МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ УФ СВЕТОМ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ Российский патент 2012 года по МПК E21B43/22 E21B37/06 C02F1/32 C12N1/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системам и способам дезинфекции обрабатывающих флюидов и, в частности, в некоторых вариантах осуществления, к способам использования автономной дорожной мобильной системы обработки обрабатывающего флюида ультрафиолетовым (“УФ”) светом для обработки биологического загрязнения в обрабатывающих флюидах, используемых при операциях в стволе скважины. Используемый здесь термин “автономная” означает, что система включает в себя собственные источник питания, систему управления и систему климат-контроля.

Присутствие микроорганизмов, включая бактерии, водоросли и т.п., во флюидах для обработки скважины может приводить к загрязнению продуктивного пласта, что нежелательно. Используемый здесь термин «микроорганизм» относится к живым микроорганизмам, если не указано обратное. Например, присутствие анаэробных бактерий (например, бактерий очистки от сульфатов (“SRB”)) в нефте- и/или газоносном пласте может приводить к различным проблемам, включая возникновение ила или тины, из-за чего может снижаться пористость пласта. Кроме того, SRB вырабатывают сероводород, который, даже в малых количествах, может создавать проблемы. Например, присутствие сероводорода в добытых нефти и газе может приводить к увеличению коррозии металлических трубных изделий и наземного оборудования и к необходимости удалять сероводород из газа до продажи. Дополнительно, присутствие микроорганизмов в загущенном обрабатывающем флюиде может изменять физические свойства обрабатывающих флюидов, ухудшая полимерный загуститель, что ведет к снижению вязкости, возможно, к значительному снижению продуктивности обрабатывающего флюида, и отрицательной экономической отдаче.

Микроорганизмы могут присутствовать во флюидах для обработки скважины в результате загрязнений, которые первоначально присутствуют в базовом обрабатывающем флюиде, который используется в обрабатывающем флюиде, или в результате рециркуляции/повторного использования флюида для обработки скважины для использования в качестве базового обрабатывающего флюида для обрабатывающего флюида или в качестве самого обрабатывающего флюида. В любом случае, вода может быть загрязнена плеторой микроорганизмов. В сценариях с рециркуляцией уничтожать микроорганизмы сложнее.

Для борьбы с биологическим загрязнением обычно используются биоциды. Используемый здесь термин “биологическое загрязнение” может относиться к любому живому микроорганизму и/или побочному продукту живого микроорганизма, найденному в обрабатывающих флюидах, используемых при обработке скважин. Для использования в стволе скважины широко используемые биоциды представляют собой разнообразные коммерчески доступные биоциды, которые уничтожают микроорганизмы контактным способом, и которые совместимы с применяемыми обработочными флюидами и компонентами пласта. Чтобы биоцид был совместимым и эффективным, он должен быть устойчивым и, предпочтительно, не должен реагировать с компонентами обрабатывающего флюида или пласта или отрицательно влиять на них. Несовместимость биоцида во флюиде для обработки ствола скважины может создавать проблему, приводящую к неустойчивости и возможной порче обрабатывающего флюида. Биоциды могут содержать четвертичные аммониевые соединения, хлор, растворы гипохлоритов и соединения наподобие дихлоро-s-триазинтриона натрия. Примером биоцида, который можно использовать в геологии, является глутаральдегид.

Поскольку биоциды предназначены для уничтожения живых организмов, многие биоцидные продукты представляют значительную опасность для здоровья и благополучия человека. В ряде случаев это объясняется высокой реактивностью биоцидов. В результате, их использование строго регулируется. Кроме того, при работе с биоцидами рекомендуется соблюдать меры предосторожности и использовать надлежащую защитную одежду и оборудование. Хранению биоцидов также надлежит уделять должное внимание.

Для уничтожения бактерий в жидкостях на водной основе применяется УФ свет высокой интенсивности. Существует три разновидности УФ света: UV-A, UV-B и UV-C. Класс UV-C считается бактерицидной длиной волны, причем пик бактерицидного действия приходится на длину волны 254 нм. Скорость, с которой УФ свет убивает микроорганизмы в обрабатывающем флюиде, является функцией различных факторов, включая, но без ограничения, время облучения и поток (т.е. интенсивность), которому подвергаются микроорганизмы. Например, в потоке через вариант осуществления клеточного типа, проблема, которая может быть связана с традиционными системами обработки УФ светом, состоит в том, что неадекватное проникновение УФ света в полупрозрачный обрабатывающий флюид может приводить к неадекватному уничтожению. Дополнительно, в таких случаях, для достижения оптимальных результатов желательно поддерживать облучение УФ светом при достаточном потоке в течение как можно большего времени для максимизации степени проникновения, благодаря чему можно увеличить биоцидный эффект, создаваемый обработкой УФ светом. Другая проблема связана с мутностью обрабатывающего флюида. Используемый здесь термин “Мутность” означает помутнение или замутненность обрабатывающего флюида, вызванное отдельными частицами (например, взвешенными твердыми частицами) и другими факторами, которые могут быть, в общем случае, невидимыми для невооруженного глаза. Измерение мутности является основным испытанием качества воды. Частичное уничтожение бактерий может приводить к восстановлению загрязнения, что крайне нежелательно в геологическом пласте, согласно рассмотренному выше.

Хотя УФ свет высокой интенсивности может быть очень полезным в отношении предотвращения загрязнения, традиционные свойства такой системы обработки обрабатывающего флюида УФ светом имеют значительные недостатки. Одна важная проблема, связанная с традиционными системами обработки УФ светом, состоит в том, что такие системы обработки не являются мобильными, и обрабатывающий флюид приходится обрабатывать и затем сохранять и транспортировать за пределы буровой площадки, что позволяет загрязнению восстанавливаться до использования.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание систем и способов дезинфекции обрабатывающих флюидов, и, в частности, в некоторых вариантах осуществления, способов использования автономной дорожной мобильной системы обработки обрабатывающего флюида УФ светом для обработки биологического загрязнения в обрабатывающих флюидах, используемых при операциях в стволе скважины.

Согласно настоящему изобретению, предложен способ, содержащий этапы, на которых: обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов; помещают мутный обрабатывающий флюид в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света; облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в присутствии ослабляющего реагента для формирования облученного обрабатывающего флюида; и подают облученный обрабатывающий флюид в смесительную систему.

В другом аспекте, изобретение предусматривает способ, содержащий этапы, на которых: обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов; помещают мутный обрабатывающий флюид в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света; облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в автономном, дорожном мобильном манифольде обработки УФ светом, который содержит ослабляющий реагент, для снижения первого количества микроорганизмов мутного обрабатывающего флюида до второго количества микроорганизмов для формирования облученного обрабатывающего флюида, причем второе количество микроорганизмов меньше первого количества микроорганизмов; и помещают облученный обрабатывающий флюид, имеющий второе количество микроорганизмов, в геологический пласт, трубопровод или последующий процесс очистки.

В другом аспекте, изобретение предусматривает мобильную систему обработки обрабатывающего флюида УФ светом, содержащую: впускное приспособление; источник обрабатывающего УФ света; камеру обработки УФ светом; ослабляющий реагент; выпускное приспособление; причем система обработки обрабатывающего флюида УФ светом транспортируется с помощью автономной, дорожной мобильной платформы.

