СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ И ИНГИБИРОВАНИЯ РОСТА КОНЦЕНТРАЦИИ МИКРОБОВ ВО ФЛЮИДАХ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ И СИСТЕМАХ С ИХ ПРИМЕНЕНИЕМ Российский патент 2013 года по МПК A01N57/20 A01N35/02 A01N43/76 A01N43/90 C10M141/10 C02F1/50 A01P1/00 A01P15/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке с серийным номером 60/951614, зарегистрированной 24 июля 2007 года, которая таким образом включена в настоящее описание в качестве ссылки в полном объеме.

Уровень изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к биоцидам. Более конкретно, данное изобретение точнее относится к биоцидным смесям оксазолидиновых соединений и гидроксиметилзамещенных фосфорных соединений, и способам их применения.

2. Уровень техники

Защита жидкостей на водной основе (например, в нагнетательных и производственных системах) от микробного загрязнения является насущной для эффективности и успеха любой операции по производству нефти или природного газа. Метаболическая активность микроорганизмов может вызывать индуцируемую микробами коррозию (MIC) металлических поверхностей оборудования и разрушать полимерные присадки. Биопленки, образованные как аэробными, так и анаэробными бактериями, могут физически засорять нефтяные и газовые трубопроводы и системы очистки воды, а также снижать эффективность насосов и систем теплопереноса. Кроме того, некоторые анаэробные бактерии, известные как бактерии, восстанавливающие сульфат, могут восстанавливать сульфат с образованием сульфида водорода, который может закислять нефть и газ, корродировать трубопроводы и баки для хранения и вызывать отложения сульфида железа. Микробное загрязнение может происходить где угодно на всем протяжении сектора нахождения нефти и природного газа в течение операций по производству нефти и газа. Например, хотя аэробные и анаэробные бактерии сосуществуют во многих окружающих средах, аэробные бактерии чаще обнаруживают в верхних слоях (т.е. вблизи поверхности) в нагнетаемой воде, добываемой воде, функциональных флюидах на водной основе, таких как буровые растворы, жидкости для вскрытия пласта или ремонта скважин, жидкости для воздействия на пласт и жидкости для гидроразрыва. С другой стороны, анаэробные бактерии чаще всего обнаруживают в нисходящей скважине (т.е. под землей) нефтяных или газовых пластов, вблизи областей бурения, в добываемых флюидах, в башнях деаэрации, в перекачивающих газопроводах и в водяных подушках нефтяных и газовых емкостей для хранения.

Биологическое загрязнение представляет собой главную трудность во многих других промышленных процессах и системах. Пульпа и вода в производстве бумаги, охлаждающая вода (например, в градирнях), котловая вода, промышленная отработанная вода, балластная вода, сточные воды, жидкости для металлообработки, взвесь на водной основе, состав печатной краски и липкой ленты, продукты для домашнего хозяйства на водной основе и продукты личной гигиены, латекс, краска, покрытия и системы обработки и очистки воды и их компоненты - все являются уязвимыми по отношению к загрязнению аэробными и анаэробными бактериями.

Сущность изобретения

Для контроля роста микроорганизмов в водных системах обычно применяют биоциды. Однако многие являются не вполне эффективными для контроля всех типов бактериального роста и некоторые не совместимы с другими добавками для обработки воды. Авторы настоящего изобретения установили, что остается потребность в способах биоцидной обработки и композициях, обладающих повышенной эффективностью для всех современных систем.

Один аспект данного изобретения представляет собой способ снижения или ингибирования роста в концентрации микробов во флюиде на водной основе или в системе, используемой с текучей средой на водной основе, причем способ включает контактирование флюида или системы на водной основе с оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением, выбираемым из группы, состоящей из солей тетракис(гидроксиметил)фосфония, солей С₁-С₃алкил- и алкенилтрис(гидроксиметил)фосфония и трис(гидроксиметил)фосфина.

Другой аспект данного изобретения представляет собой композицию для снижения или ингибирования роста в концентрации микробов во флюиде на водной основе или в системе, используемой с текучей средой на водной основе, причем композиция включает оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение, выбираемое из группы, состоящей из солей тетракис(гидроксиметил)фосфония, солей С₁-С₃алкил- и алкенилтрис(гидроксиметил)фосфония и трис(гидроксиметил)фосфина.

