[发明专利]用于去除井下流体中的含硫化合物的酶

说明书

半胱氨酸合酶或O‑乙酰基‑L‑丝氨酸硫化氢解酶，例如衍生自嗜热泉生古细菌的那些酶，可以用在用于从回收的井下流体和/或井下流体所回收的地下储层井眼减少或去除硫化氢的添加剂组合物、流体组合物和方法中。所述流体组合物可以包括至少一种半胱氨酸合酶和基础流体，所述基础流体例如钻井流体、维护流体、生产流体、完井流体、注入流体、精炼流体和其组合。

技术领域

本发明涉及用于在井下流体中使用至少一种半胱氨酸合酶的添加剂组合物、流体组合物和方法，并且更具体地涉及使用至少一种半胱氨酸合酶，例如衍生自嗜热泉生古细菌(Aeropyrum pernix)的那些酶，来减少或去除硫化氢。

背景

由于各种原因，在烃流体和水性流中存在硫物质是不合需要的。目前正在开发的地下储层在生产的烃流(油和气)内的硫物质的量有所增加。硫化氢是一种比空气重的有毒气体，并且对井和表面设备极具腐蚀性。

在燃烧过程中，富含硫的烃流也会产生严重的环境污染。当富含硫的流接触金属时，硫物质会导致碳钢的脆性，并导致更高度合金化的材料中的应力腐蚀开裂。此外，各种烃或水性流中的硫化氢会造成安全危害和腐蚀危害。在油田和精炼厂的运作中，都将会需要快速去除这些恶臭和对环境恶劣的物质。

由于上述原因，已经尝试从烃流体和水性系统中洗掉或化学转化硫物质。几种化学品(也称为甜味剂)可用于从烃或水性流中去除硫物质，但其中许多具有严重的限制性。例如，含氮硫化氢甜味剂(例如基于氢化三嗪的添加剂)现在已经在业内存在很长时间。然而，在清除硫物质时释放的胺类在包括蒸馏塔在内的各种下游工艺中造成塔顶腐蚀威胁。甲醛是一种无氮甜味剂，但也是一种潜在的致癌物。乙二醛是另一种无氮硫化氢甜味剂，但其应用由于其腐蚀性和低沸点而常常受到限制。还提出了金属氧化物，但是这种应用由于处置挑战和固体残留物形成问题而局限至下游精炼催化剂和工艺。丙烯醛是一种清洁且极其强效的硫化氢/硫醇甜味剂，但由于毒性问题，其需要特殊处置。

含硫化合物在其所存在的地下储层井眼中是有害的。添加剂可以加入到井下流体中以循环进入储层井眼。井下流体可以是或包括钻井流体、完井流体、维护流体(例如压裂流体)、生产流体、注入流体和其组合。钻井流体通常根据其基础流体而分类。在基于水的流体中，将固体颗粒(例如增重剂)悬浮在由水或盐水组成的连续相中。油可以在作为连续相的水中乳化。“基于水的流体”在本文中用于包括具有水性连续相的流体，其中水性连续相可以全部为水或盐水、水包油乳液或盐水包油乳液。当然，基于盐水的流体是基于水的流体，其中水性组分是盐水。

基于油的流体与基于水的流体相对或相反。“基于油的流体”在本文中用于包括具有非水性连续相的流体，其中非水性连续相全部为油、非水性流体、油包水乳液、非水性包水乳液、油包盐水乳液或非水性包盐水乳液。在基于油的流体中，固体颗粒悬浮在由油或另一非水性流体组成的连续相中。水或盐水可在油中乳化；因此，油是连续相。在基于油的流体中，油可以由任何油或水不混溶的流体组成，所述水不混溶的流体可以包括但不限于柴油、矿物油、酯、炼油馏分(refinery cut)和共混物或α-烯烃。如本文所定义的基于油的流体还可包括基于合成的流体或泥浆(SBM)，其是合成产生的而不是从天然存在的材料精炼得来。基于合成的流体通常包括但不必限于乙烯的烯烃低聚物、由植物脂肪酸和醇制成的酯、由醇和多元醇制成的醚和聚醚、石蜡或芳族物、烃烷基苯、萜烯和其他天然产物以及这些类型的混合物。

对完井流体期望各种功能和特性。完井流体可以放置在井中，以有利于在开始生产之前进行最终的操作。完井流体通常是盐水，例如氯化物、溴化物和/或甲酸盐，但可以是具有适当密度和流动特性的任何非破坏性流体。用于形成盐水的合适的盐包括但不必限于氯化钠、氯化钙、氯化锌、氯化钾、溴化钾、溴化钠、溴化钙、溴化锌、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铵、甲酸铯和其混合物。完井流体与储层形成和地层流体的化学相容性是关键。本领域已知出于各种原因(包括但不限于增加粘度和增加盐水的密度)而用于引入到用在维护流体中的盐水中的化学添加剂，例如聚合物和表面活性剂。完井流体不含悬浮固体。