“MÉTODO PARA INIBIR CORROSÃO” [001] A presente invenção refere-se aos métodos e composições para a inibição da corrosão. A presente invenção refere-se às composições intensificadoras de inibidor da corrosão que podem ser úteis, inter alia, para acentuar a inibição de corrosão do metal em ambientes ácidos, por exemplo, aqueles encontrados em operações subterrâneas tais como a recuperação de hidrocarboneto, e métodos associados de uso.
[002] Os fluidos ácidos podem estar presentes em uma infinidade de operações nas indústrias de óleo e produto químico. Nestas operações, as superfícies de metal nas tubulações, tubos, trocadores térmicos e reatores que podem estar expostas aos fluidos ácidos. Os fluidos ácidos são frequentemente utilizados como um fluido de tratamento em poços que penetram em formações subterrâneas. Tais fluidos de tratamento ácidos podem ser usados em, por exemplo, operações de limpeza ou operações de estímulo para poços de petróleo e gás. As operações de estímulo ácidas podem utilizar estes fluidos de tratamento na fratura hidráulica e tratamentos de acidificação da matriz. Como aqui usado, o termo “fluido de tratamento” refere-se a qualquer líquido que possa ser usado em uma aplicação em conjunto com uma função desejada e/ou para um propósito desejado. O termo “tratamento” não implica qualquer ação particular pelo fluido ou qualquer componente dele.
[003] Os tratamentos de acidificação e fratura usando fluidos de tratamento ácidos aquosos geralmente são realizados em formações subterrâneas contendo hidrocarboneto, penetradas por um furo de poço para executar vários propósitos, um dos quais é aumentar a permeabilidade da formação. O aumento na permeabilidade da formação normalmente resulta em um aumento na recuperação de hidrocarbonetos a partir da formação. Nos tratamentos de acidificação, os fluidos de tratamento ácidos geralmente aquosos são introduzidos na formação subterrânea sob pressão de modo que a
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 10/35 / 21 solução ácida flua para os espaços porosos da formação. O fluido de tratamento ácido reage com os materiais solúveis em ácido contidos na formação, resultando em um aumento no tamanho dos espaços porosos e um aumento da permeabilidade da formação. Nos tratamentos de acidificação da fratura, uma ou mais fraturas são produzidas ou acentuadas na formação, e o fluido de tratamento ácido é introduzido na fratura para delinear os canais de fluxo na face da fratura. O ácido também amplia os espaços porosos na face da fratura e na formação.
[004] A taxa em que os fluidos de acidificação reagem com os materiais reativos na formação subterrânea é uma função de vários fatores, incluindo, mas não limitado a eles, a concentração de ácido, temperatura, velocidade do fluido, e o tipo de material reativo encontrado. Seja qual for a taxa de reação do fluido de acidificação, o fluido pode ser introduzido na formação apenas a uma certa distância antes de se tornar gasto. É desejável manter o fluido de acidificação em uma condição reativa durante um período tão longo de tempo quanto possível para maximizar o aumento da permeabilidade produzida pelo fluido de acidificação.
[005] Um problema comum associado com o uso de fluidos de tratamento ácidos nas formações subterrâneas é a corrosão das mercadorias tubulares no furo de poço e outros equipamentos utilizados para realizar o tratamento. Como aqui usado, o termo “corrosão” refere-se a qualquer reação entre um material e o seu ambiente que provoca uma certa deterioração do material ou suas propriedades. Exemplos de tipos comuns de corrosão incluem, mas não estão limitados a eles, a ferrugem do metal, a dissolução de um metal em uma solução ácida, e o desenvolvimento de pátina sobre a superfície de um metal. O custo de reparação ou substituição de equipamento danificado pela corrosão é alto. O problema de corrosão pode ser exacerbado pelas temperaturas elevadas encontradas em formações mais profundas. A taxa de corrosão aumentada dos metais ferrosos e outros que compõem as mercadorias
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 11/35 / 21 tubulares e outro equipamento, resulta em quantidades da solução ácida sendo neutralizadas antes que ela jamais entre na formação subterrânea. A neutralização parcial do ácido resulta na produção de quantidades de íons metálicos que são altamente indesejáveis na formação subterrânea. Os fluidos de tratamento ácidos podem incluir uma variedade de ácidos tais como, por exemplo, ácido clorídrico, ácido fórmico, ácido fluorídrico, e outros mais. Embora os fluidos de tratamento ácidos possam ser úteis para uma variedade de operações de fundo de poço, os fluidos de tratamento ácidos podem ser problemáticos pelo fato de que eles podem provocar corrosão nos tubos de produção de fundo de poço, ferramentas de fundo de poço, e outras superfícies em uma formação subterrânea.
