[发明专利]紫外光处理方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明涉及要求美国申请序列号12/683,337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

本发明涉及消灭在用于地下井处理的流体中发现的微生物的方法，更具体而言，本发明涉及紫外(UV)光与衰减剂(attenuating agent)结合使用以对抗用于这种井处理的流体中的生物污染。

在井液中存在包括细菌、藻类等的微生物，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流体的物理性质，导致粘性下降、流体产率可能显著减少以及负经济回报。

由于在用于流体的基液中初始存在污染物，或由于回收/再利用井液用作处理液的基液或作为处理液本身，微生物可能存在于井液中。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流体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，并且其与使用的流体和地层的组分相容。为了使杀生物剂相容并有效，其应当稳定，并且优选地，其不应与流体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，导致流体不稳定和潜在失效。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。一个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。UV光消灭流体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光处理系统有关的问题是UV光不充分穿透不透明的流体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，以便可以增加通过UV光处理产生的杀生物效果。另一个挑战是流体的浊度。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浑浊性。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。

概述

本发明涉及消灭在用于地下井处理的流体中发现的微生物的方法，更具体而言，本发明涉及紫外(UV)光与衰减剂结合使用以对抗用于这种井处理的流体中的生物污染。

在一个方面，本发明提供了一种方法，包括：提供处理液，该处理液由于在处理液中存在至少多个微生物而具有第一微生物数；将衰减剂加入处理液；将处理液放置在包含UV光源的UV光处理系统中以便衰减剂产生多个自由基；允许自由基与处理液中的微生物相互作用以便将处理液的微生物数减少到第二微生物数；以及将具有第二微生物数的处理液放置到地层中。

在一个方面，本发明提供了一种方法，包括：提供处理液，该处理液由于在处理液中存在至少多个微生物而具有第一微生物数；将衰减剂加入处理液；将处理液放置在包含UV光源的UV光处理系统中以便衰减剂产生多个自由基；以及允许自由基与处理液中的微生物相互作用以便将处理液的微生物数减少到第二微生物数。

在一个方面，本发明提供了一种方法，包括：提供处理液，该处理液由于在处理液中存在至少多个微生物而具有第一微生物数；将衰减剂和化学杀生物剂加入处理液；将处理液放置在包含UV光源的UV光处理系统中以便衰减剂产生多个自由基；允许自由基和化学杀生物剂与处理液中的微生物相互作用以便将处理液的微生物数减少到第二微生物数；以及将具有第二微生物——纳米级氧化锰——数的处理液放置到地层中。