[发明专利]适用于产油井的水处理

说明书

技术领域

描述了一种利用结合至对于细菌的细胞外表面上存在的多糖具有高亲和力的分子的顺磁性纳米粒子，从大量水耗尽细菌的方法。

背景技术

管道的腐蚀是石油工业的一个主要问题。在过去的二十年中，已经很清楚，在注水管道中的腐蚀在很大程度上是由H₂S生产细菌所引起，这种现象通常被称为微生物引起的腐蚀(MIC)。造成腐蚀的原因的细菌属于一组硫酸盐还原细菌(SRB)，其在厌氧条件下是活性的。

在几乎所有的自然环境如土壤、淡水和海水、温泉、地热区、石油和天然气井中以及在下水道系统中，可以发现SRB。除表面设备的诱导腐蚀之外，H₂S的产生引起容器变酸，从而需要在生产方面的另外的安全预防措施。细菌是固着的(它们生长在表面上)并且通过形成生物膜来保护它们自身，如果没有适当地除去，其则引起生物污垢。

在石油工业中，商用杀生物剂如甲醛、戊二醛或四羟基甲基硫酸磷(THPS)被或已被用于注水管道来抑制微生物的生长。在石油工业中，商用杀生物剂如甲醛、戊二醛或四羟基甲基硫酸磷(THPS)被或已被用于注水管道来抑制微生物的生长。这些化学品通常是昂贵的，在处理时可能是危险的，可能对环境产生负面影响以及仅部分有效地控制在生物膜中的细菌生长。

用紫外(UV)光对饮用水的处理是自1955年以来已使用的方法。细菌将吸收在一定波长范围内的UV光，其将引起它们的DNA经历物理变化，从而防止进一步的细胞复制。为使这种机制具有任何效果，水必须是清澈的并且没有任何悬浮固体物。此外，没有在连续的基础上开发这种技术。

其它方法包括从注入的海水除去硫酸盐以从它们的营养物剥夺SRB。

用来对抗H₂S产生的另一种方式是将硝酸盐加入注入的海水以在产生亚硝酸盐的贮存库中刺激硝酸盐还原细菌的竞争组。然后亚硝酸盐将抑制SRB功能，从而导致H₂S的减小的产生。这种解决方案的一个问题在于，通过将亚硝酸盐还原到氨，其它亚硝酸盐还原细菌可能抵消这种抑制，从而导致SRB的最小化的亚硝酸盐诱导的抑制。

US7,169,618描述了细胞与介质的分离，其中利用包含耦合分子的磁性粒子，以捕获细胞。耦合分子可以是特异性结合对，例如抗原/抗体、酶/底物、金属离子/螯合物等等的成员之一。在US7,169,618中描述的分离可用于分析、制备性诊断或治疗技术。

对于石油工业而言，抑制细菌，尤其是SRB和其它H₂S生产细菌，的生长仍然是重要的事并且对于石油及相关行业来说具有显著的金融方面的重要性。

发明内容

本发明一般涉及耗尽在用于水驱过程的水源中的细菌含量的方法。本发明涉及用于处理油井的方法，更具体地涉及用于通过水驱从地下油储层来回收原油的方法，所述方法包括使用细菌含量耗尽的水。

本发明的一个方面涉及通过水驱从含烃储层回收原油的方法，上述方法包括以下5个步骤：

(i)提供水源；

(ii)通过使水源接触能够结合于在水源中存在的细菌的超顺磁性或顺磁性粒子来从水源捕获细菌，从而提供捕获混合物；

(iii)通过施加磁场，从捕获混合物除去结合于超顺磁性或顺磁性粒子的细菌，从而提供贫化水(耗尽的水，depletedwater)；

(iv)将贫化水泵送入在油田中的一个或多个连接注入井，将原油推向一个或多个生产井，可选地，在被泵送至注入井之前，可以将贫化水泵送至存储体(存储容积，storagevolume)；

(iv)从一个或多个生产井回收原油。

根据第一方面的任何实施方式，捕获的细菌的至少一部分的细菌是硫酸盐还原细菌。

根据第一方面的任何实施方式，通过非特异性结合或通过特异性结合，超顺磁性或顺磁性粒子能够结合在水源中存在的细菌。

根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性粒子利用能够非特异性地或特异性地结合在水源中存在的细菌的部分来官能化。

根据第一方面的任何实施方式，粒子选自由通过与多糖结合分子的共轭而被官能化的粒子、纳米粒子或它们与多糖结合分子共轭的纳米粒子组成的组。

根据第一方面的任何实施方式，超顺磁性或顺磁性粒子的直径可以是1nm-10μm，通常，超顺磁性或顺磁性粒子是这样的超顺磁性粒子，其尺寸是在1-1000nm的范围内或可替换地在1-500nm的范围内，如在1-300nm的范围内，或在5-300nm的范围内，如在5-200nm、或5-150nm的范围内。