JPH0228102A - 油田生物汚染の抑制 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水エヤ法における石油の回収を増大させるこ
とに閉し、最初に系内の固＠性（ｓｅｓｓｉｌｅ）およ
び浮遊性（ｐｌａｎｋｔｏｎｉｃ）バクテリア群を低減
ざぜるに十分な、速やかに作用する殺虫物剤の有効量ヲ
用い、次いて１種以上のイソチアゾロンの有効量を連続
的に添加することによつ、水エヤ法により油層から石油
の回収中に、固着゛注バクテリア、特にサルフェート還
元゛注バクテリアの含有ｊｌａ低減させ、その成長およ
び活性を阻止することよりなる。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 水攻法は、石油を回収するために、石油工業においで広
く用いられでいる。この方法は、−次的回収法で通常回
収されるものを超えて、油層に存在する石油の全収量を
増大させる。この木工９法において、エネルギーの消貢
を最小限にして高流量の水注入を維持することが望まし
い、水が油層に自由にはいり込むことが阻害されると回
収作業の効率が著しく低下する。

水工文法システムは、生物膜の成長および増殖に対して
理想的な環境を提供する。貯水槽圧を維持するかまたは
油層を通り生産井への石油の易動度を高めようとしで、
多量の水がこれらのシステムを通って輸送され、油層中
へ注入される。水分布綿が広大な表面積をもつために、
生物汚染が促進され、この生物汚染はバイブ壁へのバク
テリアの付着および生長である。

嫌気性バクテリアによってもたらされる生物汚染物は注
入前に水から酸素を除去することにより増大する。酸素
の除去は装置の腐食を最小限に抑制するために行なわれ
るのであるが、無酸素条件は、生物膜中のサルフェート
還元バクテリア（ＳＲＢ）の生長の理想的な環境を提供
する。この現象は、水エヤ法操作の注入側および生産側
の両方で観察すれる。これらのバクテリアの新陳代謝活
動は、加速された腐食速度、フィルターの詰り、硫化物
生成による健康障害、および最終的には油層の硫黄化合
物汚染（硫黄化合物汚染井は硫化水素を含有する）をも
たらすことになる。

生物汚染を抑制するために用いられる一般的な方法は、
殺虫物剤を定期的に施用することである。殺虫物剤は、
標４！英験室評価試験にあけるその狂能に暴いて一般に
選択される。最近まで、該試験は生物膜のバクテリアに
ついては行なわれず、大量液中の像生物（浮遊性）に焦
点を当てて行なわれた。浮遊性傷生物は、生物膜共同体
の体的部分である細胞外高分子マトリックスによる保護
がないために、それらの固着′注の同等物よりも容易に
殺滅される。それにもかかわらず、該試験は、その簡便
さの故になお一般に用いられでいる。

グルタルアルデヒド（ペンタンジアール）は、大量に用
いる必要があるものの、生物汚染を抑制する殺虫物剤と
して一般に用いられる。もし適切に貯蔵されないと、そ
れは貯蔵中子安定である。

その２７１率を増大させる手段としで、ヘンシルトリメ
チルアンモニウムハライドなどの第４級アンモラムまた
はホスホニウムハライト化合物と混和する方法がある。

［課題を解決するための手段］ 生物膜汚染を発生させ、硫化水素を生成させる固着注Ｓ
Ｒ８を低減させるための有効かつコスト効率のよい手段
は、まず１種以上のアルカンシアル、例えばＣ３−Ｃ７
アルカンジアールの有効量そ添加し、次いで、制御され
た逐次添加により、δ （式中８１はＣ１〜Ｃ８アルキルまたはシクロアルキル
であり、Ｒ２はＨまたはハロてあり、Ｒ３はＨまたはハ
ロである）で表わされるインチアゾロンの有効Ｍ’８添
加することよりなることか見出された。好ましいイソチ
アゾロンは、５−クロロ−２−メチルインチアゾロンで
ある。

速かな殺虫物性を有する殺虫物剤の例としで、アルカン
ジアール、例えばプロパンジアール、ブタンジアール、
ペンタンジアール、ヘキサンジアールなどの低級アルカ
ンジアールがあげられる。

ペンタンジアール（クルクルアルデヒド）か好ましい、
グルクルアルデヒドの使用量は、系内における生物汚染
の程度により変動するか、通常約５０　ｐｐｍないし約
１１０００ｐｐである。