[006] Para combater os problemas de corrosão potenciais, uma variedade de inibidores de corrosão tem sido utilizada para reduzir ou impedir a corrosão de metais e ligas metálicas no fundo do poço com níveis variáveis de sucesso. Como aqui usado, o termo “inibir” e seus derivados referem-se à diminuição da tendência de um fenômeno ocorrer e/ou o grau em que este fenômeno ocorre. O termo “inibir” não implica qualquer grau particular ou quantidade de inibição. Uma dificuldade encontrada com o uso de alguns inibidores da corrosão é a faixa de temperatura limitada sobre a qual eles podem funcionar eficazmente. Por exemplo, certas formulações convencionais de inibidor com base em antimônio têm sido limitadas em temperaturas acima de 270°F (132oC) e não parecem funcionar eficazmente abaixo desta temperatura.
[007] Os intensificadores de inibidor da corrosão foram utilizados para estender a faixa de desempenho de um inibidor de corrosão ácido selecionado. Como aqui usado, o termo “intensificador de inibidor da corrosão” refere-se aos compostos que são capazes de acentuar o desempenho de um inibidor de corrosão de ácido selecionado. Infelizmente, a maioria dos intensificadores não executa universalmente com todos os inibidores da corrosão e muitos possuem desvantagens de temperatura, tempo e ambientais. Por exemplo, o
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 12/35 / 21 ácido fórmico, que é às vezes usado como um intensificador de inibidor da corrosão, é limitado por uma faixa de temperatura em que se executa de cerca de 250°F (121oC) até cerca de 325°F (163oC) em HCl a 15%. O iodeto de potássio é um outro intensificador que é às vezes utilizado. Ele também possui limitações de temperatura de cerca de 325°F (163oC) que limitam a sua utilidade. Adicionalmente, alguns intensificadores, tais como intensificadores com base em antimônio, podem ser usados em conjunto com HCl a 15%, mas não com ácidos mais fortes tais como HCl a 28%. Outro intensificador, de iodeto de cobre, é eficaz até cerca 350oF (177oC), mas possui solubilidade limitada em soluções ácidas. Adicionalmente, o iodeto cuproso contém cobre, uma substância proibida em algumas áreas devido às considerações ambientais.
SUMÁRIO [008] A presente invenção refere-se a métodos para a inibição da corrosão. Composições intensificadoras do inibidor da corrosão que podem ser úteis, inter alia, para a intensificação da inibição de corrosão de metal em ambientes ácidos, por exemplo, aqueles encontrados em operações subterrâneas tais como a recuperação de hidrocarboneto, e métodos associados de uso são apresentadas.
[009] Em uma forma de realização, a presente invenção fornece um método compreendendo: colocar em contato uma superfície de metal com um fluido ácido que compreende um fluido de base aquoso, um ácido, em que o ácido compreende pelo menos um ácido selecionado do grupo consistindo de ácido clorídrico, ácido fluorídrico, um ácido orgânico, um ácido mineral, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido glicólico, ácido hidroxiacético, ácido láctico, ácido 3-hidroxipropiônico, ácido carbônico, ácido etilenodiaminatetracético, e suas combinações; um inibidor da corrosão, em que o inibidor da corrosão compreende pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um composto de cinamaldeído, um composto
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 13/35 / 21 acetilênico, um produto de reação de condensação, e suas combinações; e uma composição intensificadora do inibidor da corrosão compreendendo um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20. [0010] Em uma forma de realização, a presente invenção fornece um método que compreende: a introdução de um fluido ácido em um furo de poço através de um conduto de metal, em que o fluido ácido compreende um fluido de base aquosa, um ácido, em que o ácido compreende pelo menos um ácido selecionado do grupo consistindo de ácido clorídrico, ácido fluorídrico, um ácido orgânico, um ácido mineral, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido glicólico, ácido hidroxiacético, ácido láctico, ácido 3hidroxipropiônico, ácido carbônico, ácido etilenodiaminatetracético, e suas combinações; um inibidor da corrosão, em que o inibidor da corrosão compreende pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um composto de cinamaldeído, um composto acetilênico, um produto de reação de condensação, e suas combinações; e uma composição intensificadora de inibidor da corrosão compreendendo um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20.