Данное изобретение способно обеспечивать ряд преимуществ по сравнению с предшествующим уровнем в данной области. Например, применение как оксазолидинового соединения, так и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения неожиданно может давать максимум синергизма между двумя компонентами в широком интервале обработок. Способы и композиции данного изобретения могут быть использованы при относительно низких загрузках биоцида, снижении стоимости, запаха, воздействия на рабочих и влияний на окружающую среду. В некоторых вариантах данного изобретения, биоцидная обработка может быть выполнена в отсутствие четвертичной аммониевой соли, и поэтому позволяет беспрепятственное использование анионных полимеров для флокуляции и очистки. Дополнительные особенности и преимущества данного изобретения будут представлены в подробном описании, которое следует, и будут легко очевидными для специалистов в данной области из описания или будут идентифицированы осуществлением на практике изобретения, данного в представленном описании или его формуле изобретения, а также в прилагаемых чертежах.

Cледует подразумевать, что и представленное выше общее описание и последующее подробное описание являются просто иллюстрирующими и предназначены для того, чтобы обеспечить краткий обзор или рамки для понимания природы и характера изобретения, как оно заявлено в формуле изобретения.

Подробное описание изобретения

Один аспект данного изобретения представляет собой способ снижения или ингибирования роста концентрации микробов в жидкостях на водной основе или в системе, использующей жидкость на водной основе. Данный способ включает контактирование жидкости или системы на водной основе с оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением, выбираемым из группы, состоящей из солей тетракис(гидроксиметил)фосфония, солей С₁-С₃алкил- и алкенилтрис(гидроксиметил)фосфония и трис(гидроксиметил)фосфина. Как описано подробнее ниже, заявители неожиданно установили, что совместное применение гидроксиметилзамещенных фосфорных соединений и оксазолидиновых соединений может обеспечивать лучшую активность, чем применение любого одного из соединений.

Флюиды на водной основе, поддающиеся обработке с использованием способов данного изобретения, могут быть созданы в различных формах. Например, флюид на водной основе может существовать как объем воды или водного раствора. В альтернативном случае, флюид на водной основе может представлять собой взвесь или суспензию, или может представлять собой жидкую фракцию бурового раствора, пульпы или другой системы из смешанных фаз. Как будет ясно специалисту в данной области, флюиды на водной основе, поддающиеся обработке согласно данному изобретению, могут включать другие вещества, такие как полимеры, деэмульгаторы, ингибиторы коррозии, ингибиторы образования накипи и/или поверхностно-активные вещества. В зависимости от применения, флюиды на водной основе могут также включать другие соответствующие вещества, такие как загустители (например, глины, полимеры), соли, вещества, повышающие плотность (например, барит), замасливатели и модификаторы вязкости. Аналогично, системы с использованием флюидов на водной основе, могут быть представлены различными формами и включают, например, системы, используемые в очистке воды, производстве и перекачивании нефти или природного газа, изготовлении бумаги и пульпы, металлообработке, нагревании и охлаждении, хранении и в процессах очистки и промывки.

В одном варианте осуществления данного изобретения, оксазолидиновое соединение представляет собой моноциклический оксазолидин, бициклический оксазолидин, бисоксазолидин, или полиоксазолидин, каждый из которых необязательно замещен С₁-С₆-алкилом, С₁-С₆-алкоксилом, или гидрокси(С₁-С₆алкилом).

В одном варианте осуществления, оксазолидиновое соединение представляет собой моноциклический оксазолидин, такой как 4,4-диметилоксазолидин. 4,4-диметилоксазолидин является доступным в виде 78 мас.% раствора в воде от фирмы Dow Chemical Company как BIOBAN™ CS-1135. В другом варианте осуществления, оксазолидиновое соединение представляет собой бициклический оксазолидин. Например, оксазолидиновое соединение может представлять собой 1-аза-3,7-бицикло[3.3.0]октан, необязательно замещенный С₁-С₆-алкилом, С₁-С₆-алкоксилом, или гидрокси(С₁-С₆алкилом), такой как 7-этилбициклооксазолидин (5-этил-1-аза-3,7-диоксабицикло[3.3.0]октан), 5-гидроксиметоксиметил-1-аза-3,7-диоксабицикло[3.3.0]октан) и 5-гидроксиметил-1-аза-3,7-диоксабицикло[3.3.0]октан. 7-Этилбициклооксазолидин является доступным с 97% чистотой (в остатке вода) от фирмы Dow Chemical Company как BIOBAN™ CS-1246, и 5-гидроксиметил- и 5-гидроксиметоксиметил-1-аза-3,7-диоксабицикло[3.3.0]октан являются доступными в виде смеси как NUOSEPT® 95 от фирмы International Specialty Products. В другом варианте осуществления данного изобретения, оксазолидиновое соединение представляет собой бисоксазолидин. Например, бисоксазолидин N,N-метиленбис(5-метилоксазолидин) является доступным с 90-100% чистотой от фирмы Halliburton как STARCIDE®. В другом варианте осуществления данного изобретения, оксазолидиновое соединение представляет собой полиоксазолидин. Конечно, для применения в данном изобретении можно объединять несколько оксазолидиновых соединений, в таких случаях соотношения и концентрации вычисляют, используя общую массу всех оксазолидиновых соединений.