В одном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает способ, содержащий этапы, на которых: обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов; помещают мутный обрабатывающий флюид в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света; облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в автономном, дорожном мобильном манифольде обработки УФ светом, который содержит ослабляющий реагент, для снижения первого количества микроорганизмов мутного обрабатывающего флюида до второго количества микроорганизмов для формирования облученного обрабатывающего флюида, причем второе количество микроорганизмов меньше первого количества микроорганизмов; и помещают облученный обрабатывающий флюид, имеющий второе количество микроорганизмов, в геологический пласт, трубопровод или последующий процесс очистки.

В одном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает способ, содержащий этапы, на которых: обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов; помещают мутный обрабатывающий флюид в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света; облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в присутствии ослабляющего реагента для формирования облученного обрабатывающего флюида; и подают облученный обрабатывающий флюид в смесительную систему.

В одном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает мобильную систему обработки обрабатывающего флюида УФ светом, содержащую: впускное приспособление; источник обрабатывающего УФ света; камеру обработки УФ светом; ослабляющий реагент; выпускное приспособление; причем система обработки обрабатывающего флюида УФ светом транспортируется с помощью автономной, дорожной мобильной платформы.

Специалисты в данной области техники смогут понять признаки и преимущества настоящего изобретения. Хотя специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные изменения, такие изменения укладываются в объем изобретения.

Краткое описание чертежей

Представленные чертежи иллюстрируют отдельные аспекты некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения и не должны ограничивать или определять объем изобретения, на чертежах:

Фиг.1 изображает схему автономного, дорожного мобильного манифольда обработки УФ светом;

Фиг.2 - схему трейлера, на который погружена автономная, дорожная мобильная система обработки обрабатывающего флюида УФ светом;

Фиг.3-8 - точки данных, рассмотренные в разделе Примеры.

Хотя настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, конкретные иллюстративные варианты его осуществления показаны в порядке примера на чертежах и подробно описаны в описании. Однако следует понимать, что данное описание конкретных вариантов осуществления не призвано ограничивать изобретение конкретной раскрытой формой, напротив, изобретение должно охватывать все модификации, эквиваленты и альтернативы, отвечающие объему изобретения, заданному формулой изобретения.

Подробное описание

Настоящее изобретение относится к системам и способам дезинфекции обрабатывающих флюидов, и, в частности, в некоторых вариантах осуществления, к способам использования автономной, дорожной мобильной системы обработки обрабатывающего флюида УФ светом для обработки биологического загрязнения в обрабатывающих флюидах, используемых при операциях в стволе скважины.

В некоторых вариантах осуществления, раскрытые здесь автономные, дорожные мобильные системы обработки обрабатывающего флюида УФ светом и соответствующие способы можно использовать в приложении, операции или процессе углеводородной промышленности любого типа, где желательно дезинфицировать мутный обрабатывающий флюид, включая, но без ограничения, трубопроводные операции, операции обслуживания скважины, приложения первичной разведки и добычи, и приложения последующей очистки, переработки, хранения и транспортировки. Используемый здесь термин “мутный обрабатывающий флюид” означает флюид, имеющий коэффициент пропускания от 1% до 90% на длине волны 254 нм и, в ряде случаев, коэффициент пропускания от 50% до 90% на длине волны 254 нм.

Не ограничиваясь никакой конкретной теорией, укажем, что клеточная ДНК микроорганизмов поглощает энергию УФ света, в результате чего соседние молекулы тимина димеризуются или образуют ковалентную связь, как показано на фиг.3 и 4. Димеризованные молекулы тимина не способны кодировать молекулы РНК в процессе синтеза белков. Репликация хромосомы до деления надвое нарушается, в результате чего бактерии теряют возможность продуцировать или репродуцировать белки, что, в конце концов, приводит к гибели организмов. Эта система часто бывает наиболее эффективной при обработке воды с низкой мутностью. Вода с высокой мутностью влияет на пропускании фотонов УФ света через воду. Рекомендуется, чтобы обработанная вода имела T (коэффициент пропускания), по меньшей мере, 85%, измеренный на длине волны 254 нм для эффективного уничтожения бактерий и нагнетания с максимальным расходом 100 bpm.

Раскрытые здесь системы и способы могут быть полезными для мутных обрабатывающих флюидов на водной основе, на нефтяной основе и их комбинаций. Подходящая обработка мутных обрабатывающих флюидов согласно настоящему изобретению может содержать свежие флюиды (например, те, которые не были ранее использованы в скважинной операции) и/или повторно используемые флюиды. Свежие флюиды могут содержать воду, извлекаемую непосредственно из пруда или другого природного источника. Повторно используемые флюиды могут включать в себя те, которые были использованы в предыдущей скважинной операции. В некоторых вариантах осуществления, свежие флюиды могут быть загрязнены плеторой микроорганизмов, имея начальный подсчет микроорганизмов в пределах от около 10³ бактерий/мл до около 10³⁰ бактерий/мл. В некоторых вариантах осуществления, стандартным значением может быть 10¹⁰ бактерий/мл или выше. Повторно используемые флюиды могут аналогично загрязняться в результате предыдущего использования в геологическом пласте или хранения на буровой площадке в загрязненном баке или яме. Повторно используемые флюиды могут иметь первое количество микроорганизмов в одном и том же диапазоне, но могут иметь другое бактериальное загрязнение в том смысле, что они могут содержать другие бактерии, которые труднее уничтожать, чем те, которые первоначально присутствуют в свежих флюидах.

Помимо сокращения объема загрязнения в операциях на нефтяном месторождении, раскрытые здесь способы позволяют сокращать количество используемых химических биоцидов, что приводит к повышению экономической отдачи и производству безопасного для окружающей среды обрабатывающего флюида, по меньшей мере, согласно современным (на время подачи) стандартов и установлений по охране окружающей среды. Устранение или сокращение таких опасных биоцидов может дополнительно снижать ущерб для местности. Кроме того, настоящее изобретение описывает автономную, дорожную мобильную систему УФ света, которая позволяет снизить затраты на транспортировку обработанной воды в удаленное место, например, на буровую площадку. Кроме того, настоящее изобретение предусматривает систему, способную обрабатывать большие количества мутного обрабатывающего флюида на месте, что дает возможность восстанавливать и повторно использовать дефицитную воду, найденную в таких удаленных местах.