[0011] Em uma forma de realização, a presente invenção fornece um método compreendendo: fornecer um fluido ácido que compreende um fluido
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 14/35 / 21 de base aquosa, um ácido, em que o ácido compreende pelo menos um ácido selecionado do grupo consistindo de ácido clorídrico, ácido fluorídrico, um ácido orgânico, um ácido mineral, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido glicólico, ácido hidroxiacético, ácido láctico, ácido 3-hidroxipropiônico, ácido carbônico, ácido etilenodiaminatetracético, e suas combinações; um inibidor da corrosão, em que o inibidor da corrosão compreende pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um composto de cinamaldeído, um composto acetilênico, um produto de reação de condensação, e suas combinações; e um precursor para um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20; permitir o composto que corresponde à fórmula R1R2XCCOOH gerar a partir do precursor; em que o precursor compreende pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um composto que corresponde a uma fórmula R3R4X1CCOX2, um composto que corresponde a uma fórmula R5R6X3CCOOX4, e suas combinações, em que:
X1 e X3 são halogênios;
X2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo halogênio, um grupo oxialquila, e um grupo oxiarila;
X1, X2 e X3 podem ser iguais ou não;
X4 é um cátion monovalente;
R3 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20; e
R4 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 15/35 / 21 de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20;
R5 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20; e
R6 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e colocar em contato uma superfície de metal com o fluido ácido.
[0012] É revelado um fluido de tratamento ácido compreendendo: um fluido de base aquosa; um ácido; um inibidor da corrosão; e uma composição intensificadora de inibidor da corrosão que compreende um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20.
[0013] É ainda revelada uma composição compreendendo: um inibidor de corrosão; e uma composição intensificadora de inibidor da corrosão compreendendo um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1C20, e um grupo arila C6-C20.
[0014] Os aspectos e vantagens da presente invenção serão facilmente evidentes para aqueles versados na técnica. Embora numerosas mudanças
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 16/35 / 21 possam ser feitas por aqueles versados na técnica, tais mudanças estão dentro do espírito da invenção.
DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS [0015] A presente invenção refere-se a métodos para a inibição da corrosão. O presente pedido revela composições intensificadoras de inibidor da corrosão que podem ser úteis, inter alia, para intensificara inibição de corrosão do metal em ambientes ácidos, por exemplo, aqueles encontrados em operações subterrâneas, tais como a recuperação de hidrocarboneto, e métodos associados de uso.
[0016] Uma das muitas vantagens da presente invenção é que as composições intensificadoras de inibidor da corrosão usadas nos métodos da presente invenção podem ser mais eficazes do que os inibidores da corrosão e intensificadores até agora usados e/ou podem possuir propriedades ambientais desejáveis para uso em ambientes de furo abaixo em algumas áreas, tais como aqueles que podem estar sujeitas aos regulamentos ambientais mais severos. Outra vantagem potencial das composições intensificadoras de inibidor da corrosão usadas nos métodos da presente invenção é que elas podem ser mais eficazes de acordo com o tempo e a temperatura sobre os outros intensificadores.
[0017] As composições intensificadoras de inibidor da corrosão usadas nos métodos da presente invenção compreendem um composto que corresponde a uma fórmula: R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20. Alguns exemplos incluem, mas não são limitados a eles, ácido 2-halo-2,2-dialquilacético, ácido 2-halo2,2-difenilacético, ácido 2-halo-2,2-dibutirilacético, ácido 2-bromoPetição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 17/35 / 21 isobutírico, 2-cloro-2,2-difenilacético, ácido 2-cloro-2,2-dimetilacético, 2cloro-2,2-dietilacético e suas combinações. As composições podem incluir outros intensificadores tais como hexametilenotetramina, se desejável. Embora não querendo ser limitado por qualquer teoria em particular, quando algumas das composições intensificadoras da corrosão (por exemplo, ácido 2halo-2,2-dialquilacético) são usadas, por exemplo, acredita-se logo que a composição de inibidor da corrosão pode ser reduzida na presença de uma superfície de metal para um ceteno. Acredita-se que o ceteno pode depois participar das reações de polimerização, tais como aquelas de cinamaldeído ou álcool propargílico, que ocorrem na superfície de metal. Este mecanismo pode apenas ser pertinente se usado com um inibidor da corrosão que possui um componente polimerizável. Esta mesma teoria pode ser aplicada em outras formas de realização aqui divulgadas.
[0018] Como será observado por aqueles de habilidade comum na técnica, com o benefício desta divulgação, os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH que são usados em certas formas de realização podem ser preparadas usando uma variedade de técnicas. Por exemplo, os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH podem ser preparados a partir de um composto precursor que corresponde à fórmula R3R4X1CCOX2, onde X1 é um halogênio; X2 é um halogênio; uma oxialquila, ou uma oxiarila, R3 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1C20, e um grupo arila C6-C20, e R4 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20. Se X2 for um halogênio, o composto que corresponde à fórmula R3R4X1CCOX2 é um haleto de acila. Se X2 for uma oxiarila, o composto que corresponde à fórmula R3R4X1CCOX2 é um éster. Em certas formas de realização, os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH podem compreender um produto
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 18/35 / 21 de hidrólise do composto precursor que corresponde à fórmula R3R4X1CCOX2. Por exemplo, um método de preparação de uma composição intensificadora de inibidor da corrosão da presente invenção a partir de um haleto de acila ou um éster pode implicar o refluxo em um ácido forte, tal como 15 % em peso de HCl, durante um período de cerca de 16 horas, ou até que a haleto de acila ou éster seja completamente hidrolisado no ácido.