有機基を有する菌４級アンモニウムまたはホスホニウム
ハライト塩など・の第４級塩、例えばヘンシルトリアル
キルアンモニウムハライドまたは＾ＤＢＡＣｓを包含し
、表面活性剤、混用適合゛１殺虫物剤などの追加物質を
添加することかできる。第４級塩の好ましい使用量は、
使用される速効性殺虫物剤の約１０〜約５０％である。

イソチアゾロン（前記弐■参照）は、速効性殺虫物剤と
して用いることができるが、その有効性は存在するＳＲ
Ｂより生成される硫化水素によつ低減される。しかしな
がら、インチアゾロン（よ、ＳＲＢを低濃度に維持しそ
の新陳代謝活゛ｉを阻止することにより、硫化水素の生
成を防止するのに非常に有効である。

ＭＢＴ　、　ＤＢＮＰＡまたはメトロニダゾール、アク
ロレインなどの他の調整用殺虫物剤も、ＳＲＢの低濃度
を維持するために清浄化システムに少量添加することが
できるが、インチアゾロン、特に５−りロロー２−メチ
ルー４−イソチアゾリン−３−オンおよび２−メチル−
４−イソチアゾリン−３オンの混合物が、特に有９力で
コスト効率がよく、約０．２５〜約２．５　ｐｐｍの量
で用いることかできる。

調整用殺虫物剤の添加は、少量づつ予定表にしたがって
行なうか、あるいはその殺虫物剤は計量ポンプを通しで
添加することができる。該殺虫物剤は、水溶液または乳
化分散液などの水性または木゛性適合性系で用いるのが
好ましい。

もしも、計量された調整用殺虫物剤の量がＳＲＢ含有Ｎ
を低Ｊ　Ｎ　ｌこ維持するのに不十分であると、生物膜
および硫化水素の堆積が起る。速効性殺虫物剤のスラッ
グ投与（ｓｌｕｇ　ｄｏｓｅ）を繰り返すことができる
。もしもこのようなことが起ったとしでも、速効性殺虫
物剤を重ねでしばしば用いる従来のシステムに対して、
汚染調節の経済性はより好ましく、水攻法システムの全
体の清浄条件は改善される。

アルカンジアールとイソチアゾロンとの組合せは、微生
物の生長を支持する温度であれば塩水または清水中で有
効である。前記システムは静的であるが、運転中核シス
テムを通して水の運動がある。前記組合せは、酸素にＪ
３露されたシステムで機能するが、耐食性などの理由で
酸素含量が低減されている場合にも、一般に用いられる
。

２種の別々の殺虫物剤を交互に用いる利点は、１ｆ！の
殺虫物剤によりその殺虫物剤の存在下においても増殖す
るという耐性が、もう一つの異なる殺虫物剤であって、
そのＭｊ！　Ｓ　Ｒ８が耐性を有しない該殺虫物剤の添
加により打ｔ５消されるということである。

実験 固着−還元牲バクチリアの活動をシミュレートするよう
に設計された生物汚染ループを下記の通り設計した。

試験ループは、第１図に図解される。試験ループ構成成
分は、（１）酸素除去システム、（２）濤水塩−栄養素
コンセシトレート、（３）ＳＲＢ生物膜の接種物源、（
４）混合室、（５）注入水貯蔵槽、（６）再循１ｆｉシ
ステム、および（７）軟鋼試料採取手段である。

（１）生物膜を研寛するための軟鋼装置にはいっでくる
流体からの酸素の除去は、安定なＳＲ８生物膜の速かな
定着のために必要である。定常供給源からの脱イオン水
は、３個の連続Ｎ素敗布シリンダーを通って流れる０重
亜硫酸アンモニウムを第３散布シリンダーへ計量しなが
ら通す、脱イオン水中の溶解酸素は、この処理により７
〜９ｐｐｍから＜　５０　ｐｐｂに低減される。