На фиг.1 показан автономный, дорожный мобильный манифольд 100 обработки УФ светом, который можно использовать для дезинфекции мутных обрабатывающих флюидов, включая используемые при операциях в стволе скважины. Используемый здесь термин “дезинфекция” и его производные означает уменьшение количества бактерий и/или других микроорганизмов, найденных в мутном обрабатывающем флюиде. Согласно фиг.1, автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом 100 может содержать одно или несколько впускных приспособлений 102; один или несколько источников обрабатывающего УФ света 104, содержащихся в одной или нескольких камерах обработки УФ светом 106; источник 108 мутного обрабатывающего флюида; в необязательном порядке, один или несколько обводных трубопроводов 110; в необязательном порядке, одно или несколько вентиляционных отверстий 112; и одно или несколько выпускных приспособлений 114. В необязательном порядке, мутный обрабатывающий флюид можно предварительно обрабатывать (например, для удаления твердых веществ, пустой породы и т.п.) до помещения в камеру обработки УФ светом (например, до впускного приспособления 102). Источник 108 мутного обрабатывающего флюида может содержать ряд флюидов, включая свежие флюиды, повторно используемые флюиды, природные флюиды (например, из прудов), флюиды на нефтяной основе и т.п. Необязательный каскад предобработки обозначен позицией 118 на фиг.1. Этот каскад предобработки, в некоторых вариантах осуществления, может предусматривать добавление необязательного биоцида, если загрязнение флюида таково, что это может оказаться полезным. Предпочтительно, эта предобработка может происходить до процесса облучения, который осуществляется, когда обрабатывающий флюид достигает источника обрабатывающего УФ света 104, что улучшает процесс обработки, помимо прочего, снижая мутность обрабатывающего флюида. В необязательном порядке, впускное приспособление 102 может содержать устройство, создающее турбулентность во флюиде для рассеивания микроорганизмов в мутном обрабатывающем флюиде и предотвращения образования биопленки во флюиде. В частности, источник обрабатывающего УФ света 104 в камерах 106 дезинфекции УФ светом должен проникать в фильтрованный обрабатывающий флюид более эффективно, чем через обрабатывающий флюид, нагруженный пустой породой, и некоторое удаление биологического материала до источника обрабатывающего УФ света 104 может повышать эффективность обработки УФ светом. Впускное приспособление 102 может извлекать обрабатывающий флюид из мутного обрабатывающего флюида до его пропускания через источник обрабатывающего УФ света 104 для облучения. Используемый здесь термин “облученный” или “облучающий”, в целом, относится к процессу, в котором обрабатывающий флюид подвергается воздействию УФ излучения в целях дезинфекции мутного обрабатывающего флюида.

После облучения, в необязательном порядке, облученный обрабатывающий флюид может поступать в смесительную систему 116, где он объединяется с присадками, например, гелеобразующими реагентами, расклинивающими твердыми частицами, частицами гравия, реагентами снижения трения, ингибиторами коррозии, а также другими химическими присадками для образования смешанной пульпы. Смесительная система 116 может содержать смеситель для флюидов гидроразрыва. Смесительная система может содержать насос, например, всасывающий насос, который можно использовать для облегчения перемещения мутного обрабатывающего флюида через камеру 106 обработки УФ светом. В некоторых вариантах осуществления, такие химические присадки могут смешиваться с обработочным флюидом до его поступления в насос. Затем обрабатывающий флюид может поступать через выпускные приспособления 114 в устье скважины и в ствол скважины для осуществления нужной скважинной операции.

В другом варианте осуществления, мутный обрабатывающий флюид может проходить через источник 104 обрабатывающего УФ света непосредственно на насос(ы) 118. Насосы, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут относиться к любому типу, подходящему для перемещения обрабатывающего флюида и совместимому с используемыми обработочными флюидами. В некоторых вариантах осуществления, насос может представлять собой насос высокого давления, который может нагнетать обрабатывающий флюид. В некоторых вариантах осуществления, насосы могут представлять собой последовательно установленные центробежные насосы или поршневые насосы прямого вытеснения, но пригодны и другие типы насосов. Затем обрабатывающий флюид может поступать через выпускные приспособления 114 в устье скважины и в ствол скважины для осуществления нужной скважинной операции.

В некоторых вариантах осуществления, где смесительная система используется после насоса, за счет обеспечения добавления расклинивающих твердых частиц, гелей и любых других подходящих химических присадок после прохождения обрабатывающего флюида через насосы, можно увеличить ожидаемый срок службы и надежность насосов, и можно снизить затраты на обслуживание по сравнению с традиционными способами, для которых характерно наличие эррозийных и абразивных сил, обусловленных прохождением обрабатывающих флюидов, нагруженных расклинивающим реагентом через грязные насосы. Дополнительно, этот способ допускает независимую оптимизацию работы. Другими словами, в некоторых вариантах осуществления, оператор может по отдельности оптимизировать операции нагнетания под высоким давлением и операции добавления абразивов. Фильтры, подходящие для использования в настоящем изобретении может содержать различные типы фильтров, в зависимости от требований к операции, включая рукавные фильтры, фильтры для удаления бора, фильтры микронных частиц, фильтры на основе активированного угля и любой другой тип фильтра, позволяющие сделать обрабатывающий флюид пригодным для предусмотренной операции.

В альтернативном варианте осуществления, в необязательном порядке, мутный обрабатывающий флюид может проходить через обводной манифольд 110, в обход источника обрабатывающего УФ света 104, непосредственно к насосу 118. В необязательном порядке, биоцид можно помещать во флюид с помощью насоса 120 нагнетания химического биоцида. Этот тип насоса также может быть установлен перед манифольдом 106. Этот вариант осуществления может быть желательным, когда мутность флюида слишком высока для дезинфекции УФ светом. В таких вариантах осуществления, в необязательном порядке, биоциды можно добавлять на впускном приспособлении 102 или выпускном приспособлении 114 для управления загрязнением. Химически обработанный обрабатывающий флюид затем может поступать через выпускное приспособление 114 в устье скважины и в ствол скважины для осуществления нужной скважинной операции. В некоторых вариантах осуществления, мутный обрабатывающий флюид можно обрабатывать с помощью источника обрабатывающего УФ света и химических биоцидов. Этот способ допускает более действенную дезинфекции и эффективную обработку более серьезных загрязнений.

В другом варианте осуществления, в источнике 104 обрабатывающего УФ света можно использовать статический смеситель флюидов и/или турбулизатор (фиг.1), если желательно усилить движение флюида для лучшего облучения с помощью источника УФ света.

В некоторых вариантах осуществления, источник 104 обрабатывающего УФ света может содержать один или несколько бактерицидных источников УФ света, установленные последовательно или параллельно. Могут подходить бактерицидные УФ лампы с давлением от низкого до среднего. Ультрафиолетовый свет делится на три диапазона длин волны: UV-C, от около 200 нанометров (нм) до около 280 нм; UV-B, от около 280 нм до около 315 нм; и UV-A, от около 315 нм до около 400 нм. В целом, УФ свет и, в частности, UV-C свет является бактерицидным. Используемый здесь термин «бактерицидный», в целом, означает сокращение или устранение бактерий и/или других микроорганизмов. В частности, не ограничиваясь никакой конкретной теорией, предполагается, что UV-C свет вызывает повреждение нуклеиновой кислоты микроорганизмов за счет формирования ковалентных связей между определенными соседними основаниями в ДНК. Предполагается, что формирование этих связей препятствует “расстёгиванию” ДНК для репликации, и что организм теряет способность продуцировать и репродуцировать молекулы, важные для процесса жизнедеятельности. Когда организм теряет способность продуцировать эти важные молекулы или утрачивает способность к репликации, он погибает. Предполагается, что УФ свет с длиной волны примерно от около 250 нм до около 260 нм обеспечивает наивысшую бактерицидную эффективность. Хотя восприимчивость к УФ свету изменяется в зависимости от объема и свойств обрабатывающего флюида, облучение УФ энергией около 60,000 ватт может быть достаточным для деактивации свыше 90 процентов микроорганизмов. В некоторых вариантах осуществления, каждая лампа, используемая в настоящем изобретении, имеет УФ энергию от около 1700 ватт до около 3800 ватт.