[0019] Por meio de outro exemplo, os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH podem ser preparados a partir de um composto precursor que corresponde à fórmula R5R6X3CCOOX4, em que X3 é um halogênio, X4 é um cátion monovalente, R5 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e Ró compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20. Em certas formas de realização, os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH podem compreender um produto de dissolução do composto precursor que corresponde à fórmula R5R6X3CCOOX.
[0020] As composições intensificadoras de inibidor da corrosão compreendendo um composto correspondente à fórmula R1R2XCCOOH preparadas em conformidade com as formas de realização da presente invenção podem ser utilizadas com várias técnicas diferentes para acentuar o desempenho dos inibidores da corrosão, de acordo com as formas de realização da presente invenção. Em certas formas de realização, uma composição intensificadora de inibidor da corrosão pode ser combinada com um inibidor da corrosão e depois adicionada a um fluido de tratamento, tal como um fluido de tratamento ácido. Em certas formas de realização, uma composição intensificadora de inibidor da corrosão pode ser incluída em um fluido de tratamento ácido, em que o fluido de tratamento ácido compreende
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 19/35 / 21 um ácido, um inibidor da corrosão, e a composição intensificadora de inibidor da corrosão. Em certas formas de realização, um ou mais dos compostos precursores como descrito acima podem ser combinados com o inibidor da corrosão e/ou incluídos no fluido de tratamento ácido. Depois disso, o composto precursor pode ser deixado hidrolisar (tal como sob as condições presentes em um furo de poço) para gerar o composto correspondente à fórmula R1R2XCCOOH nas composições intensificadoras de inibidor da corrosão da presente invenção. Isto pode ser desejável, por exemplo, onde os compostos correspondentes à fórmula R1R2XCCOOH nas composições intensificadoras de inibidor da corrosão da presente invenção não são compatíveis com o inibidor da corrosão. A adição de um ou mais compostos precursores no fluido de tratamento também pode ser desejável em uma plataforma afastada da costa onde as linhas de distribuição de inibidor são longas, tais que a formulação R1R2XICCOOH pode estar disponível apenas quando ela atinge o furo de poço. Em certas formas de realização, um ou mais compostos precursores podem ser adicionados ao fluido de tratamento tal que o inibidor da corrosão só se torna disponível quando o fluido bombeado aquece no furo de poço, por exemplo, somente nas temperaturas mais elevadas onde é necessário.
[0021] Conforme apresentado acima, as composições de inibidor da corrosão da presente invenção podem ser incluídas em um fluido de tratamento ácido. Geralmente, os fluidos de tratamento usados nos métodos da presente invenção podem compreender um fluido de base aquosa, um ácido, um inibidor da corrosão, e uma composição intensificadora de inibidor da corrosão. As composições intensificadoras de inibidor usadas nos métodos da corrosão da presente invenção podem estar presentes no fluido de tratamento em uma quantidade na faixa de cerca de 0,005 % a cerca de 5 % em peso do fluido de tratamento. O intensificador pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 % a cerca de 2 % em peso do fluido de
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 20/35 / 21 tratamento. A quantidade utilizada pode variar dependendo das condições presentes na superfície de metal, temperatura, tempo de contato, solubilidade do composto inibidor da corrosão no presente ácido, a intensidade do ácido, a composição do composto inibidor de corrosão, e outros fatores relevantes para aqueles versados na técnica.
[0022] Os fluidos de base aquosa usados nos fluidos de tratamento usados nos métodos da presente invenção podem compreender água doce, água salgada (por exemplo, água contendo um ou mais sais nela dissolvidos), salmoura, água do mar, ou combinações destes. Geralmente, a água pode ser de qualquer origem, contanto que não contenha um excesso de componentes que indesejavelmente possa afetar a estabilidade e/ou desempenho dos fluidos de tratamento. Uma pessoa de habilidade usual na técnica, com o benefício desta divulgação, reconhecerá que os componentes podem indesejavelmente afetar a estabilidade e/ou desempenho dos fluidos de tratamento da presente invenção. Em certas formas de realização, o fluido de base aquosa pode ser emulsificado em um fluido não aquoso. O fluido de base aquosa também pode se tornar viscosa com um agente de formação de gel estável a ácido, tal como, por exemplo, um polímero, que também pode incluir um reticulador. Em certas formas de realização, o fluido de base aquosa também pode ser espumado.