（２）４Ｘ海水塩−栄養素溶液（表−１）は、全流体流
量の２５％の割合で混合室（下方）ヘボンブで送られる
。４×海水塩−栄養素溶液も富素で散布洗浄され蟲。

（３）　ＳＲＢ生物膜接種材料源は、固定膜反応器（Ｆ
ＦＲ）であり、この考えは、ダブリュー・シー・キャラ
クリス実験室（８）のものを修正したものである。該固
定膜反応器ＦＦＲは、比濁注入水からの好気性菌類およ
びＳＲＢの混合培ａ菌を無菌のみかげ石に接種し充填し
た１リツトル（Ｌ）の目盛付シリンダーである。リット
ル（Ｌ）当りＴＳＢ６０ｍ９％含有する海水を、１日当
り６リツトル（Ｌ）のスリ合で該石堆積層を通しでポン
プで送る。該石堆積層からの流出液は、この循環試験ル
ープを速かに汚染することのできるバクテリアの混合集
団源である。

（４）前記混合装置は、平行しで運転する８個の再循環
試験ループの各々に対する注入水源である。１個の混合
装Ｍを用いることにより、各循環試験ループは同等の注
入水の供給を受けることが可能となり、多数試験ループ
の運転に必要なポンプおよび水運搬ラインの数を大幅に
低減させることができる。

（５）前記注入貯戯槽は、ＰＶＣバイブおよび取付部品
から構成されでいる。これは各循１ｆＪ試験ループへの
水の添加および該ループからのドレンの接点（ｐａｉｎ
ｔ）であり、該ループの一体的部分である。流体は、毎
分１０ｍＩ２の割合で各循環ループヘポンプで送られる
。オーバーフローラインにより、再循環試験ループにお
ける一定容量が維持される。各循環試験ループは、通常
嫌気性海水３００ｍ１２％含有し、流体の滞留時間は３
０分である。

（６）このシステムにおける循環は、磁気駆動遠心ポン
プにより行なわれる。軟鋼管試料採取部の流速は通常毎
秒０．６メートルである。流速は、水かき車（パドルホ
イール）または磁気流量センサーによりモニターするこ
とが可能であり、調節弁で制御される。ネオブレンチュ
ーブを用いて循環試験ループの各構成成分を連結し、ル
ープへの酸素拡散を最小にする。

（７）前記軟鋼管試料採取部は、長さ８０ｃｍ、外径１
．２７ｃｍ、肉厚０．０８ｃｍのシームレス機械加工管
である。

生物膜の試料を採取するために、軟鋼管をエタノールで
ふいで、管切断機で２ｃｍ片に切断する。

これにより７．０ｃｍ２の試料表面を有するクーポンが
得られる。該クーポンの内側を無菌の人工海水で洗浄す
る。主物膜は、無菌マイクロスパチュラを用い゛Ｃ軟鋼
試料から措き取られる。該生物膜およびクーポンを、無
菌嫌気性人工濁水＋Ｏｍβを含有する栓付管に入れ、超
音波清浄浴中で数分間音波処理して該生物膜を分散ざぜ
る。　ＳＲＢおよび好気菌の生存総数は最確数技法（ｔ
ｈｅ　ｍｏｓｔｐｒｏｂａｂｌｅ　ｎｕｍｂｅｒ（ＭＰ
Ｎ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）により求められる。

生存する好気性バクテリア総数は、１リツトル（Ｌ）当
りＴＳ８２０　ｍｑ　＠含有する媒体を用いて求められ
る。　ＳＲＢ総数を求めるのに用いられる媒体を表−２
に示す、この媒体は、Ａｌｌ　ＲＰ　３８で用いられる
ものの変形である。［９照、（Ｒｅｆ）］（］Ｎ−トリ
スヒドロキシメチルコメチル−２アミノエタンスルホン
酸）が、ホスフェートに代って、該媒体Ｖ！緩衝するた
めに用いられる。該媒体には、アンモニウム、カルシウ
ムおよび微量金属か補充される（表−３）、該ＳＲＢ媒
体は、使い拮でハンゲート型管（ベルコ・グラス・イン
コーホレーテッド社製）に嫌気的に分Ｍされる。　ＳＲ
Ｂ管は、接種復１週間培ａされ、生育について記録され
た。経験によると、決定的な生存総数は、この時間内に
求められる。

ｐＨは、カロメル結合マイ２０電極（ｃａｌａｍｅｌｃ
ｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｍ１ｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅ
）　％用いで求められる。硫化物の全量は、メチレンブ
ルー模定法（ａｓｓａｙ）　＠用いで求められる。溶解
酸素は、ケメツ（ＣＨＥＭｅｔｓ）　［ケメトリクス・
インコーホレーテッド社製（ＣＨＥＭｅｔｒｉｃｓ、Ｉ
ｎｃ、）］　％用いて測定される。