Гидроксиметилзамещенные фосфорные соединения в большинстве случаев также доступны как в нерастворенной форме, так и в виде водных растворов. В одном варианте осуществления данного изобретения, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение представляет собой соль тетракис(гидроксиметил)фосфония. Например, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение представляет собой сульфат тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS). THPS является доступным от фирмы Dow Chemical Company как AQUCAR™ THPS 75, 75 мас.% раствор в воде. Могут быть также использованы другие соли тетракис(гидроксиметил)фосфония, такие как хлорид тетракис(гидроксиметил)фосфония. В другом варианте осуществления данного изобретения, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение представляет собой соль С₁-С₃алкил- и алкенилтрис(гидроксиметил)фосфония или трис(гидроксиметил)фосфин. Конечно, для применения в данном изобретении можно объединять несколько перечисленных гидроксиметилзамещенных фосфорных соединений, в таких случаях соотношения и концентрации вычисляют, используя общую массу всех гидроксиметилзамещенных фосфорных соединений.

В одном варианте осуществления данного изобретения, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению принимает значение в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению принимает значение в интервале от примерно 5:1 до примерно 1:10. Например, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению может принимать значение в интервале от примерно 5:1 до примерно 1:1, или в интервале от примерно 1:5 до примерно 1:10. Все отношения, обсуждаемые в настоящем описании, являются масс./масс., если не отмечено особо. Способы данного изобретения могут быть пригодны в различных применениях, для обработки широкого ряда флюидов на водной основе, таких как вода месторождений нефти и природного газа и функциональные флюиды или компоненты функциональных флюидов (например, буровые растворы, жидкости для вскрытия пласта или ремонта скважин, жидкости для воздействия на пласт, пакерные жидкости, жидкости для гидроразрыва, жидкости высокого давления для проверки герметичности трубных соединений), пульпа или вода в производстве бумаги, охлаждающая вода, котловая вода, промышленная отработанная вода, балластная вода, сточные воды, жидкости для металлообработки, жидкий углеводород и природный газ, взвесь на водной основе, состав печатной краски и липкой ленты, продукты для домашнего хозяйства на водной основе и продукты личной гигиены, латекс, краска и покрытия. Как используется в настоящем описании, “флюид/жидкость на водной основе” включает жидкий углеводород и природный газ, которые могут иметь водную фазу, связанную с ними. Способы данного изобретения особенно применимы в обработке воды месторождений нефти и природного газа и функциональных текучих сред, систем перекачивания и хранения нефти и газа. Способы данного изобретения могут быть также использованы во многих системах, применяющих флюиды на водной основе, таких как системы нагревания, охлаждения, производства природного газа и нефти, производства бумаги. Способы данного изобретения могут быть также использованы для контроля количества бактерий и для предотвращения биообрастания в системах очистки воды, таких как системы, применяющие мембраны с обратным осмосом, мембраны для микрофильтрации или мембраны для ультрафильтрации, а также системы с использованием фильтрации через песок, многотиповой фильтрации, фильтрации через активированный уголь, ионного обмена и электродионизации.

В одном варианте осуществления данного изобретения, микробы представляют собой аэробные бактерии. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, аэробные бактерии обработаны с использованием гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения и оксазолидинового соединения в интервале массового отношения от примерно 50:1 до примерно 1:50. Данные отношения могут быть применимы для снижения и/или регулирования концентраций микробов во флюидах на водной основе и системах, в которых преобладают аэробные бактерии, таких как наземная или поверхностная вода месторождений нефти и природного газа, компоненты буровых растворов для месторождений нефти и газа, жидкости на водной основе для вскрытия пласта или ремонта скважин, жидкости для воздействия на пласт, пакерные жидкости, жидкости на водной основе для гидроразрыва, жидкости высокого давления для проверки герметичности трубных соединений, жидкий углеводород и газ, взвесь на водной основе, состав печатной краски и липкой ленты, продукты для домашнего хозяйства на водной основе и продукты личной гигиены, латекс, краска и покрытия, жидкости и системы для металлообработки, балластная вода, охлаждающая вода, котловая вода, пульпа или системы для обработки бумаги или флюиды на водной основе, связанные с ними, промышленная отработанная вода и другие открытые системы, и флюиды на водной основе в них.