В некоторых вариантах осуществления, для улучшения дезинфекции обрабатывающего флюида, ослабляющие реагенты можно использовать совместно с источником УФ света для уменьшения необходимости в длительных и повторяющихся воздействиях УФ светом высокой мощности. Предполагается, что ослабляющие реагенты эффективно продлевают воздействие УФ света и его реакцию с микроорганизмами. Общеизвестно, что, когда ослабляющие реагенты подвергаются воздействию источника УФ света, даже на низких уровнях, они фотоизомеризуются с освобождением свободных радикалов. Свободные радикалы могут разлагать микроорганизмы (например, бактериальные мембраны) в обрабатывающем флюиде. Кроме того, более длительное биоцидное действие можно реализовать, по меньшей мере, в большинстве вариантов осуществления, выбирая надлежащий материал, образующий свободные радикалы, на основании растворимости, реактивности и периода полурекомбинации свободных радикалов. Дополнительно, системы обработки обрабатывающего флюида УФ светом, отвечающие настоящему изобретению, должны эффективно генерировать долгоживущие свободные радикалы, чтобы даже после обработки можно было стимулировать биоцидное действие в обрабатывающих флюидах, используемых при обработке скважины, тем самым продолжая уничтожать бактерии и удалять загрязнение для восстановления производительности пластов.

Подходящие ослабляющие реагенты для использования в обрабатывающих флюидах и способы, отвечающие настоящему изобретению, включают в себя органические и неорганические ослабляющие реагенты. Растворимость и/или диспергируемость ослабляющего реагента можно учитывать при принятии решения об использовании конкретного типа ослабляющего реагента. Некоторые ослабляющие реагенты можно модифицировать, чтобы они имели желаемую степень растворимости или диспергируемости. Затраты и соображения защиты окружающей среды также могут играть роль при принятии решения, какой реагент использовать. Кроме того, способ использования в способах настоящего изобретения также может быть фактором. Например, некоторые способы позволяют применять менее растворимый реагент, тогда как другие могут в большей степени зависеть от растворимости реагента в обрабатывающем флюиде. Конкретный ослабляющий реагент, используемый в любом конкретном варианте осуществления, зависит от конкретного нужного свободного радикала и свойств, связанных с этим свободным радикалом. Некоторые факторы, которые можно учитывать при принятии решения, какой из ослабляющих реагентов использовать, включают в себя, но без ограничения, устойчивость, время жизни и реактивность сгенерированного свободного радикала. Желаемая устойчивость также зависит от присутствующего объема загрязнения и совместимости свободных радикалов с составом обрабатывающего флюида. Для выбора правильного ослабляющего реагента для обработки, нужно найти компромисс между устойчивостью, реактивностью и несовместимостью. Специалисты в данной области техники, на основании данного раскрытия, смогут выбирать надлежащий ослабляющий реагент на основании этих соображений.

Подходящие органические ослабляющие реагенты для использования в настоящем изобретении включают в себя, но без ограничения, один или несколько растворимых в воде фотоинициаторов, которые претерпевают разрыв одинарной молекулярной связи под действием УФ света с образованием свободных радикалов. В подходящих условиях и при надлежащем облучении УФ светом, ослабляющие реагенты настоящего изобретения будут порождать свободные радикалы, как показано, например, в Схеме 1:

Схема 1

Подходящие ослабляющие реагенты могут активироваться всем спектром УФ света и могут быть более активными в диапазоне длин волны около 250-500 нм. Наиболее подходящий диапазон длин волны зависит от молекулярной структуры ослабляющего реагента. Некоторые ослабляющие реагенты претерпевают разрыв единичной связи с образованием свободных радикалов. Каждый органический ослабляющий реагент имеет время жизни, уникальный для этого ослабляющего реагента. В целом, чем менее устойчив свободный радикал, возникший из ослабляющего реагента, тем короче его период полурекомбинации и время жизни.

Подходящие органические ослабляющие реагенты для использования в настоящем изобретении могут включать в себя, но без ограничения, ацетофенон, пропиофенон, бензофенон, ксантон, тиоксантон, флуоренон, бензальдегид, антрахинон, карбазол, красители на основе тиоиндиго, фосфиноксиды, кетоны, и любую их комбинацию и производную. Некоторые ослабляющие реагенты включают в себя, но без ограничения, бензоинэфиры, бензилкетали, альфа-диалкоксиацетофеноны, альфа-гидроксиалкилфеноны, альфа-аминоалкилфеноны и ацилфосфиноксиды, любую их комбинацию или производную. Другие ослабляющие реагенты претерпевают молекулярную реакцию с вторичной молекулой или соинициатором, которая порождает свободные радикалы. Некоторые дополнительные ослабляющие реагенты включают в себя, но без ограничения, бензофеноны, бензоамины, тиоксантоны, тиоамины, любую их комбинацию или производную. Эти материалы можно дериватизировать, для повышения их растворимости, с помощью подходящиего дериватизируещего реагента. Например, для модификации этих ослабляющих реагентов с целью повышениях их растворимости в выбранном обрабатывающем флюиде можно использовать этиленоксид. Такие ослабляющие реагенты могут поглощать УФ свет и претерпевать реакцию с образованием реактивных разновидностей свободных радикалов (см., например, Схему 1), которые в свою очередь могут запускать или катализировать нужные химические реакции.

В некоторых вариантах осуществления, свободные радикалы, высвобожденные в результате активации ослабляющих реагентов, вызывают повреждение живых микроорганизмов. В некоторых вариантах осуществления, ослабляющие реагенты могут действовать в режиме взаимодействия высвобождаемых свободных радикалов с микроорганизмами для нарушения клеточных структур и процессов микроорганизма. В ряде случаев предполагается, что биоцидный эффект, обусловленный увеличенным временем жизни каждого свободного радикала, возрастает с увеличением устойчивости и реактивности свободного радикала. Согласно некоторым аспектам настоящего изобретения, важно учитывать время жизни или период полурекомбинации свободных радикалов, которые приведут к результату. Некоторые свободные радикалы могут быть очень активными, несмотря на короткое время жизни. Некоторые свободные радикалы могут быть более активными в присутствии УФ света, а некоторые могут сохранять активность даже в отсутствие прямого облучения УФ светом. Используемый здесь термин “период полурекомбинации” означает время, в течение которого половина первоначально сгенерированного количества свободных радикалов рекомбинирует. Термин “время жизни” означает полное время, в течение которого рекомбинируют почти все свободные радикалы. Например, более длительный период полурекомбинации свободного радикала приведет к продлению биоцидного эффекта и уменьшению необходимости в облучении УФ светом и, таким образом, может оказаться более полезным в обрабатывающих флюидах, имеющих высокую мутность.

