[发明专利]含有螯合剂的酸性水溶液及其用途有效

专利信息
申请号: 200880124468.4 申请日: 2008-10-10
公开(公告)号: CN101918510A 公开(公告)日: 2010-12-15
发明(设计)人: C·A·德沃尔夫;J·N·勒佩奇;J·H·贝姆拉尔 申请(专利权)人: 阿克佐诺贝尔股份有限公司
主分类号: C09K8/74 分类号: C09K8/74;C11D7/32;C23C18/16
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 林柏楠;刘金辉
地址: 荷兰*** 国省代码: 荷兰;NL
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摘要:
搜索关键词: 含有 螯合剂 酸性 水溶液 及其 用途
【说明书】:

发明涉及含有螯合剂和酸的酸性水溶液及其用途。

含有螯合剂的酸性水溶液及其在油井刺激中的应用是公知的,例如参见SPE63242,W.W.Frenier等,“Use of Highly Acid-Soluble Chelating Agents in Well Stimulation Services”,2000 SPE Annual Technical Conference,Dallas TX,2000年10月1-4日,其中公开了刺激酸,其可以用于油田化学处理中以防止当酸作用于被处理的岩层时固体的沉淀,并防止和除去结垢。所公开的酸性水溶液含有例如乙二胺四乙酸(EDTA),羟基乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)或次氮基三乙酸(NTA)以及盐酸。据说EDTA在盐酸中具有较低的溶解度,但是NTA和HEDTA更易于溶解,并更好地控制铁的沉淀。

US 2007/281868公开了用于处理地下岩层的酸性处理流体。这些流体可以含有任选的螯合剂,例如EDTA或GLDA。但是,此文献没有提供关于螯合剂在流体中的加入量的内容,也没有提到几种螯合剂在酸性流体中的不同溶解度。

但是,在现有技术中需要含有螯合剂和(其它)酸的酸性水溶液,其具有更高的螯合剂含量和酸性更强的pH,其中螯合剂在储存和运输过程中保持溶解态。

惊奇地发现,谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)和其盐在这些含水酸的整个可得浓度范围内中的溶解度高于其它螯合剂例如NTA和HEDTA,并且另外它们保持溶解于具有更强酸性pH的水溶液中。

本发明提供了含有螯合剂和酸的酸性水溶液,其中螯合剂是谷氨酸N,N-二乙酸或其盐,和其中GLDA或其盐的量是至少10重量%,基于水溶液的重量计。

发现与其它螯合剂相比,谷氨酸N,N-二乙酸(GLDA)作为一种可生物降解的螯合剂,能高度溶解于宽范围的含水酸中,例如盐酸水溶液、甲酸水溶液和乙酸水溶液。

新溶液可以用于例如酸化中,这是目前用于确保提高油源产量的方法,其中在更小的通道中在油层中进行酸消化以保证更好的油流动。目前,采油公司使用NTA在盐酸水溶液中的溶液。螯合剂具有双重功能;其能络合在岩层中释放出来的铁,并防止由于使用酸而溶解的钙(再次)沉淀。

在作为油田化学品的应用中,本发明的酸性水溶液能防止铁沉淀物,并除去结垢。结垢一般是钙盐、钡盐或锶盐,例如碳酸钙或硫酸钡。本发明的酸性水溶液特别适用于除去碳酸钙结垢。另外,酸性水溶液用做在油井中的碳酸盐岩层的溶解剂。

因此,本发明还涉及上述含有GLDA和其它酸的溶液作为油田化学品的用途。

在本申请中,油田化学品表示用于油田工业中的化学品,例如在通过酸化、压裂和脱垢的完成和刺激中。

另外,本发明还涉及上述酸性水溶液在工艺例如清洁工艺或镀覆工艺中的用途,其中使用高度浓缩的含水酸,例如工业清洁、电镀和无电镀覆。

本发明还涉及上述酸性水溶液在除油田工业之外的其它工业中的脱垢工艺中的用途。

应当注意的是,JP2006/183079在实施例4中公开了用于镀铋的无电浴,其含有N,N-二羧基甲基L-谷氨酸和乙烷磺酸,以及相应量的含铋组分。在此实施例4中,N,N-二羧基甲基L-谷氨酸的量是3重量%,对于在此文献中的其它实施例中的几种溶液,其中螯合剂不是GLDA,螯合剂在酸性水溶液中的量总是低于10重量%。

另外应当注意的是,JP 2006/117980也涉及镀铋,在实施例17中公开了制备含有10.1g/L的GLDA的酸性水溶液,其对应于含有约1重量%GLDA的酸性水溶液。另外,此文献没有公开任何含有多于10重量%螯合剂的酸性水溶液,也没有提供关于螯合剂在酸性水溶液中的溶解度的任何内容。

最后,JP 2004/315412公开了一种过氧化氢组合物,其含有(A)过氧化氢、(B)尤其谷氨酸二乙酸盐、(C)水和(D)选自磷酸、柠檬酸和羟基乙烷二膦酸中的化合物。在实施例中,化合物(B)的用量是仅仅0.1重量%。

应当理解的是,另外含有铋或任何其它金属的酸性溶液不适用于油田刺激或清洁工艺中,并且铋是在镀覆工艺中最不优选的金属。另外,本领域技术人员将不会使用含有过氧化氢的组合物作为油田化学或镀覆中的化学品。

结果,在一个实施方案中,本发明的酸性水溶液不含相当大量的铋;优选,它们基本不含这种金属。在优选实施方案中,根据这些溶液的预期用途,它们也基本不含过氧化氢。

如果本发明的溶液用于镀覆工艺,在一个优选实施方案中,它们含有含铝、镍或铜的组分。

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