Согласно другому варианту осуществления данного изобретения, микробы представляют собой анаэробные бактерии. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, анаэробные бактерии обработаны с использованием гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения и оксазолидинового соединения с массовым соотношением в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50. Данные отношения могут быть применимы для снижения и/или регулирования концентраций микробов во флюидах на водной основе и системах, в которых преобладают анаэробные бактерии, таких как нагнетаемая вода и жидкости в резервуарах нефти и природного газа, добываемая вода и текучие среды в операциях по производству нефти и газа, емкости для хранения нефти и газа или флюиды на водной основе в них, башни деаэрации или флюиды на водной основе в них, перекачивающие газопроводы или флюиды на водной основе в них, пульпа или cистемы обработки бумаги или флюиды на водной основе, связанные с ними, балластная вода, системы переработки сточных вод и жидкости на водной основе в них, и замкнутые системы и нижние части открытых систем и флюиды на водной основе в них.

Квалифицированный специалист может выбрать конечные рабочие концентрации оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения, необходимые для обеспечения желаемого противомикробного эффекта. Например, согласно одному варианту осуществления данного изобретения, объединенная концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения во флюиде на водной основе или системе принимает значение в интервале от примерно 5 ч/млн до примерно 3500 ч/млн. Общая концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения во флюиде на водной основе или системе принимает значение в интервале от примерно 10 ч/млн до примерно 500 ч/млн. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, общая концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения во флюиде на водной основе или системе принимает значение в интервале от примерно 50 ч/млн до примерно 200 ч/млн, или в интервале от примерно 10 ч/млн до примерно 100 ч/млн. В других вариантах осуществления данного изобретения, общая концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения во флюиде на водной основе или системе принимает значение в интервале от примерно 1 ч/млн до примерно 20000 ч/млн.

Согласно одному варианту осуществления данного изобретения, во время стадии контактирования флюид или система на водной основе является в основном свободной от четвертичных аммониевых соединений. Например, флюид или система на водной основе может иметь меньше чем 100 ч/млн, меньше чем 25 ч/млн, меньше чем 5 ч/млн, или даже меньше чем 1 ч/млн. Данные заявители установили соотношения гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения и оксазолидинового соединения, которые обеспечивают эффективность без использования четвертичных аммониевых соединений. В данном варианте осуществления изобретения, поэтому, флюид на водной основе может содержать, по меньшей мере, один полимер (анионный, катионный или неионный), деэмульгатор, ингибитор коррозии, ингибитор образования накипи и/или поверхностно-активное вещество без снижения в эффективности из-за присутствия (например, посредством осаждения) соединений четвертичного аммония.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, во время стадии контактирования текучая среда или система на водной основе является, по существу, свободной от аддуктов между формальдегидом и С₂-С₆алифатическим гликолем или моноС₁-С₄алкиловым простым эфиром С₂-С₆алифатического гликоля. Например, флюид на водной основе может иметь концентрацию аддуктов между формальдегидом и С₂-С₆алифатическим гликолем или моноС₁-С₄алкиловым простым эфиром С₂-С₆алифатического гликоля меньше чем примерно 100 ч/млн, меньше чем примерно 25 ч/млн, меньше чем примерно 5 ч/млн, или даже меньше чем примерно 1 ч/млн.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, способ включает контактирование флюида или системы на водной основе с, по меньшей мере, одним дополнительным биоцидом. Квалифицированный специалист выберет назначение и концентрацию дополнительного биоцида на основе определенного предполагаемого применения. Подходящие дополнительные биоциды включают, например, 2,2-дибром-2-нитрилопропионамид (DBNPA), 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол (бронопол), 2-метил-4-изотиазолин-3-он (MIT), трис(гидроксиметил)нитрометан, 1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониа-адамантан хлорид, 1,2-бензизотиазолин-3-он, 2,6-диметил-м-диоксан-4-ол ацетат и о-фталальдегид.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, флюид или система на водной основе подвержена контакту с оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением при более чем одно отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению. Например, в одном варианте осуществления данного изобретения, жидкость или система на водной основе подвержена контакту при первом отношении гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50; и также подвержена контакту при втором отношении гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50, при этом первое отношение отличается от второго отношения. Контактирование при первом отношении может быть проведено перед контактированием при втором отношении. В альтернативном случае, контактирование при втором отношении может быть проведено перед контактированием при первом отношении. Способы согласно данным вариантам осуществления изобретения могут быть использованы для снижения или предотвращения микробного загрязнения во флюиде или системе на водной основе на длительное время. Как поймет квалифицированный специалист, по мере того как флюид на водной основе перемещается по системе или процессу, или по мере того как процесс, происходящий в системе, развивается, она может служить объектом для загрязнения различными видами микробов. Например, в положении или во время, где флюид или система на водной основе находится при риске загрязнения аэробными микробами, она может быть подвергнута контакту при первом отношении в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50. Аналогично, в положении или во время, где флюид на водной основе в системе или процессе находится при риске загрязнения анаэробными микробами, она может быть подвергнута контакту при втором отношении в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50. Например, воду или функциональный флюид часто нагнетают нисходящим образом в нефтяную или газовую скважину, чтобы усилить продуктивность нефтяной или газовой скважины. Вода или функциональный флюид первоначально может подвергаться контакту при первом отношении, чтобы достигать лучшего контроля аэробных микробов. В более поздний момент, например, когда пресная вода поступает в башню деаэрации и/или прямо перед тем, как воду или функциональную текучую среду нагнетают нисходящим образом, она может быть подвергнута контакту при втором отношении, чтобы получать и поддерживать лучший контроль анаэробных микробов в башнях деаэрации и/или нисходящих площадях. В кисловатых скважинах, производимые текучие среды могут быть сначала обработаны при одном отношении гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению, чтобы уменьшить анаэробные сульфат-восстанавливающие бактерии и сульфид водорода. После сепарации смеси нефть/газ/вода, добываемая вода может быть обработана другим отношением гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению перед высвобождением или повторным нагнетанием для лучшего контроля аэробных микробов.