Альтернативно, в некоторых вариантах осуществления можно использовать неорганические ослабляющие реагенты. Под действием УФ света эти реагенты будут генерировать свободные радикалы, которые будут взаимодействовать с микроорганизмами, а также другой органикой в данном обрабатывающем флюиде. В предпочтительных вариантах осуществления, они могут включать в себя наноскопические оксиды металлов (например, по меньшей мере, один размер которых составляет от 1 нм до 1000 нм). В ряде случаев, эти неорганические ослабляющие реагенты на основе наноскопического оксида металла могут агломерироваться образованием частиц микроскопических размеров. Соображения, которыми нужно руководствоваться при выборе размера, включают в себя компромисс между поверхностной реактивностью и стоимостью. Примеры подходящих неорганических ослабляющих реагентов включают в себя, но без ограничения, наноскопический диоксид титана, наноскопические оксиды железа, наноскопические оксиды кобальта, наноскопические оксиды хрома, наноскопические оксиды магния, наноскопические оксиды алюминия, наноскопические оксиды меди, наноскопические оксиды цинка, наноскопические оксиды марганца, и любую их комбинацию или производную. Диоксид титана, например, вырабатывает гидроксильные радикалы при облучении УФ светом. Эти гидроксильные радикалы, в одном механизме, очень полезны в борьбе с органическими загрязнениями. В этих реакциях может образовываться CO₂. Наноскопические частицы используются потому, что благодаря своим чрезвычайно малым размерам они обеспечивают максимальную полную площадь поверхности, что дает максимально возможный биоцидный эффект на единицу размера. В результате, наноскопические частицы оксидов металлов в большей степени повышают эффективность уничтожения, чем более крупные частицы, используемые в значительно более высоких концентрациях. Преимущество использования таких наноскопических частиц оксида металла в борьбе с загрязнением состоит в том, что обрабатываемые микроорганизмы не могут вырабатывать сопротивляемость таким металлическим частицам, что обычно наблюдается в отношении других биоцидов.

В некоторых вариантах осуществления, в УФ устройстве можно использовать тонкую пленку неорганического ослабляющего реагента. В таких случаях, неорганический ослабляющий реагент может иметь кристаллическую форму. Способы, которые можно использовать для формирования таких пленок, включают в себя, но без ограничения, способы химического парового осаждения, способы лазерно-импульсного осаждения, процессы реактивного напыления и золь-гелевого осаждения и/или процессы покрытия погружением. В других вариантах осуществления, неорганический ослабляющий реагент можно внедрять в полимерную пленку в количестве до определенного желаемого весового %. Полимерная пленка может содержать полиуретан. Способы, которые можно использовать для формирования таких пленок, могут включать в себя любой подходящий способ, включая, но без ограничения, золь-гелевые способы. Весовой % может принимать любое значение от очень малой величины (близкой к нулю) до 80% или более, в зависимости от того, что считается полезным и не связано с чрезмерными затратами. В зависимости от расположения пленки в устройстве, пленка может быть прозрачной или непрозрачной. Оба типа пленок, рассмотренные выше, в ряде случаев могут быть прозрачными. Например, если пленка располагается на кварцевом стакане, в который заключена УФ лампа, желательно иметь прозрачную пленку, чтобы УФ свет мог проходить через пленку и взаимодействовать с флюидом. В прочих вариантах осуществления, неорганические ослабляющие реагенты можно добавлять в обрабатывающий флюид в виде твердых частиц. В других вариантах осуществления, неорганические ослабляющие реагенты можно использовать в форме взвеси, например, в воде. Это может быть полезным, когда желательно покрывать элемент УФ устройства, в котором будет использоваться УФ свет. В альтернативном варианте осуществления, тонкая пленка наноскопического оксида металла может располагаться на УФ устройстве (например, на внутренней поверхности манифольда УФ света, на кварцевом стакане, окружающем УФ лампы, и т.д.), которое используется в данной системе. Тонкая пленка может быть выполнена из подходящего полимера с нанесенным на него неорганическим ослабляющим реагентом. В других вариантах осуществления, неорганический ослабляющий реагент можно наносить на участок УФ устройства способом парового осаждения. Преимущество использования неорганических ослабляющих реагентов состоит в том, что система приобретает возможность самоочистки.

Концентрация наноскопического оксида металла в пленке, используемой в настоящем изобретении, может составлять от около 0,05% до 10% по весу пленки в сухом виде. Конкретная концентрация, используемая в любом конкретном варианте осуществления, зависит от используемого соединения свободного радикала и от процента загрязнения обрабатывающего флюида. Другие сложные, взаимосвязанные факторы, которые можно учитывать при принятии решения, сколько наноскопических оксидов металлов включать, включают в себя, но без ограничения, состав загрязнений, присутствующих в обрабатывающем флюиде (например, твердый осадок, оболочка, карбонат кальция, силикаты и т.п.), конкретный генерируемый свободный радикал, предполагаемое время контакта сформированных свободных радикалов с бактериями, и т.д. Желательное время контакта также зависит от присутствующего объема загрязнения и совместимости свободных радикалов с составом обрабатывающего флюида. Например, во избежание несовместимости, может оказаться желательным обрабатывать источник воды до ее смешивания с другими компонентами обрабатываемых обрабатывающих флюидов. Специалист в данной области техники, на основе данного раскрытия, сможет идентифицировать тип наноскопических оксидов металлов, а также концентрацию, пригодную для использования.

В некоторых вариантах осуществления, в УФ устройстве, согласно настоящему изобретению, можно использовать тонкую пленку чистого диоксида титана. Способы, которые можно использовать для формирования таких пленок, включают в себя, но без ограничения, способы химического парового осаждения, способы лазерно-импульсного осаждения, процессы реактивного напыления и золь-гелевого осаждения и/или процессы покрытия погружением. В других вариантах осуществления, чистый диоксид титана можно внедрять в полимерную пленку в количестве до определенного желаемого весового %. Полимерная пленка может содержать полиуретан. Способы, которые можно использовать для формирования таких пленок, могут включать в себя любой подходящий способ, включая, но без ограничения, золь-гелевые способы. Весовой % может принимать любое значение от очень малой величины (близкой к нулю) до 80% или более, в зависимости от того, что считается полезным и не связано с чрезмерными затратами. В зависимости от расположения пленки в устройстве, пленка может быть прозрачной или непрозрачной. Оба типа пленок, рассмотренные выше, в ряде случаев могут быть прозрачными. Например, если пленка располагается на кварцевом стакане, в который заключена УФ лампа, желательно иметь прозрачную пленку, чтобы УФ свет мог проходить через пленку и взаимодействовать с флюидом.

Концентрация ослабляющего реагента, используемая в обрабатывающих флюидах согласно настоящему изобретению, может достигать около 5% по весу мутного обрабатывающего флюида. Конкретная концентрация, используемая в любом конкретном варианте осуществления, зависит от используемого соединения свободного радикала, и величины загрязнения в мутном обрабатывающем флюиде. Другие сложные, взаимосвязанные факторы, которые можно учитывать при принятии решения, сколько ослабляющего реагента включать, включают в себя, но без ограничения, состав загрязнений, присутствующих в мутном обрабатывающем флюиде (например, твердый осадок, оболочка, карбонат кальция, силикаты и т.п.), конкретный генерируемый свободный радикал, предполагаемое время контакта сформированных свободных радикалов с бактериями, и т.д. Желательное время контакта также зависит от присутствующего объема загрязнения и совместимости свободных радикалов с составом мутного обрабатывающего флюида. Например, во избежание несовместимости, может оказаться желательным обрабатывать источник воды до ее смешивания с другими компонентами мутного обрабатывающего флюида. Специалист в данной области техники, на основе данного раскрытия, сможет идентифицировать тип ослабляющих реагентов, а также концентрацию, пригодную для использования.

Многие ослабляющие реагенты являются жидкостями и могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми в воде. Аналогично, ослабляющие реагенты могут существовать в твердом виде, и могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми в воде.

