[发明专利]移动式紫外光处理系统和相关方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及要求美国申请序列号12/683,343的优先权的PCT申请，该美国申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景

本发明涉及消毒处理液的系统和方法，更具体而言，在某些实施方式中，本发明涉及使用独立的(self-contained)道路移动式紫外(“UV”)光处理液处理系统以处理在用于井筒操作的处理液中的生物污染的方法。如本文所用的术语“独立的”意思是系统包括其自带的电源、控制系统和气候控制(climate control)系统。

在井处理液中存在微生物，包括细菌、藻类等，可导致生产层的污染，这是不期望的。除非另作说明，本文所用的术语微生物指的是活体微生物。例如，在油和/或气生产层中存在厌氧细菌(例如，硫酸盐还原菌(SRB))可引起各种问题，包括产生污泥或粘泥，其可降低地层的孔隙率。另外，SRB产生硫化氢，其即便少量也可能有问题。例如，在生产的油或气中存在硫化氢可引起对金属管材和地面设备的过度腐蚀，需要在销售前将硫化氢从气体中去除。此外，在稠化的处理液中存在微生物可通过降解稠化聚合物改变处理液的物理性质，导致粘性下降、处理液产率可能显著减少以及负经济回报。

由于在用于处理液的基础处理液中初始存在污染物，或由于回收/再利用井处理液用作处理液的基础处理液或作为处理液本身，微生物可能存在于井处理液中。在任一情况下，水可被过多的微生物污染。在回收类型的情况中，微生物可能更难消灭。

杀生物剂常用于抵抗生物污染。如本文所用的术语“生物污染(biological contamination)”可以指任何在用于井处理的处理液中发现的活体微生物和/或活体微生物的副产物。对于井筒使用，常用的杀生物剂是任意的各种商业可得的杀生物剂，其经接触消灭微生物，并且其与使用的处理液和地层的组分相容。为了使杀生物剂相容并有效，其应当稳定，并且优选地，其不应与处理液或地层的组分反应或产生不利的影响。井筒处理液中杀生物剂的不相容性可能是个问题，导致处理液不稳定和潜在失效。杀生物剂可以包括季铵化合物、氯、次氯酸盐溶液，以及如二氯-s-三嗪三酮的化合物。一种可以用于地下应用的杀生物剂实例是戊二醛。

因为杀生物剂意欲消灭活的有机体，所以许多杀生物产品对人类健康和福利造成重大风险。在一些情况下，这是由于杀生物剂的高反应性。因此，它们的使用是严格管制的。另外，当操作杀生物剂时建议非常谨慎，并且应当使用合适的防护服和设备。杀生物剂的存储也可能是一个重要的考虑因素。

高强度紫外(UV)光已经用于消灭水性液体中的细菌。存在三个UV光分类：UV-A、UV-B、和UV-C。认为UV-C类处于杀菌波长，杀菌活性在波长254nm处于其峰值。UV光消灭处理液中微生物的速度是各种因素的函数，包括但不限于微生物经受的曝光时间和通量(即强度)。例如，在流动通过细胞类型的实施方式中，与常规的UV光处理系统可能有关的问题是UV光不充分穿透不透明处理液可能导致不充分的消灭。此外，在这种情况下，为了实现最佳的结果，期望保持以足够的通量尽可能长时间曝露于UV光以最大化穿透的程度，以便可以增加UV光处理产生的杀生物效果。另一个挑战是处理液的浊度。如本文所用的术语“浊度”是由各个微粒(例如，悬浮固体)和其它一般肉眼可能看不到的影响因素造成的处理液的不透明性或混浊性。浊度的测量是水质的关键检验。部分消灭细菌导致重新出现如上所述的在地层中高度不期望的污染。

尽管高强度UV光在预防污染方面可能非常有益，但这种UV光处理液处理系统的常规特性具有很大的缺陷。与常规的UV光处理系统有关的一个主要问题是这种处理系统不是移动式的，处理液必须被处理而后储存并运送到工地外，因而允许在使用之前重新发生污染。

概述

本发明涉及消毒处理液的系统和方法，更具体而言，在某些实施方式中，本发明涉及使用独立的道路移动式UV光处理液处理系统以处理在用于井筒操作的处理液中的生物污染的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括：提供具有第一微生物数的混浊处理液；将混浊处理液放置在包括UV光源的独立的道路移动式UV光处理歧管(manifold)中；用含有衰减剂的独立的道路移动式UV光处理歧管中的UV光源照射混浊处理液，以便将混浊处理液的第一微生物数减少到第二微生物数以形成照射的处理液，其中第二微生物数小于第一微生物数；以及将具有第二微生物数的照射的处理液放置于地层、管道或下游精炼工艺中。