[0023] O ácido que pode estar presente nos fluidos de tratamento ácidos usados nos métodos da presente invenção pode incluir, mas não é limitado a eles, ácidos orgânicos, ácidos minerais (tais como ácido clorídrico, ácido fluorídrico, e outros mais), e misturas desses ácidos. O ácido clorídrico pode estar presente em uma faixa de cerca de 5 % a 28 % em peso do fluido de tratamento. Adicionalmente, uma variedade de ácidos fracos pode ser utilizada de acordo com as formas de realização da presente invenção. Exemplos de ácidos fracos adequados incluem, mas não são limitados a eles, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido glicólico, ácido
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 21/35 / 21 hidroxiacético, ácido lático, ácido fluorídrico, ácido 3-hidroxipropiônico, ácido carbônico, ácido etilenodiaminatetracético, e misturas destes ácidos. O ácido pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 1% a cerca de 37% em peso do fluido de tratamento. O ácido pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 5% a cerca de 28% em peso do fluido de tratamento. A quantidade do(s) ácido(s) incluído(s) em um fluido de tratamento particular usado nos métodos da presente invenção pode depender, por exemplo, do propósito desejado ou da utilização do fluido de tratamento, do ácido particular utilizado, assim como outros componentes do fluido de tratamento, e/ou outros fatores que serão reconhecidos por uma pessoa de habilidade usual na técnica com os benefícios desta divulgação.
[0024] Os fluidos de tratamento ácidos usados nos métodos da presente invenção ainda podem incluir um inibidor da corrosão. Qualquer um de uma variedade de inibidores da corrosão pode ser adequado para uso nos métodos da presente invenção. Exemplos de inibidores da corrosão adequados incluem, mas não estão limitados a eles, compostos de cinamaldeído, compostos acetilênicos, um produto da reação de condensação conforme apresentado abaixo, e combinações destes. Embora a quantidade de inibidor da corrosão utilizada na prática da presente invenção possa variar sobre uma faixa substancial, o inibidor da corrosão pode estar presente em uma quantidade eficaz para inibir a corrosão pelo ácido sobre as superfícies de metal a serem protegidas. O inibidor de corrosão pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,05% a cerca de 3% em peso do fluido de tratamento. [0025] Em formas de realização, as composições de inibidor da corrosão úteis na presente invenção podem compreender um composto de cinamaldeído. O termo “composto de cinamaldeído”, como aqui utilizado refere-se ao cinamaldeído e derivados de cinamaldeído. Os derivados de cinamaldeído podem incluir qualquer composto que possa atuar como uma fonte de cinamaldeído em misturas encontradas durante a utilização dos
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 22/35 / 21 inibidores da corrosão. Exemplos de derivativos de cinamaldeído adequados para uso na presente invenção incluem, mas não são limitados a eles, dicinamaldeído, p-hidroxicinamaldeído, p-metilcinamaldeído, petilcinamaldeído, p-metoxicinamaldeído, p-dimetilaminocinamaldeído, pdietilaminocinamaldeído, p-nitrocinamaldeído, o-nitrocinamaldeído, oaliloxicinamaldeído, 4-(3-propenal)cinamaldeído, sulfocinamaldeído de psódio, sulfato de p-trimetilamoniocinamaldeído, ptrimetilamoniocinamaldeído, o-metilsulfato, p-tiocianocinamaldeído, p-(Sacetil)tiocinamaldeído, p-(S-N,N-dimetilcarbamoiltio)cinamaldeído, pclorocinamaldeído, α-metilcinamaldeído, β-metilcinamaldeído, αclorocinamaldeído, α-bromocinamaldeído, α-butilcinamaldeído, αamilcinamaldeído, α-hexilcinamaldeído, α-bromo-p-cianocinamaldeído, αetil-p-metilcinamaldeído, p-metil-a-pentilcinamaldeído, cinamaloxima, cinamonitrila, 5-fenil-2,4-pentadienal, 7-fenil-2,4,6-heptatrienal, e misturas destes.
[0026] Onde usado, o composto de cinamaldeído pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,005% a cerca de 5% em peso do fluido de tratamento. O composto de cinamaldeído pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,02 % a cerca de 1 % em peso do fluido de tratamento.