Контактирование может быть осуществлено многими разными путями, зависящими от факторов, таких как тип флюида или системы на водной основе, предназначенной для обработки, ее расположения в производстве газа или нефти или другой промышленной системы или процесса. Например, оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение можно добавлять к текучей среде или системе на водной основе в основном в одно и то же время. Например, оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение можно предоставлять в виде смеси в желаемом отношении, которая добавляется к текучей среде или системе на водной основе. В альтернативном случае, оксазолидиновое соединение можно добавлять к текучей среде или системе на водной основе в основном в одно и то же время путем внесения одного компонента после другого с небольшим замедлением (т.е. 3 минуты или меньше) между добавлениями. В других вариантах осуществления, оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение добавляют к текучей среде или системе на водной основе в разные моменты времени (т.е. с замедлением более чем 3 минуты). В данных вариантах осуществления, компоненты оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения добавляют, чтобы получить после добавления требуемую конечную концентрацию и отношение во флюиде или системе на водной основе. Оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение можно добавлять в разовой дозе (или “порции”) в трубопровод, резервуар или другую часть системы, или можно добавлять вместе многократными порциями. В альтернативном случае, оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение можно добавлять непрерывно к текучей среде или системе на водной основе, чтобы поддерживать требуемую концентрацию и соотношение компонентов. Когда способ используют с системой, компоненты системы могут быть подвержены контакту с оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением в смонтированном и/или рабочем состоянии. Компоненты системы могут быть также подвержены контакту с оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением в разделительной бане или системе циркуляции жидкости. Например, в способах данного изобретения, использованных для обработки системы очистки воды, оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение можно нагнетать насосом по всей системе (например, добавлением их к питающей воде, тогда как система находится в оперативном режиме). Одиночный компонент системы (например, мембрана) также может быть выделен или удален и отдельно обработан оксазолидиновым соединением и гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением в питающем танкере.

Другой аспект данного изобретения представляет собой композицию для снижения или ингибирования роста концентрации микробов во флюиде на водной основе или в системе, применяемой с флюидом на водной основе. Данная композиция включает оксазолидиновое соединение и гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение, выбираемое из группы, состоящей из солей тетракис(гидроксиметил)фосфония, солей С₁-С₃алкил- и алкенилтрис(гидроксиметил)фосфония и трис(гидроксиметил)фосфина. Массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению принимает значение в интервале от примерно 50:1 до примерно 1:50. Например, как описано выше в отношении способов данного изобретения, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения к оксазолидиновому соединению может принимать значение в интервале от примерно 10:1 до примерно 1:20; или в интервале от примерно 1:1 до примерно 1:5. Когда оксазолидиновое соединение представляет собой 4,4-диметилоксазолидин, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения может, например, принимать значение в интервале от примерно 1:1 до примерно 1:5. Когда оксазолидиновое соединение представляет собой 7-этилбициклооксазолидин, массовое отношение гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения может, например, принимать значение в интервале от примерно 2:1 до примерно 1:15.