На фиг.2 схематически показана автономная, дорожная мобильная система 200 обработки флюида УФ светом, использующая трейлер 210 для транспортировки автономного, дорожного мобильного манифольда 202 обработки УФ светом. Трейлер 210 может содержать трейлер, платформу, грузовик, транспортировочный контейнер или любую другую подходящую автономную, дорожную мобильную платформу. Преимущество мобильности системы, согласно настоящему изобретению, в том, что она может дублировать условия в помещении, например, которые существуют на фабрике, большом корабле или установке для обработки воды. Это включает в себя системы климат-контроля и защиту от внешних элементов. Дополнительно, благодаря аспекту автономности дорожной мобильной системы обработки флюида УФ светом согласно настоящему изобретению, другое преимущество состоит в том, что система может быть свободна от пиков напряжения питания и защищена от вибраций по сравнению с другими системами.

Оператор 212 может выбирать любые способы дезинфекции мутного обрабатывающего флюида. В некоторых вариантах осуществления, панель управления 214 будет указывать условия, при которых эффективная дезинфекция УФ светом невозможна. В таких вариантах осуществления можно использовать необязательный обводной манифольд 110 и необязательные химические биоциды. Биоциды могут быть полезны для управления загрязнением после системы. Панель управления 214 может быть заключена в необязательный контейнер 216 для защиты оператора 212 и оборудования от элементов окружающей среды. В некоторых вариантах осуществления, контейнер 216 может быть снабжен климат-контролем. В некоторых вариантах осуществления, контейнер 216 также может включать в себя автономный, дорожный мобильный манифольд 100 обработки УФ светом, в необязательном порядке присоединенный к контейнеру 216 изоляционными монтажными приспособлениями 204, например, для предотвращения вибрационного повреждения хрупких УФ ламп. Согласно фиг.2, автономный, дорожный мобильный манифольд 100 обработки УФ светом может содержать одну или несколько камер 106 обработки УФ светом, установленных последовательно или параллельно. Кроме того, мобильная система 200 обработки флюида УФ светом может содержать источник энергии. Специалисту в данной области техники очевидно, что источником энергии может быть любой подходящий источник питания. Например, оборудование может получать питание от генератора, двигателя внутреннего сгорания, источника электрической энергии или источника гидравлической энергии.

В некоторых вариантах осуществления, при проведении операции гидроразрыва в стволе скважины, может возникать противоток обрабатывающего флюида, содержащий смесь флюида для обработки пласта и флюида для гидроразрыва. Противоток обрабатывающего флюида может выходить из ствола скважины и переноситься через фильтры предобработки насосом. Затем предобработанный обрабатывающий флюид может проходить через систему обработки флюида УФ светом, отвечающую настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления, насосы могут управлять скоростью, с которой обрабатывающий флюид движется по системе и, в частности, через камеры 106 обработки УФ светом, для оптимизации дезинфекции. В некоторых вариантах осуществления, подходящие скорости мутных обрабатывающих флюидов, проходящих через автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом может составлять от около 20 баррелей в минуту до около 120 баррелей в минуту. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления, скорость мутных обрабатывающих флюидов, проходящих через автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом может составлять от около 50 баррелей в минуту до около 120 баррелей в минуту.

Восприимчивость к УФ свету изменяется в зависимости от мутности, расхода и объема воды, а также интенсивности и потока УФ света. Обработочные флюиды, используемые для гидроразрыва и других применений на нефтяном месторождении, могут, в целом, иметь высокую мутность, что приводит к снижению темпов дезинфекции при прохождении через системы обработки УФ светом, отвечающие настоящему изобретению. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, расход можно регулировать в соответствии с мутностью обрабатывающего флюида для получения приемлемого сокращения числа бактерий и микроорганизмов в обрабатывающих флюидах. В одном варианте осуществления, систему обработки флюида УФ светом можно использовать для начальной массированной обработки для немедленного сокращения числа микроорганизмов, присутствующих в мутном обрабатывающем флюиде. По завершении начальной массированной обработки, можно добавлять малые количества химических биоцидов для окончательной дезинфекции. В некоторых вариантах осуществления, можно также использовать последующую массированную обработку для дополнительного уменьшения необходимого количества биоцида. В других вариантах осуществления, систему начальной обработки флюида УФ светом можно использовать для начальной массированной обработки для дезинфекции оборудования до использования.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, химикаты можно добавлять в мутный обрабатывающий флюид до его облучения для снижения мутности и повышения эффективности обработки УФ светом. Такие химикаты могут включать в себя ослабляющие реагенты. Конкретная величина УФ облучения, используемого в любом конкретном варианте осуществления, зависит от мутности загрязненного обрабатывающего флюида и величины загрязнения, присутствующего в мутном обрабатывающем флюиде. Затем облученный обрабатывающий флюид можно направлять на выпускное приспособление для выброса в окружающую среду или повторного использования в другой операции. Подходящие выпускные приспособления могут представлять собой выпускные приспособления любого типа, включая клапаны, используемые для направления потока обрабатывающего флюида, которые совместимы с обработочными флюидами, используемыми в конкретной операции. Альтернативно, вместо повторного использования облученного обрабатывающего флюида на той же буровой площадке, обрабатывающий флюид можно переводить на грузовике или транспортировать другими средствами для повторного использования на удаленной буровой площадке. В случае отвода на выброс, панель управления 214, может убедиться, что облученный обрабатывающий флюид безопасен, прежде чем выпустить его в окружающую среду, каковой может быть источник воды, например, река или озеро; поверхность земли; или закачивать его в поглощающую скважину для сброса сточных вод.

Если облученный обрабатывающий флюид отводится для повторного использования, можно добавлять присадки, например, гелеобразующие реагенты, расклинивающие твердые частицы и другие компоненты обрабатывающего флюида, для создания обрабатывающего флюида. Затем обрабатывающий флюид можно вводить в ствол скважины для проведения операции гидроразрыва или другой нужной скважинной операции.

Для облегчения лучшего понимания настоящего изобретения приведены нижеследующие примеры определенных аспектов некоторых вариантов осуществления. Нижеследующие примеры никоим образом не предназначены для ограничения или определения полного объема изобретения.

ПРИМЕР

Рассмотрим типичные примеры.

Процедура. Последовательное разведение. Пробы воды берутся в различные моменты времени в ходе испытания УФ системы. Затем осуществляются последовательные разведения с использованием воды в пробирках с аэробными фенольными красными средами (производится VW Enterprises #BB-PR) и в пробирках с анаэробной очисткой от сульфатов (производится VW Enterprises ##BB-AR). Пробирки с аэробными фенольными красными средами меняют красный цвет на желтый в присутствии бактерий, тогда как в пробирках с анаэробной очисткой от сульфатов образуется черный осадок сульфида железа.