[0027] Em formas de realização, as composições inibidoras da corrosão úteis na presente invenção podem compreender um composto acetilênico. Os compostos acetilênicos adequados para uso na presente invenção podem incluir álcoois acetilênicos tais como, por exemplo, compostos acetilênicos tendo a fórmula geral: R7CCCR8R9OH em que R7, R8 e R9 são individualmente selecionados do grupo consistindo de radicais de hidrogênio, alquila, fenila, fenil hidróxi-alquila substituída. Em certas formas de realização, R7 compreende hidrogênio. Em certas formas de realização, R8 compreende radicais de hidrogênio, metila, etila ou propila. Em certas formas
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 23/35 / 21 de realização, R9 compreende um radical de alquila tendo a fórmula geral CnH2n, onde n é um número inteiro de 1 a 10. Em certas formas de realização, os compostos acetilênicos R7CCCR8R9OR10 também podem ser usados onde o R10 é um radical de hidróxi-alquila. Exemplos de álcoois acetilênicos adequados para uso na presente invenção incluem, mas não são limitados a eles, metil butinol, metil pentinol, hexinol, etil octinol, álcool propargílico, benzilbutinol, etinilcicloexanol, etóxi acetilênicos, propóxi acetilênicos, e suas misturas. Exemplos de álcoois adequados incluem, mas não são limitados a eles, hexinol, álcool propargílico, metil butinol, etil octinol, etoxilado de álcool propargílico (por exemplo, Golpanol PME), propoxilado de álcool propargílico (por exemplo, Golpanol PAP), e suas misturas. Quando utilizado, o composto acetilênico pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,01% a cerca de 10% em peso do fluido de tratamento. O composto acetilênico pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 1,5% em peso do fluido de tratamento.
[0028] Em formas de realização, as composições de inibidor da corrosão úteis na presente invenção podem opcionalmente compreender um produto da reação de condensação. Como referido aqui, o produto da reação de condensação nesta mistura é definido por incluir o produto da reação em quantidades eficazes de um ou mais compostos contendo hidrogênio ativo com um ou mais compostos de carbonila orgânicos tendo pelo menos um átomo de hidrogênio no átomo de carbono alfa no grupo carbonila e um ácido graxo ou outro composto graxo ou heterociclos de alquil nitrogênio e preferivelmente 2 ou 4 substituídos de alquila e um aldeído, e, em certas formas de realização, estes aldeídos podem compreender aldeídos alifáticos contendo de 1 a 16 carbonos e aldeídos aromáticos não tendo nenhum grupo funcional que são reativos sob as condições de reação diferentes dos aldeídos. Os ingredientes acima podem ser reagidos na presença de um catalisador ácido de força suficiente para assim formar o produto de reação. Estes
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 24/35 / 21 produtos da reação de condensação são descritos mais detalhadamente na Patente US no 5.366.643, as partes relevantes da qual são por meio desta incorporadas por referência.
[0029] Um exemplo de um método de preparação do produto de reação pode ser reagir ao redor de 1 equivalente de composto de hidrogênio ativo e cerca de 0,5 a cerca de 10 equivalentes de aldeído e cerca de 0,6 a cerca de 10 equivalentes de composto de carbonila e cerca de 0,8 a cerca de 1,2 equivalentes de catalisador de ácido mineral com cerca de 0,15 a cerca de 10 equivalentes de composto graxo em uma temperatura na faixa de aproximadamente 140°F (60oC) a cerca de 240°F (116oC) por um tempo na faixa de cerca de 4 a cerca de 48 horas. Após o término da reação, o material graxo adicional pode ser adicionado com agitação para levar a relação de material graxo a um nível de cerca de 2 a cerca de 20 equivalentes.
[0030] O produto da reação pode estar presente na faixa de cerca de 3% a cerca de 75% em peso do inibidor da corrosão. O produto de reação pode estar presente em uma quantidade na faixa de cerca de 15% a cerca de 30% em peso do inibidor da corrosão.
[0031] Em certas formas de realização, as combinações dos inibidores da corrosão aqui divulgados, assim como os compostos de inibidor da corrosão e os intensificadores de inibidor da corrosão adicionais, podem ser utilizadas. Os componentes adicionais de inibidor da corrosão, tais como solventes, tensoativos, e outros intensificadores de inibidor da corrosão que podem ser adequados são debatidos na Patente US no 5.697.443 e Patente US no 5.591.381, as partes relevantes das quais são por meio desta incorporadas por referência.
[0032] Os fluidos de tratamento usados nos métodos da presente invenção opcionalmente podem incluir uma ou mais de uma variedade de aditivos, tais como sais, surfactantes, solventes, inibidores de incrustação, inibidores de corrosão orgânicos, catalisadores, estabilizantes de argila,
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 25/35 / 21 redutores de atrito, gases, agentes espumantes, agentes de controle de ferro, solubilizantes, agentes de ajuste do pH (por exemplo, tamponantes), e outros mais. Combinações destes podem ser usadas igualmente. Aqueles de habilidade usual na técnica, com o benefício desta divulgação, serão capazes de determinar os aditivos apropriados para uma aplicação particular.
