NO875396L - Fjerning av oksygen fra vaesker. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fjerning av oksygen fra vann og mer spesielt fjerning av oksygen fra sjøvann før injeksjon i et offshore-oljefelt.

Et petroleumreservoar er dannet av et hensiktsmessig formet porøst lag av bergartmateriale forseglet med et ugjennom-trengelig bergartmateriale. Beskaffenheten av reservoar-bergartmateriale er meget viktig siden oljen er til stede i de små rommene eller porene som adskiller de enkelte bergart-kornene.

Råolje finnes generelt i et reservoar i forbindelse med vann, som ofte er saltholdig, og gass. Avhengig av egenskapene til råoljen, temperaturen og trykket, kan gassen eksistere i oppløsning i oljen eller som en separat fase i form av en gasskappe. Oljen og gassen opptar den øvre delen av reservoaret, og under kan det være et betydelig volum vann, kjent som aquifer, som forløper gjennom de nedre nivåene av bergartmateriale.

For at oljen skal bevege seg gjennom porene i reservoar-bergartmaterialet og inn i en brønn må trykket hvorunder oljen foreligger i reservoaret være større en trykket ved brønnen.

Vannet som inneholdes i nevnte aquifer er under trykk og er en drivkilde. Den oppløste gassen som er forbundet med oljen, er en annen, og dette gjelder også den frie gasskappen når denne er til stede.

Det vil inntreffe et tidspunkt i levetiden for et oljefelt når det naturlige trykket i reservoaret avtar i en slik grad at det ikke lenger er tilstrekkelig til å presse oljen ut av porene i bergartmaterialet inn i brønnen. Dette trinnet nås ofte før størstedelen av oljen er utvunnet fra reservoaret. Tidligere var det praksis å basere seg på naturlig driv så lenge som mulig, og bare tid til kunstige produksjonsmetoder når det naturlige trykket falt til en for lav verdi til å opprettholde en rimelig strøm. Det har imidlertid nå blitt fastslått at den endelige utvinning av olje fra et reservoar kan bli mye større dersom trykket ikke får falle betydelig i de tidligere produksjonstrinn. Likeledes, ved å benytte kunstige midler for opprettholdelse av trykk tidlig i levetiden for et reservoar, kan ofte produksjonsavtagshastigheter justeres til økonomisk fordel.

For således å opprettholde trykk eller for å akselerere det naturlige driv, eller for å initiere et driv der intet foreligger naturlig, er det ofte nødvendig å benytte den teknikk som er kjent som sekundærutvinning. Den enkleste metoden for å presse oljen ut av reservoar-bergartmaterialet er ved direkte fortrengning med et annet fluid. Når vann benyttes, kalles den sekundære utvinningsprosessen flømming.

Offshore-reservoarer har en rikelig, lett tilgjengelig til-førsel av sjøvann, og det er klart fordelaktig å gjøre bruk av dette.

Sjøvann inneholder imidlertid betydelige mengder oppløst oksygen, ca. 10 ppm ved 10°C, hvilket gjør det uegnet for bruk i ubehandlet tilstand p.g.a. dets korrosive virkning og dets befordring av bakterievekst. Disse defekter kan redu-seres ved enten mekanisk eller kjemisk deoksygenering. Det mekaniske utstyr som for tiden benyttes for et slikt formål, boblekappetårn, er tungt og kostbart. Vekt er naturligvis en spesielt alvorlig ulempe hva angår offshore-produksjons-plattformer. Oksygen kan fjernes kjemisk fra vannet ved tilsetningen av natriummetabisulfitt, men dette kan lede til ytterligere problemer slik som surgjøring av råoljen i reservoarene.

Man har nå oppdaget en forbedret kjemisk metode for fjerning av oksygen fra vann.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for fjerning av oppløst oksygen fra vann, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at man behandler vannet med en effektiv mengde av en vandig oppløsning av et kompleks av et toverdig salt av et metall valgt fra den første serien av overgangsgruppe-metaller og en polyol med den generelle formel:

hvor R og R<*>som kan være like eller forskjellige, er —CH2OH, -COOH eller -CHO; m er et tall i området fra 3 til 8, og n er et tall som er 8-m.

Minst en av R og R<1>er fortrinnsvis —CH2OH.

Egnede polyoler innbefatter uronsyrer, f.eks. glukouronsyre; heptonhydroksysyrer, f.eks. glukoheptonsyre; sakkarinsyrer; og sakkarinpolyoler, f.eks. sorbitol og mannitol.

Den foretrukne polyol er glukonsyre.

Foretrukne salter er de av mangan, krom og jern, spesielt mangandiklorid og manganosulfat.

Mangan er miljømessig trygt å benytte fordi det er et nyttig spormetall. Det kan også virke som en korrosjonsinhibitor.

Saltet og polyolen er hensiktsmessig til stede i et molar-forhold i området fra 1:1 til 1:10, respektivt.

Komplekset kan fremstilles ved ganske enkelt å blande vandige oppløsninger av saltet og polyolen. Det gjøres fortrinnsvis svakt.alkalisk, f.eks. til en pH i området 8-10, for å sikre at polyolen er i anionmisk form.