Процедура осуществляется следующим образом. Сначала восемь пробирок со средами обозначаются номерами с 1 по 8 (больше или меньше пробирок может потребоваться в зависимости от испытуемой воды). Защитная крышка удаляется из пробирок. Стерильный шприц емкостью 1 мл удаляется из своего пластикового контейнера, и к нему присоединяется стерильная игла (20G 1½ дюйма). Конец иглы погружается в пробу воды, и шприц наполняется до 1 мл (в шприце не должно оставаться воздуха). Затем игла вводится в пробирку #1 и раствор впрыскивается в бутылку. Пробирки с аэробными фенольными красными средами (доступные от VW Enterprises #BB-PR) и пробирки с анаэробной очисткой от сульфатов (доступные от VW Enterprises ##BB-AR) используются для испытания. Без изъятия шприца, шприц наполняется еще 4 раза раствором из пробирки и опорожняется обратно в пробирку. Без изъятия шприца, пробирка встряхивается для перемешивания бульона с впрыскиваемой водой. Затем шприц наполняется еще два раза и опорожняется обратно в пробирку. Затем проба объемом 1 мл извлекается из первой пробирки в шприц и впрыскивается во вторую пробирку. Этот процесс продолжается с забором пробы объемом 1 мл из каждой пробирки, пока не будет засеяна последняя пробирка. Затем пробирки помещаются в инкубатор при температуре 37°C и наблюдаются минимум 72 часа. Количество бутылок, показывающих положительные результаты в течение назначенного периода времени можно использовать для вычисления уровня бактерий в исходной пробе. Это иллюстрируется количеством пробирок, показывающих бактериальный рост в последовательных разведениях, согласно Таблице 1. Пробирки, которые демонстрируют положительный результат для бактерий, но не располагающиеся последовательно, начиная с первой пробирки, можно исключить, поскольку они считаются ошибкой эксперимента. Если гвоздь имеет черное покрытие (сульфид железа) в пробирках VW Enterprises #BB-AR, это также считается положительным результатом для SRB.

Таблица 1 Количество положительных бутылок Оценочная концентрация бактерий (мл^-1) в исходной пробе 0 0 1 10¹ 2 10² 3 10³ 4 10⁴ 5 10⁵ 6 10⁶ 7 10⁷ 8 10⁸

Пробирки, которые демонстрируют положительный результат для бактерий, но не располагающиеся последовательно, начиная с первой пробирки, можно исключить, поскольку они считаются ошибкой эксперимента.

Если гвоздь имеет черное покрытие (сульфид железа) в пробирках VW Enterprises #BB-AR, это также считается положительным результатом для SRB.

Обнаружение АТФ. Комплект обнаружения биомассы 3M содержит пробирки с реагентом для обнаружения аденозин-трифосфата (АТФ) в жидких пробах. Проба помещается в кювету совместно с экстрагентом для высвобождения АТФ из микроорганизмов в пробе. По истечении 1 минуты экстракции регидратированный реагент добавляется в пробирку для реакции с пробой АТФ с излучением света. Интенсивность света пропорциональна количеству АТФ и, таким образом, степени загрязнения. Для измерения света необходимо использовать люминометр 3M, и результаты выражаются в относительных световых единицах (ОСЕ).

Подготовка к испытанию. Достаточное количество каждого компонента A, B и экстрагента XM (1 для 10 испытаний или 2 для 20 испытаний и т.д.) удаляется из упаковки в соответствии с количеством проводимых испытаний. Остаток комплекта возвращается в холодильник. Крышка отвинчивается на пробирке с маркировкой B и осторожно удаляется резиновая пробка. Крышку и пробку можно выбросить. Содержимое пробирки A выливается в пробирку B. Их смешивание производится путем аккуратного вращения для растворения. Пробирка не встряхивается. Раствор выливается обратно в бутылку A с полным переворотом пробирки B для гарантии полного переноса. Пробирка B выбрасывается. Резьбовая крышка на бутылке A закрывается на время испытания. Реконструированный фермент можно хранить в холодильнике при температуре 2°C-8°C и использовать в течение 24 часов при нормальной комнатной температуре (максимум 25°C) до 12 часов. Реконструированный фермент и “экстрагент” извлекаются из холодильника, и им дают возможность достичь комнатной температуры в течение 10 минут XM.

До начала испытания, “Clean-Trace Luminometer” нужно включить и инициализировать, как описано в руководстве.

Процедура испытания:

1. Накапать 100 мл пробы в кювету обнаружения биомассы 3M™ Clean-Trace™ (BTCUV).

2. При показании «полный АТФ» добавить 100 мл Extractant XM, аккуратно перемешивать 2 секунды и оставить минимум на 60 секунд. При показании «свободный АТФ» добавить 100 мл деионизированной воды без АТФ. (Проверить количество АТФ в ДИ воде с использованием процедуры для «полного АТФ» до испытания).

3. Добавить 100 мл реконструированного фермента из бутылки A и аккуратно перемешивать 2 секунды.

4. Присоединить держатель кюветы обнаружения биомассы 3M (код изделия HT2 для Uni-Lite или Uni-Lite XCEL Luminometer или код изделия NHT01 для Clean-Trace NG Luminometer) к кювете.

5. Немедленно открыть камеру для пробы в Clean-Trace Luminometer и вставить кювету и держатель кюветы. Закрыть крышку камеры и нажать кнопку «измерение». Свет, излучаемый при испытании Clean-Trace, будет измеряться, и результат (в ОСЕ) будет отображаться на дисплее.

Пробы отслеживаются ежечасно в течение четырех часов. Затем строятся графики показаний «свободного АТФ» и «полного АТФ». Сближение линий свидетельствует о сокращении количества бактерий. Это сближение показано на фиг.3-8.

Это испытание проводится на EOG Hassel #1 в Nacogdoches County, Техас. Эта конкретная скважина имела девять стадий со временем нагнетания примерно четыре часа на стадию. Описанные пробы получали только на двух стадиях работы. Пробы собирали с впускной стороны УФ устройства и выпускной стороны УФ устройства с разницей по времени около одного часа. После сбора проб осуществляются последовательные разведения, а также испытания с использованием комплекта обнаружения биомассы 3M для определения подсчетов присутствующих бактерий. Коэффициент пропускания (%T) на длине волны 254 нм измеряется для каждой пробы, и измеряется расход, и результаты измерения приведены в нижеследующей Таблице 3. На основании данных последовательного разведения подсчет аэробных бактерий составлял в пределах от 10² до 10⁴ бактерий/мл до обработки воды с помощью системы ультрафиолетового света. После обработки с помощью системы ультрафиолетового света подсчет аэробных бактерий уменьшился до диапазона от 0 до 10² бактерий/мл. До обработки с помощью системы ультрафиолетового света подсчет SRB составлял в пределах от 10 до 10² SRB/мл. После обработки с помощью системы ультрафиолетового света подсчет SRB уменьшился до диапазона от 0 до 10 SRB/мл на основании проведенных испытаний с последовательным разведением. Данные последовательного разведения приведены в Таблице 2. Снижение на 90% было получено в двух пробах, где присутствовало полное количество бактерий и 99.9% или более в других пробах.

