氧化物的盐的方法，其中，所述卤氧化物的盐与还原剂接触，导致卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物，该方法包括:在所有或部分卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的条件下，在具有还原剂的区域内，施用或注射卤氧化物的盐。本专利技术的另一方面包括一种降低、钝化、破坏或消除一种或多种还原态硫化合物的方法，该方法包括:在所有或部分卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的条件下，使还原态硫化合物与卤氧化物的盐接触的步骤，从而降低、钝化、破坏或消除一种或多种还原态硫化合物。在本专利技术的另一方面，提供了一种用于氧化一种或多种聚合物、一种或多种还原态硫化合物或者一种或多种还原态金属的方法，该方法包括:在所有或部分卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的条件下，在反应区域中使聚合物、还原态硫化合物或还原态金属与卤氧化物的盐接触的步骤，从而氧化一种或多种聚合物、一种或多种还原态硫化合物或者一种或多种还原态金属。本专利技术的另一方面包括一种用于钝化、破坏或杀灭一种或多种微生物的方法，该方法包括:在所有或部分卤氧化物的盐转化为卤化物的二氧化物的条件下，使微生物与卤氧化物的盐接触，从而钝化、破坏或杀灭一种或多种微生物。【具体实施方式】本文使用的以下术语具有以下含义:本文使用的词语“含有”、“具有”和“包括”以及它们所有语法上的变体各自旨在具有开放的、非限制性含义，其不排除另外的要素或部分。本文使用的抗微生物剂或杀菌剂为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·Y·梅森，
申请(专利权)人：萨布尔知识产权控股有限责任公司，
类型：
国别省市：