Mengden som benyttes, vil avhenge av oksygeninnholdet i vannet, og vil vanligvis være i området 1-5.000 ppm.

Komplekset er billig og effektivt fordi resterende oksygen-innhold på ned til mindre enn 10 ppb lett kan oppnås. Det er enkelt å tilsette, og krever ikke bruk av komplisert utstyr.

Som angitt tidligere er komplekset spesielt egnet for behandling av sjøvann for injeksjon i et offshore-oljefelt.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for utvinning av råolje fra et offshore-oljefelt, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at man injiserer sjøvann inneholdende en effektiv mengde av et kompleks som beskrevet ovenfor, i reservoaret gjennom en injeksjonsbrønn, og utvinner råolje fra reservoaret fra en produksj onsbrønn.

Komplekset er imidlertid ikke begrenset til denne spesielle anvendelsen, og kan også benyttes på andre områder, f.eks. for deoksygenering av friskt eller deionisert kjele-tiIførselsvann.

Oppfinnelsen illustreres under henvisning til følgende eksempler.

Eksempler 1- 8

Begynnelsesnivået av oppløst oksygen i et gitt volum av sjøvann/ledningsvann/destillert vann ble målt ved bruk av et meget følsomt Orbisphere-oksygendetektorsystem, modell nr. 2713. Dette kan på nøyaktig måle nivåer for oppløst oksygen mellom 1 ppb og 20 ppm.

En kjent mengde av rensende kompleks, fremstilt ved blanding av ekvimolare mengder av 1,0 M MnCl2, 1,0 M natriumglukonat og 0,1 ml konsentrert NaOH, ble tilsatt til vannprøven. Fallet i nivå av oppløst oksygen etter en spesifisert tid ble notert. Resultatene er angitt i nedenstående tabell 1.

Eksemplene 1-6 ble utført ved romtemperatur (ca. 20°C) og eksemplene 7 og 8 ved forhøyet temperatur.

Eksempler 9- 12

Komplekset ble fremstilt ved blanding av 2 M oppløsninger av MnCl2og glukonsyre. Økende mengder av 5M NaOH-oppløsning ble tilsatt som angitt til 150 ml sjøvann (eks. Finnart, Loen Long) inneholdende 2 ml av oppløsningen av komplekset ved 10°C.

Innholdene av oppløst oksygen ble notert etter spesifiserte tidsintervaller, og resultatene er angitt i tabell 2.

Dette viser at deoksygenering oppnås meget effektivt under svakt alkaliske betingelser på ca. pH 9.

Eksempler 13- 21

Komplekset ble fremstilt som i eksemplene 9-12. Økende mengder av komplekset ble tilsatt som angitt til 150 ml sjø-vann (eks. Finnart) inneholdende 1 ml 5 M NaOH-oppløsning, pH ca. 9 ved 10°C.

Innholdende av oppløst oksyggen ble notert etter spesifiserte tidsintervaller og resultatene er angitt i tabell 3.

Dette viser at optimal ytelsesevne oppnås ved en pH-verdi på ca. 9 og et dosenivå på 2 ml (1,0 M) oppløsning av komplekset i 150 ml sjøvann, dvs. 13,3 ml/liter.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fjerning av oppløst oksygen fra vann, karakterisert ved at man behandler vannet med en vandig oppløsning av et oksygen-fjerningsmiddel som er et kompleks av et kompleks av et toverdig salt av et metall valgt fra den første serien av overgangsgruppe-metaller og en polyol med den genmerelle formel R[Cmn2ni-n(0H)n] R <1> hvor R og R <1> , som kan være like eller forskjellige, er -CH2 0H, -COOH eller -CHO; m er et tall i området 3-8, og n er et tall som er 8-m.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst en av R og R <1> er -CH2 OH.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakte risert ved at det toverdige saltet er et salt av krom, jern eller mangan.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at saltet er mangandiklorid eller manganosulfat.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at polyolen er glukonsyre.

6. Fremgangsmåte Ifølge et hvilket som" helst av de foregående krav, karakterisert ved at saltet og polyolen er til stede i et molarforrhold i området fra 1:1 til 1:10, respektivt.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at oppløsningen av komplekset gjøres alkalisk.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at pH-verdien til oppløsningen oppløsningen av komplekset er i området 8-10.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at vannet som Inneholder det oppløste oksygen, er sjøvann.

10. Fremgangsmåte for utvinning av råolje fra et offshore-oljefelt, hvorved sjøvann inneholdende et oksygen-fjerningsmiddel injiseres i reservoaret gjennom en injeksjonsbrønn, og råolje utvinnes fra reservoaret fra en prroduksjonsbrønn, karakterisert ved at man som fjerningsmiddel anvender et kompleks at et toverdig salt av et metall valgt fra den første serien av overgangsgruppe-metaller og en polyol med den generelle formel:

hvor R og R <1> , som kan være like eller forskjellige, er -CH2 0H, -C00H eller -CH0; m er et tall i området 3 til 8, og n er et tall som er 8-m.