Таблица 2 Метка пробирки Проба Аэробные (бактерий/ мл) Анаэробные (бактерий/ мл) Полный (бактерий/ мл) A Впускная сторона CleanStream 30сен2009 1:30PM 1000 10 1010 B Выпускная сторона CleanStream 30сен2009 1:30PM 0 0 0 C Впускная сторона CleanStream 30сен2009 2:30PM 1000 100 1100 D Выпускная сторона CleanStream 30сен2009 2:30PM 0 0 0 E Впускная сторона CleanStream 30сен2009 3:30PM 1000 100 1100 F Выпускная сторона CleanStream 30сен2009 3:30PM 0 0 0 G Впускная сторона CleanStream 1окт2009 10:50AM 1000 100 1100 H Выпускная сторона CleanStream 1окт2009 10:50AM 100 10 110 I Впускная сторона CleanStream 1окт2009 12:00PM 10000 10 10010 J Выпускная сторона CleanStream 1окт2009 12:00PM 0 10 10 K Впускная сторона CleanStream 1окт2009 1:25PM 1000 100 1100 L Выпускная сторона CleanStream 1окт2009 1:25PM 10 0 10

Испытание также проводили с использованием АТФ-люминометра и комплекта обнаружения биомассы. Аденозин-трифосфат или АТФ - это клеточный источник энергия. АТФ представляет собой молекулу с высокой энергией, которая, предположительно, является неустойчивой по причине близости фосфатных групп. При разрыве связи между второй и третьей фосфатными группами высвобождается большая энергия, которая используется в клеточном процессе, например движении жгутиков, синтезе белков, делении надвое и т.д. Энергия из этой реакции используется как движущая сила в АТФ-люминометре. Люциферин и люцифераза реагируют с АТФ с излучением света, наподобие светлячка. Этот свет регистрируется с использованием АТФ-люминометра. Берутся два показания, «полный АТФ» и «свободный АТФ». «Полный АТФ» - это мера всего АТФ в растворе; она включает в себя разлагающий реагент, который разрушает любые клетки, в результате чего внутренний АТФ переходит в раствор, что позволяет его измерить. «Свободный АТФ» это мера фонового АТФ, присутствующего в растворе. Этот фоновый АТФ может образовываться из отмерших бактерий и их содержимого, водорослей, грибков и т.д. Показания свободного и полного АТФ берутся сразу после забора пробы, а затем ежечасно в течение четырех часов.

Таким образом, настоящее изобретение позволяет достичь упомянутых целей и преимуществ, и дополнительных, которые ему присущи. Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, являются исключительно иллюстративными, поскольку настоящее изобретение можно модифицировать и осуществлять на практике в разных, но эквивалентных режимах, понятных специалистам в данной области техники, ознакомившимся с принципами изобретения. Кроме того, не предусмотрено никаких ограничений представленными здесь деталями конструкции или проекта, кроме тех, которые описаны в нижеследующей формуле изобретения. Отсюда следует, что раскрытые выше конкретные иллюстративные варианты осуществления можно изменять или модифицировать, и что все подобные изменения подлежат рассмотрению в объеме настоящего изобретения. Хотя составы и способы описаны как “содержащие” или “включающие в себя” различные компоненты или этапы, составы и способы также могут “состоять, по существу, из” или “состоять из” различных компонентов и этапов. Все раскрытые выше численные значения и их диапазоны могут в некоторой степени варьироваться. При всяком упоминании численного диапазона с нижним пределом и верхним пределом, в частности, подразумевается любое число и любой поддиапазон в указанном диапазоне. В частности, каждый раскрытый здесь диапазон значений (указанный как, “от около a до около b” или, эквивалентно, “приблизительно от a до b” или, эквивалентно, “приблизительно a-b”) означает каждое число и диапазон в составе более широкого диапазона значений. Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свое прямое, первоначальное значение, если владелец патента явно и недвусмысленно не указал обратное. Кроме того, употребление формы единственного числа в формуле изобретения подразумевает наличие одного или нескольких элементов. При возникновении какого-либо противоречия в употреблении слова или термина в этом описании изобретения и одном или нескольких патентных или иных документах, которые могут быть включены сюда в порядке ссылки, следует руководствоваться определениями, согласующимися с этим описанием изобретения.

Изобретение относится к дезинфекции обрабатываемых флюидов, используемых при операциях в стволе скважины. Технический результат - повышение эффективности дезинфекции обрабатывющих флюидов. Способ содержит этапы, на которых обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов, помещают его в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света, облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в присутствии ослабляющего реагента для формирования облученного обрабатывающего флюида и подают облученный обрабатывающий флюид в смесительную систему. Мобильная система обработки обрабатывающего флюида УФ светом, содержащая впускное приспособление, источник обрабатывающего УФ света, камеру обработки УФ светом, ослабляющий реагент, выпускное приспособление, причем система обработки обрабатывающего флюида УФ светом транспортируется с помощью автономной, дорожной мобильной платформы. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 ил.

1. Способ, содержащий этапы, на которых
обеспечивают мутный обрабатывающий флюид, имеющий первое количество микроорганизмов,
помещают мутный обрабатывающий флюид в автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом, который содержит источник УФ света,
облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в присутствии ослабляющего реагента для формирования облученного обрабатывающего флюида, и
подают облученный обрабатывающий флюид в смесительную систему.

2. Способ по п.1, в котором на этапе облучения облучают мутный обрабатывающий флюид с помощью источника УФ света в автономном, дорожном мобильном манифольде обработки УФ светом, который содержит ослабляющий реагент, для снижения первого количества микроорганизмов мутного обрабатывающего флюида до второго количества микроорганизмов для формирования облученного обрабатывающего флюида, причем второе количество микроорганизмов меньше первого количества микроорганизмов, и на этапе подачи облученного обрабатывающего флюида помещают облученный обрабатывающий флюид, имеющий второе количество микроорганизмов, в геологический пласт, трубопровод или последующий процесс очистки.

3. Способ по п.1 или 2, в котором мутный обрабатывающий флюид имеет коэффициент пропускания от 1% до 90% на длине волны 254 нм.

4. Способ по п.1 или 2, в котором мутный обрабатывающий флюид содержит свежий флюид и/или повторно используемый флюид.

5. Способ по п.1 или 2, в котором первое количество микроорганизмов составляет от около 10³ бактерий/мл до около 10³⁰ бактерий/мл.

6. Способ по п.1 или 2, в котором ослабляющий реагент содержит органический и/или неорганический ослабляющий реагент.

7. Способ по п.6, в котором органический ослабляющий реагент содержит соединение, выбранное из группы, состоящей из ацетофенона, пропиофенона, бензофенона, ксантона, тиоксантона, флуоренона, бензальдегида, антрахинона, карбазола, красителей на основе тиоиндиго, фосфиноксидов, кетонов, бензоинэфиров, бензилкеталей, альфа-диалкоксиацетофенонов, альфа-гидроксиалкилфенонов, альфа-аминоалкилфенонов и ацилфосфиноксидов, бензофенонов, бензоаминов, тиоксантонов, тиоаминов, любой их комбинации или производной.

8. Способ по п.6, в котором неорганический ослабляющий реагент содержит наноскопический оксид металла, выбранный из группы, состоящей из: наноскопического диоксида титана, наноскопических оксидов железа, наноскопических оксидов кобальта, наноскопических оксидов хрома, наноскопических оксидов магния, наноскопических оксидов алюминия, наноскопических оксидов меди, наноскопических оксидов цинка, наноскопических оксидов марганца, и любой их комбинации или производной.

9. Способ по любому из пп.1, 2, 7, 8, в котором автономный, дорожный мобильный манифольд обработки УФ светом содержит тонкую пленку неорганического ослабляющего реагента.

10. Способ по любому из пп.1, 2, 7, 8, в котором концентрация ослабляющего реагента составляет до около 5 вес.% мутного обрабатывающего флюида.

11. Способ по любому из пп.1, 2, 7, 8, в котором мутный обрабатывающий флюид является противотоком обрабатывающего флюида.

12. Мобильная система обработки обрабатывающего флюида УФ светом, содержащая впускное приспособление, источник обрабатывающего УФ света, камеру обработки УФ светом, ослабляющий реагент, выпускное приспособление, причем система обработки обрабатывающего флюида УФ светом транспортируется с помощью автономной, дорожной мобильной платформы.