Данная композиция может иметь большое разнообразие общих концентраций оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, общая концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения в композиции принимает значение в интервале от примерно 0,1 мас.% до примерно 99 мас.% Например, общая концентрация оксазолидинового соединения и гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения в композиции может принимать значение в интервале от примерно 0,1 мас.% до примерно 98 мас.%, или в интервале от примерно 15 мас.% до примерно 90 мас.%. Во время дозирования водной системы, которую обрабатывают, пользователь может разбавить концентрированные композиции до концентраций, более соответствующих конечному использованию для определенного применения (например, в интервале от примерно 1 ч/млн до примерно 3500 ч/млн; от 5 ч/млн до примерно 1500 ч/млн; в интервале от примерно 10 ч/млн до примерно 500 ч/млн; в интервале от примерно 50 ч/млн до примерно 200 ч/млн; в интервале от примерно 10 ч/млн до примерно 100 ч/млн).

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, композиция также включает воду. Например, концентрация воды в композиции может принимать значение в интервале от примерно 1 мас.% до примерно 99 мас.%; в интервале от примерно 5 мас.% до примерно 95 мас.%; или в интервале от примерно 50 мас.% до примерно 85 мас.%. Конечно, другие растворители, такие как низшие спирты, гликоли, простые и сложные эфиры гликоля и диметилформамид, могут быть использованы в композициях данного изобретения в дополнение к воде или вместо воды.

Композиции данного изобретения могут быть приготовлены с использованием способов, стандартных в областях по приготовлению препаратов. Например, часто будет удобно просто смешать коммерчески доступные концентрированные водные растворы (такие как BIOBAN™ CS-1135 или BIOBAN™ CS-1246 растворы для оксазолидинового соединения, и AQUCAR™ THPS 75 для гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения) в пропорциях, соответствующих тому, чтобы получить требуемые соотношения. Другие добавки могут быть внесены по мере необходимости, и вода (и/или другие растворители) могут быть внесены, чтобы дополнительно разбавить композицию до требуемой общей концентрации.

В одном варианте осуществления данного изобретения, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение представляет собой соль тетракис(гидроксиметил)фосфония. Например, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение может представлять собой сульфат тетракис(гидроксиметил)фосфония. Конечно, могут быть также использованы другие соли тетракис(гидроксиметил)фосфония, такие как хлорид тетракис(гидроксиметил)фосфония.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, композиция включает, по меньшей мере, один дополнительный биоцид. Квалифицированный специалист может выбрать назначение и концентрацию дополнительного биоцида на основе определенного предполагаемого применения. Подходящие дополнительные биоциды включают, например, 2,2-дибром-2-нитрилопропионамид (DBNPA), 2-бром-2-нитропропан-1,3-диол (бронопол), 2-метил-4-изотиазолин-3-он (MIT), трис(гидроксиметил)нитрометан, 1-(3-хлораллил)-3,5,7-триаза-1-азониа-адамантан хлорид, 1,2-бензизотиазолин-3-он, 2,6-диметил-м-диоксан-4-ол ацетат и о-фталальдегид.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, композиция является свободной или, в основном, свободной от четвертичных аммониевых соединений. Например, композиция может содержать меньше, чем 10 мас.%, меньше, чем 1 мас.%, или даже меньше, чем 0,25 мас.% четвертичных аммониевых соединений. Как описано выше, четвертичные аммониевые соединения могут быть отклонены, когда должны использоваться добавки, такие как анионные полимеры, деэмульгаторы, ингибиторы коррозии, и/или поверхностно-активные вещества. В соответствии с этим, в данном варианте осуществления изобретения, композиция может включать, по меньшей мере, один заряженный или незаряженный полимер, деэмульгатор, ингибитор коррозии, ингибитор образования накипи и/или поверхностно-активное вещество. Конечно, в других вариантах осуществления изобретения, композиция может включать четвертичное аммониевое соединение.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения, композиция является свободной или по существу свободной от аддуктов между формальдегидом и С₂-С₆алифатическим гликолем или моноС₁-С₄алкиловым простым эфиром С₂-С₆алифатического гликоля. Например, композиция может содержать меньше чем 10 мас.%, меньше чем 1 мас.%, или даже меньше, чем 0,25 мас.% аддуктов между формальдегидом и С₂-С₆алифатическим гликолем или моноС₁-С₄алкиловым простым эфиром С₂-С₆алифатического гликоля.

Композиции данного изобретения могут включать другие вещества в зависимости от конечных применений. Однако в одном варианте осуществления изобретения композиции содержат, в основном, оксазолидиновое соединение, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение и воду.

