[发明专利]溴化硝基链烷醇组合物和它们作为杀生物剂的应用

说明书

相关申请的交叉援引

本申请要求于2009年6月11日递交的美国临时专利申请号61/186,168的优先权，该申请通过援引将其全部内容结合在本文中。

发明领域

本发明涉及杀生物组合物及它们用于控制水性和含水体系中的微生物的方法。该组合物包含三(羟甲基)硝基甲烷和溴化硝基链烷醇化合物。

发明背景

保护含水体系不受微生物污染是许多工业生产工艺，特别油或天然气生产操作成功的关键。在油气操作中，来自需氧和厌氧细菌两者的微生物污染可造成严重问题如储器酸化(主要由厌氧硫酸盐还原细菌(SRB)引起)，在设备和管线的金属表面上的微生物影响的腐蚀(MIC)，和聚合物添加剂的降解。

微生物污染可出现在油气操作各处的任何地方，包括注入水，所产生的水，井下，近井眼区域，脱气塔，传输管线，用于注水和液压压裂的源水如池水和储罐水，功能流体如钻井泥浆，完井或修井液，液压试验流体，增产流体(stimulation fluids)，封隔液，和压裂液。

杀生物剂一般用于消毒和控制含水体系，包括存在于油气操作的那些中的微生物的生长。但是，不是所有杀生物剂对各种各样的微生物和/或温度有效，并且一些与其他化学处理添加剂不相容。另外，一些杀生物剂没有提供足够长时间的微生物控制。在油气场合中，H₂S的存在和高温代表对杀生物剂处理的显著和独特的挑战。

提供热稳定的，快速作用的和持续久的用于油气场合，包括用于其中厌氧SRB控制通常具关键性的井下处理，将是本领域的一个显著进步。

发明概述

一方面，本发明提供了杀生物组合物。该组合物可用于控制水性或含水体系中的微生物生长，并且特别适用于石油和天然气工业的场合。本发明组合物包含三(羟甲基)硝基甲烷和式I的溴化硝基链烷醇化合物：

其中R¹，R²，和R³如本文所定义。

第二方面，本发明提供了一种用于控制水性或含水体系中的微生物的方法。该方法包括将该体系用有效量的本文所述的杀生物组合物处理。

发明详述

如上所述，本发明提供了杀生物组合物和使用它们用于控制微生物的方法。该组合物包含三(羟甲基)硝基甲烷和溴化硝基链烷醇化合物。已经意外发现，三(羟甲基)硝基甲烷与如本文中所述的溴化硝基链烷醇化合物的组合在用于水性或含水介质的微生物控制时是协同作用的。即，相比基于在特定使用-浓度下的其各个性能所另外预期的情形，该组合材料导致改进的杀生物性能。所观察到的协同作用使得用于实现可接受杀生物性能的材料的量减少。

除了具有协同作用之外，本发明组合物在控制厌氧微生物方面也特别有效。另外，该组合物在低和高温都是起作用的，并且它们在含有还原剂的体系，如含有硫化物的体系中还保持其效力。归因于这些特性，该组合物非常适用于石油和天然气工业，其中需要杀生物剂，所述杀生物剂能够在变化的温度范围内控制微生物，包括厌氧微生物，并且即使在存在还原剂，如硫化物时继续有效。

就本说明书而言，″微生物″的含义包括但不限于，细菌，真菌，藻类，和病毒。词语″控制″和″控制的″应该被宽泛地理解为，其含义包括但不限于，抑制微生物的生长或繁殖，杀死微生物，灭菌，和/或针对微生物再生长的防腐。

本发明组合物包含：三(羟甲基)硝基甲烷，和式I的溴化硝基链烷醇化合物：

其中R¹是氢，C₁-C₁₂烷基，或苯基-C₁-C₁₂-烷基-；R³是氢，或R¹和R³与它们所连接的碳一起形成C₅-C₇环烷基环；并且R²是氢，甲基，乙基，羟甲基，或溴。

根据式I的优选的溴化硝基链烷醇化合物包括其中R¹是氢或C₂-C₁₁烷基的化合物。进一步优选的是其中R¹是甲基，乙基，正丙基，正丁基，或正己基的化合物。还优选的是其中R¹和R³与它们所连接的碳一起形成环己基环的化合物。

根据式I的优选的溴化硝基链烷醇化合物进一步包括其中R³是H的化合物。