グルタルアルデヒドは２０％水溶液として添加し、該水
溶液には第４級アンモニウム化合物５％が含まれる０イ
ンチアゾロン混合物は、塩素化および非塩素化物の混合
物の１．５％水溶液である。

該混合物は、塩素化対非塩素化の比が約４対１である。

実施例１ 下表に高汚染圧下生物汚染ループにおける固着性バクテ
リアへの連続投与の効果を示す。

７　　２　　ｘ１０６　　　２　　ｘ１０８　　　３．
ＩＩＩ　　　７　　ｘｌＯ６２ｘ１０８　　　３．０１
７　　３　　ｘ１０６　　　１　　ｘｌｏ８　　　２．
９インチアゾロン ０．５ＰＰＭ　　ＡＩ ｇｘ１０３ ６Ｘ１０３ ＩＩ　　　２ＸＩＯ’ ＋７　　２ＸＩＯ２ イソチアゾ０ン １．０ｐｐＭ　　Ａ１ ４１ＸＩＯ’ ４ＸＩ０３ ＩＩ　　　７ｘ１０２ Ｂ　　　２ｘ１０３ １：５−クロロ−２−メチル ツー３−オン（７５％） ４−インチアシリシー３ 混合物。

３　　Ｘ　１０３　　＜０．０５ ３　ｘ　１０’　　＜０．０５ ３　　ｘ１０３　　＜０．０５ ２ＸＩＯ’　　　　　０゜ ３　　ｘｌＯ’　　　＜０．０５ ３Ｘ！０３　　　０．＋ ３ＸＩ０２　　　０．１ ３０　　　　　　　　０．１ ４−インチアシリ および２−メチル オン（２５％）の ／′菓４級　　７　　　５　　ｘｌＯ’　　　　３　　
ｘｌＯ’　　　　　１．７６．８／１．７　　　Ｉｔ　
　　　２　　ｘ　１０’　　　　　２　　ｘ　１０’　
　　　　２．ＩＰＰＭ　Ａｌ　　　１７　　　４　　ｘ
ｌＯｌｌ　　　　２　　ｘｌＯ’　　　　　２．０クル
クルアルデヒド　　４　　　　４　　ｘｌＯ’　　　　
　　３　　ｘ１０５　　　＜０．０５／第４級　７　１
　ｘｌＯ’　　　３　ｘｌＯ’　　　０．１１３．２／
３．３　　　ＩＩ　　　　　３　　ｘｌＯ’　　　　　
　２　　ｘ１０５　　　　１．５ＰＰＭＡＩ　　　　　
１７　　　　４ｘｌＯ”　　　　　　３ｘｌＯ’　　　
　　　１．２低２謂度のインチアゾロンは　ＳＲＢ生長
またはＳＲＢによる硫化水素の発生を部分的に抑制する
がまたは全面的に排除する。同様なＪ度において、クツ
しタルアルデヒド ンのみの使用は、ＳＲＥ＋の正確の低Ｊ度（１０３以下
）が達成されるまでにある時間を必要とする。

インチアゾロンの致死量以下の′Ｊ４度（０．５　ｐｐ
ｍ旧）でさえも、硫化水素の発生は速かに抑制され、こ
のことはインチアゾロンもＳＲＢによる硫化水素発生の
有効な閉止削であることを示唆するものである。

実施例２ 下記のデータは、週屯位の時間の函数としてのＳＲ８含
有量の＠を示す．測定のために試料を取り去った復、該
システムに１週間に２回グルタルアルデヒド／第４級配
合物をスラップ（　“ｓｌｕｑｑｅｄ　”　）　Ｌｌた
が、旧濃度は４時間にわたつ１５０　／３７ｐｐｍ　ａ
ｉであった。該システムは、処理する前に４週間汚染さ
せた。

月照 Ｘ１０５ Ｘ１０５ ×　１０４ Ｘ１０５ Ｘ１０４ Ｘ１０６ クルクルアルデヒド／第４　級　０ ＋５０／３７　　ＰＰＭ　　Ａｌ ４Ｘ１Ｏ’ ４ＸＩＯ’ ＜１０ ５ＸＩＯ’ 〈１０ ＸＩＯ３ 〈１０ Ｘ１０３ Ｘｌ０３ ＩＸＩＯ’ ３ＸＩＯ’ ＢＳ　　クルクルアルデヒド／第４級のスラグそ開始す
る前に試＃４採取。