Другие аспекты изобретения включают варианты осуществления, которые объединяют совместимые аспекты из одного или нескольких вариантов осуществления, описанных выше. Например, один вариант осуществления, описанный выше, использует THPS в качестве гидроксиметилзамещенного фосфорного соединения, и другой вариант осуществления, описанный выше, представляет собой обрабатываемую систему, свободную от четвертичных аммониевых соединений. В соответствии с этим, в еще другом варианте осуществления, гидроксиметилзамещенное фосфорное соединение представляет собой THPS и система, которая обрабатывается, является свободной от четвертичных аммониевых соединений.

Способы и композиции данного изобретения могут быть приспособлены для многих применений. Например, способы и композиции данного изобретения могут быть использованы на многих стадиях получения нефти или природного газа, их перекачивания и хранения, как наземного, так и в скважинах, а именно, в башнях деаэрации, баках для хранения, нагнетаемой воды, добываемой воды, операциях чистки труб, буровых растворов, жидкостей для вскрытия пласта или для ремонта скважин, жидкостей для воздействия на пласт, пакерных жидкостей, жидкостей для гидроразрыва, жидкостей высокого давления для проверки герметичности трубных соединений. Способы и композиции данного изобретения могут быть использованы в способах и установках обработки и очистки воды, например, для обработки мембран и других компонентов системы, которые чувствительны к обрастанию. Способы и композиции данного изобретения могут быть использованы в производстве бумаги и пульпы, дезинфекции балластной воды и в других промышленных процессах. Способы и композиции данного изобретения могут способствовать предотвращению микробного загрязнения флюидов и систем на водной основе, используемых в процессах охлаждения и нагревания. Способы и композиции могут быть также использованы для предотвращения микробного загрязнения взвеси на водной основе, состава печатной краски и липкой ленты, продуктов для домашнего хозяйства на водной основе и продуктов личной гигиены, латекса, краски и покрытий. Способы и композиции данного изобретения безусловно могут быть использованы в других способах и установках, не упоминаемых конкретно в настоящем описании.

ПРИМЕРЫ

Пример 1 - Активность 4,4-диметилоксазолидина и THPS против различных бактерий

Стерильный 0,85% NaCl раствор заражают бактериальными инокулятами в конечной концентрации бактерий ~10⁷ КОЕ/мл. В начальные сутки добавляют одно оксазолидиновое соединение из представленных (BIOBAN™ CS-1135, 78% 4,4-диметилоксазолидин в воде, The Dow Chemical Company, или BIOBAN™ CS-1246, 97,5% 7-этилбициклооксазолидин в воде, The Dow Chemical Company), THPS (AQUCAR™ THPS 75, 75% THPS в воде, The Dow Chemical Company), или комбинацию оксазолидинового соединения и THPS, и раствор хорошо перемешивают для обеспечения требуемой конечной концентрации. Раствор затем инкубируют при 37°С в течение 3 часов. Определяют количество живых бактерий в растворе спустя 3 часа после обработки, применяя метод серийного разбавления.

Протокол теста, описанный выше, применяют для стандартных бактериальных штаммов Staphylococcus aureus ATCC 6538, Klebsiella pneumoniae ACTT 8308, Bacillus subtillus ACTT 8473, Escherichia coli ACTT 11229. Таблица 1 показывает средние концентрации, необходимые для того, чтобы достичь, по меньшей мере, log₃ снижения бактерий за 1 час для четырех бактерий (обработка только одним THPS или смесью THPS и 4,4-диметилоксазолидина в отношении 1:1).

Таблица 1 Биоциды Концентрация, требуемая для достижения, по меньшей мере, log₃ снижения количества бактерий за 1 час (ч/млн, активная масса) THPS один 44,49 Смесь при отношении 1:1 (активная масса) THPS 17,24 4,4-диметилоксазолидин 17,24 4,4-диметилоксазолидин один 272,04

Протокол, используемый для тестирования сульфат-восстанавливающих бактерий, выделенных из газового/нефтяного месторождения, осуществляют, как описано выше, но в анаэробной окружающей среде (анаэробная камера Bactron III) и с использованием деаэрированного стерильного солевого раствора (1,2490 г NaCl, 2,9290 г NaHCO₃, 0,1910 г Na₂CO₃, 0,0060 г Na₂SO₄, 0,033 г CaCl₂ и 0,0590 г MgCl₂.6H₂O в 1 л воды) вместо 0,85% NaCl раствора. Таблица 2 показывает средние концентрации, необходимые для того, чтобы достичь, по меньшей мере, log₃ бактериального снижения за 1 час для сульфат-восстанавливающих бактерий, выделенных из газового/нефтяного месторождения (обработка только одним THPS или смесями THPS и 4,4-диметилоксазолидина в отношениях 1:2 и 1:5).