[0033] Os fluidos de tratamento ácidos usados nos métodos da presente invenção podem ser preparados usando qualquer uma de uma variedade de técnicas adequadas. Por exemplo, os fluidos de tratamento ácidos podem ser preparados mediante a mistura de pelo menos o fluido de base aquosa e o ácido para fornecer um fluido de tratamento ácido de uma concentração de ácido desejada. O inibidor da corrosão e a composição intensificadora de inibidor da corrosão podem depois ser misturados com o fluido de tratamento ácido em uma quantidade desejada. Conforme apresentado acima, a composição intensificadora de inibidor da corrosão pode ser pré-misturada com o inibidor da corrosão antes da preparação do fluido de tratamento ácido, em conformidade com as formas de realização da presente invenção. Além disso, em vez de misturar o composto correspondente à fórmula R1R2XCCOOH da composição intensificadora de inibidor da corrosão no fluido de tratamento ácido, um composto precursor à formulação R1R2XCCOOH pode ser misturado com o fluido de tratamento ácido e/ou pré-misturado com o inibidor da corrosão. Se desejável, os fluidos de tratamento usados nos métodos da presente invenção podem ser preparados em qualquer tanque adequado equipado com os meios adequados de mistura. Os fluidos de tratamento podem ser transferidos em uma taxa controlada diretamente para dentro de um poço ou em um tanque de armazenamento conveniente para injeção ao longo de um furo de poço, de acordo com as formas de realização da presente invenção.
[0034] O fluido de tratamento ácido pode ser introduzido em uma formação subterrânea por meio da qual o material estranho no furo de poço ou
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 26/35 / 21 na formação ou nos materiais de formação são dissolvidos para assim aumentar a permeabilidade da formação (por exemplo, em um tratamento de acidificação). A permeabilidade aumentada geralmente deve permitir um fluxo melhor de fluidos de hidrocarbonetos através da formação e em seu furo de poço. A taxa de bombeamento e a pressão utilizada dependerão, por exemplo, das características da formação e se ou não a fratura da formação é desejada. Após o fluido de tratamento ter sido colocado na formação, o poço pode ser fechado e deixado repousar por um período de várias horas ou mais, dependendo do tipo de ácido empregado e a formação tratada. Se houver pressão sobre o poço, a pressão pode então ser liberada e o fluido de tratamento ácido gasto ou pelo menos parcialmente gasto, contendo os sais formados pela reação do ácido, é permitido fluir de volta para o furo de poço e é bombeado ou circulado para a superfície para a eliminação adequada, de acordo com as formas de realização da presente invenção. O poço depois pode ser colocado em produção ou utilizado para outros propósitos.
[0035] Geralmente, alguns dos métodos da presente invenção envolvem a inibição da corrosão de uma parte de uma superfície metálica. Os métodos da presente invenção podem ser empregados em uma variedade de aplicações, incluindo aqueles conduzidos em formações subterrâneas. Em uma forma de realização, a presente invenção fornece um método compreendendo: colocar em contato uma superfície de metal com um fluido de tratamento que compreende um fluido de base aquosa, um ácido, em que o ácido compreende pelo menos um ácido selecionado do grupo consistindo de ácido clorídrico, ácido fluorídrico, um ácido orgânico, um ácido mineral, ácido fórmico, ácido acético, ácido cítrico, ácido glicólico, ácido hidroxiacético, ácido láctico, ácido 3-hidroxipropiônico, ácido carbônico, ácido etilenodiaminatetracético, e suas combinações; um inibidor da corrosão, em que o inibidor da corrosão compreende pelo menos um composto selecionado do grupo consistindo de um composto de cinamaldeído, um composto acetilênico, um produto de
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 27/35 / 21 reação de condensação, e suas combinações; e uma composição intensificadora de inibidor da corrosão compreendendo um composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH, em que X é um halogênio, R1 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20, e R2 compreende pelo menos um grupo selecionado do grupo consistindo de um grupo alquila C1-C20, um grupo cicloalquila C3-C20, uma oxialquila C1-C20, e um grupo arila C6-C20. Em certas formas de realização o composto que corresponde a uma fórmula R1R2XCCOOH pode ser gerado a partir de um ou mais compostos precursores. Os metais adequados para o uso com os compostos intensificadores de inibidor da corrosão da presente invenção incluem metais à base de ferro tais como ferro e ligas de ferro, por exemplo, N-80, J-55, 13Cr e 22Cr e metais não ferrosos tais como alumínio, zinco, níquel e cobre, e suas ligas. Outros metais que podem ser protegidos contra a corrosão pela presente invenção também são contemplados. Tais superfícies de metal podem ser parte da tubulação de fundo de poço, ferramentas de fundo de poço, e outras mais.