ＡＳ　　クルクルアルデヒド／第４級スラグの４時間添
加終了後試料採取。

「スラグ」技術は、実験の初期の段階でＳＲＢ生存総数
を速かに低減させるけれども、１週間以内に初期の含有
量が回復することに注目しなければならない、ざらに、
後半の週における相対的な無効性は、グルタルアルデヒ
ド／菓４級組合せに対するＳＲＢによる耐性の発生を示
すものである。

実施例３ この実施例において、ループは殺虫物剤処理をする前４
週間予備汚染された。グルタルアルデヒド／菌４級のス
ラグか実施例２同様に添加され、次いでイソチアゾロン
が０．２５ｐｐｍで連続的に計量添加された。　ＳＲＢ
生存総数が直ちに低下し、約１０００ＳＲＢ／ｃｍ２に
相当する、好ましくない堆ｆ！量以下に維持されること
がわかる。

２　　　　４．５　　　　　３ ３　　　　５．５　　　　　３ ４　　　　４．３　　　　　　２ ５　　　　６．４　　　　　３ ×１０５ ×１０′ ×　１０５ Ｘ１０４ Ｘ１０６ ３ＸＩＯ’ ３ＸＩＯ’ 〈１０ クルクルアルデヒド　　　　　　　　　０　　　　６．
５／舅４級　　　ＩＢｓ　　　６．５ １５０／３７　　ｐｐｍ　　ＡＩ　　　Ｉ　　ＡＳ　　
　　　　＜１次いでイソチ７ソＤノ　　　　　２　　　
　１．３０．５ｐｐｍを連続　　　３１．２ 的に添加　　　　　４２．２ ５２．２

【図面の簡単な説明】

第１図は、試験ループの説明図である。 特許出願人　ローム　アンド　ハース コンパ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固着性バクテリアによる石油生産システム水の生物
   汚染を抑制する方法であって、ａ）先づ１種以上のアル
   カンジアールの有効量を添加し、ｂ）次いで式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＾１はＣ＿１〜Ｃ＿８アルキルまたはシクロア
   ルキルであり、Ｒ＾２はＨまたはハロであり、Ｒ＾３は
   Ｈまたはハロである。）で表わされるイソチアゾロンの
   有効量を、制御された逐次添加により添加することを特
   徴とする前記方法。 ２、該固着性バクテリアがサルフェート還元性である請
   求項１記載の方法。 ３、該安定化（ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）が酸素の
   実質上不存在下に行なわれる請求項１記載の方法。 ４、第２の殺バクテリア剤の添加が連続的である請求項
   １記載の方法。 ５、該イソチアゾロンが５−クロロ−２−メチルイソチ
   アゾリン−３−オンよりなる請求項１記載の方法。 ６、第１の殺バクテリア剤がペンタンジアールである請
   求項１記載の方法。 ７、第４級アンモニウムが、ハライドまたはホスホニウ
   ムハライドの殺虫物的有効量である請求項６記載の方法
   。 ８、グルタルアルデヒドの量が約５０〜約４０００ｐｐ
   ｍであり、イソチアゾロンの量が約０．２５〜約５ｐｐ
   ｍである請求項６記載の方法。 ９、固着性バクテリアによる二次生産油田水の生物汚染
   を抑制する方法において、ａ）単独または第４級アンモ
   ニウムハライドまたはホスホニウムハライドと混合した
   低級アルキルアルデヒド５０〜４０００ｐｐｍを単一の
   投与で添加し、ｂ）次いで式：▲数式、化学式、表等が
   あります▼ で表わされるイソチアゾロン約０．２５〜約５ｐｐｍを
   逐次かつ連続的に添加する繰り返し処理方法よりなり、
   前記固着性バクテリア含有量が約１０００ＳＲＢ／ｃｍ
   ＾２の総数を越えると前記繰り返し処理方法が繰り返さ
   れることを特徴とする前記方法の改良方法。１０、該ア
   ルデヒドがグルタルアルデヒドである請求項９記載の方
   法。 １１、該イソチアゾロンが５−クロロ−２−メチルイソ
   チアゾリン−３−オンである請求項１０記載の方法。