Таблица 2 Биоциды Концентрация, требуемая для достижения, по меньшей мере, log₃ снижения количества бактерий за 1 час (ч/млн, активная масса) THPS один 33,35 4,4-диметилоксазолидин один 1000 Смесь при отношении 1:2 (активная масса) THPS 18,54 4,4-диметилоксазолидин 37,08 Смесь при отношении 1:5 (активная масса) THPS 14,83 4,4-диметилоксазолидин 74,16

Пример 2 - Активность 4,4-диметилоксазолидина и THPS против различных бактерий

Протокол теста, описанный в примере 1, используют для аэробных бактерий и анаэробных сульфат-восстанавливающих бактерий. Таблица 3 показывает средние концентрации, необходимые для того, чтобы достичь, по меньшей мере, log₃ снижения количества бактерий за 1 час для стандартных аэробных бактерий и сульфат-восстанавливающих бактерий, выделенных из газового/нефтяного месторождения (обработка смесью THPS/7-этилбициклооксазолидин, только одним THPS или только одним 7-этилбициклооксазолидином).

Таблица 3 Биоциды Концентрация, требуемая для достижения, по меньшей мере, log₃ снижения количества бактерий за 1 час (ч/млн, активная масса) Стандартные аэробные бактерии Полевые анаэробные SRB THPS один 44,49 33,35 7-этилбициклооксазолидин один 272,04 >1000 Смесь при массовом отношении 1:5 (активная масса) THPS 13,75 14,83 7-этилбициклооксазолидин 68,71 74,16

Для специалистов в данной области будет очевидно, что могут быть произведены различные модификации и варианты к настоящему изобретению без отступления от объема настоящего изобретения. Таким образом, подразумевается, что данное изобретение включает модификации и варианты данного изобретения при условии, что они входят в пределы объема прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Изобретение относится к способу и композиции для снижения концентрации или ингибирования роста микробов во флюидах на водной основе. Проводят контактирование флюида на водной основе с оксазолидиноновым соединением и сульфатом тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) или с композицией, содержащей эти соединения. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл.2 пр.

1. Способ снижения концентрации или ингибирования роста микробов во флюиде на водной основе, причем данный способ включает:
контактирование флюида на водной основе с
оксазолидиноновым соединением и
гидроксиметилзамещенным фосфорным соединением, представляющим
собой сульфат тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS).

2. Способ по п.1, в котором оксазолидиновое соединение представляет собой 4,4-диметилоксазолидин или 7-этилбициклооксазолидин.

3. Способ по п.1, в котором массовое отношение сульфата тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) к оксазолидиновому соединению принимает значение в интервале от 1:1 до 1:5.

4. Способ по п.1, в котором флюид на водной основе представляет собой воду или флюид месторождений нефти или природного газа, жидкий углеводород и газ, воду или взвесь при производстве пульпы или бумаги, охлаждающую воду, котловую воду, промышленную отработанную воду, балластную воду, сточные воды, жидкость для металлообработки, взвесь на водной основе, состав печатной краски или липкой ленты, продукт для домашнего хозяйства на водной основе или продукт личной гигиены, латекс, краску, покрытие или систему с использованием перечисленного.

5. Способ по п.1, в котором общая концентрация оксазолидинового соединения и сульфата тетракис(гидроксимети)фосфония (THPS) во флюиде на водной основе принимает значение в интервале от 10 ч/млн до 500 ч/млн.

6. Способ по п.1, в котором оксазолидиновое соединение и сульфат тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) добавляют к флюиду на водной основе, по существу, одновременно.

7. Способ по п.1, в котором контактирование включает:
контактирование флюида на водной основе с оксазолидиновым соединением и сульфатом тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) при первом отношении сульфата тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) к оксазолидиновому соединению в интервале от 50:1 до 1:50; и контактирование флюида на водной основе с оксазолидиновым соединением и сульфатом тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) при втором отношении сульфата тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) к оксазолидиновому соединению в интервале от 50:1 до 1:50, где первое отношение отлично от второго отношения.

8. Композиция для снижения или ингибирования роста концентрации микробов во флюиде на водной основе или в системе с использованием флюида на водной основе, причем данная композиция содержит:
оксазолидиновое соединение и сульфат тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS).

9. Композиция по п.8, в которой оксазолидиновое соединение представляет собой 4,4-диметилоксазолидин или 7-этилбициклооксазолидин.

10. Композиция по п.8, в которой отношение сульфата тетракис(гидроксиметил)фосфония (THPS) к оксазолидиновому соединению принимает значение в интервале от 1:1 до 1:5.