[0036] Para facilitar uma melhor compreensão da presente invenção, os seguintes exemplos de certos aspectos de algumas formas de realização são fornecidos. De nenhuma maneira os seguintes exemplos devem ser interpretados de limitar, ou definir, o escopo inteiro da invenção.
EXEMPLOS [0037] A Tabela 1 lista os dados das experiências executadas para determinar o efeito de certos inibidores da corrosão sobre a corrosão do aço N-80 quando usado em combinação com certas composições intensificadoras de inibidor da corrosão e ácido clorídrico. Os inibidores da corrosão utilizados nestes testes foram HAI-GE (um inibidor da corrosão com base em álcool propargílico disponível da Halliburton Energy Services, Duncan, Oklahoma) e cinamaldeído (“CMA”). As composições intensificadoras de inibidor da
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 28/35 / 21 corrosão usadas nestes testes foram ácido 2-cloro-2,2-difenilacético (“CDACOOH”) e ácido 2-bromo-isobutírico. Os precursores destes dois ácidos também foram testados, cloreto de 2-cloro-2,2-difenilacetila (“CDAC”) e brometo de 2-bromo-isobutirila. O ácido 2-cloro-2,2difenilacético utilizado nestes testes foi sintetizado mediante o refluxo de 2,0 g de CDAC em 100 ml de HCl a 15 % durante 16 horas. O sólido branco resultante foi filtrado em vácuo e lavado com água deionizada. Para propósitos comparativos, o ácido difenil acético também foi usado como uma composição intensificadora de inibidor da corrosão.
[0038] Os dados de perda da corrosão foram gerados para o aço N-80 usando o método de perda de peso. Os espécimes de cupão -4,4 in2 (28,4 cm2) foram limpos e pesados antes de sua imersão em 100 ml do ácido misturado com aditivos. Autoclaves contendo os fluidos de teste com os espécimes de liga foram pressurizados em 1000 psi (6,9 MPa) e depois aquecidos para a temperatura de teste durante o tempo de contato indicado. Após o teste, quaisquer resíduos foram limpos dos espécimes e a diferença em peso foi registrada e convertida em libras por pés ao quadrado (4,9 kg/m2) de perdas.
Tabela 1
|
Temp.
(°F) |
Ácido |
Tempo
(h) |
Cupã
o |
Inibidor (v/v) |
Aditivo |
Perda de corrosão kg/m2 |
|
250 |
15% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% HAI-GE |
---
|
0,33 |
|
250 |
15% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% HAI-GE |
1,0g (4,1 mmol) de CDACOOH |
0,030, 0,050 |
|
250 |
15% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
0,8g (3,8 mmol) de ácido difenilacético |
0,260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
7,5% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
---
|
0,252 |
|
250 |
7,5% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
0,340g (1,4 mmol) de CDACOOH |
0,190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
15% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
---
|
0,664 |
|
250 |
15% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
1,0g (4,1 mmol) de CDACOOH |
0,132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
---
|
0,165 |
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
---
|
1,0g (4,1 mmol) de CDACOOH |
0,538 |
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
22,0% CMA |
1,0g (4,1 mmol) de CDACOOH |
0,050 |
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
1,08g (4,1 mmol) de CDAC |
0,276 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
0,5ml (4,1 mmol) de ácido 2bromo-isobutírico |
0,044, 0,036 |
|
200 |
28% HCl |
3 |
N-80 |
2,0% CMA |
0,5ml (4,1 mmol) de brometo de 2-bromo-isobutirila |
0,228 |
Petição 870180159838, de 07/12/2018, pág. 29/35 / 21 [0039] Portanto, a presente invenção está bem adaptada para atingir os fins e vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes. As formas de realização particulares divulgadas acima são apenas ilustrativas, visto que a presente invenção pode ser modificada e praticada de diferentes, mas equivalentes, maneiras evidentes para aqueles versados na técnica tendo o benefício destes ensinamentos. Além disso, nenhuma limitação é planejada para os detalhes da construção ou projeto aqui apresentados, de outra maneira como descritos nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as formas de realização ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente invenção. Em particular, cada faixa de valores (da forma, “cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “aproximadamente a para b”, ou, equivalentemente, “aproximadamente a-b”) aqui divulgada deve ser compreendida como se referindo ao conjunto de forças (o conjunto de todas os subconjuntos) da respectiva faixa de valores, e apresentada cada faixa incluída dentro da faixa mais ampla de valores. Da mesma forma, os termos nas reivindicações possuem os seus significados simples e usuais, a não ser que de outra maneira explicita e claramente definidos pelo titular da patente.
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