(57)【要約】  本開示は、水性系内で硫化物およびシリカスケールの形成および堆積を抑制するための改善された方法に関する。具体的には、本方法は、組成物を水性系または坑井に注入することを含む。本組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む。硫化物スケール抑制剤は、アクリル酸またはメタクリル酸とアニオン性モノマーとのコポリマーであり得る。シリカスケール抑制剤は、アクリル酸またはメタクリル酸とアルコキシル化モノマーとのコポリマーであり得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性系内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法であって、
硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む組成物を前記水性系に注入することを含む、方法。
【請求項２】
前記硫化物スケール抑制剤が、アクリル酸またはメタクリル酸とアニオン性モノマーとのコポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリカスケール抑制剤が、アクリル酸またはメタクリル酸とアルコキシル化モノマーとのコポリマーを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記アニオン性モノマーが、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、スチレンスルホン酸、２−メチルアクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホアルキルアクリル酸、スルホアルキルメタクリル酸、アリルスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−ヒドロキシプロピルスルホン酸、それらの任意の塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記アルコキシル化モノマーが、ヒドロキシポリエトキシアリルエーテル（ＡＡＥ）、３−アリルオキシ−１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、テトラエチレングリコールメチルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、ポリエトキシメタクリレート、１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、それらの任意の塩、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記アニオン性モノマーが、ＡＭＰＳである、請求項２〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記アルコキシル化モノマーが、ヒドロキシポリエトキシ（１０）アリルエーテル（ＡＡＥ−１０）である、請求項３〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記硫化物スケール抑制剤が、約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲の量で添加され、前記シリカスケール抑制剤が、約１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの範囲の量で添加される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記硫化物スケール抑制剤が、コポリマーを含み、前記コポリマーが、約４０重量％〜約８０重量％のアクリル酸および約２０重量％〜約６０重量％のＡＭＰＳを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記シリカスケール抑制剤が、コポリマーを含み、前記コポリマーが、約３０重量％〜約７０重量％のアクリル酸および約３０重量％〜約７０重量％のＡＡＥ−１０を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記組成物が、水性系内の凝縮器に注入され、前記凝縮器が、水を含有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記組成物が、水性系内の分離器に注入され、前記凝縮器が、水を含有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記水性系が、地熱系であり、前記地熱系が、乾燥蒸気ステーション、フラッシュ蒸気ステーション、および二流体サイクルステーションからなる群から選択される地熱発電所である、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記水性系が、ブラインを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
坑井内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法であって、
硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む組成物を前記坑井に注入することを含む、方法。
【請求項１６】
前記硫化物スケール抑制剤が、コポリマーを含み、前記コポリマーが、約４０重量％〜約８０重量％のアクリル酸および約２０重量％〜約６０重量％のＡＭＰＳを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記シリカスケール抑制剤が、コポリマーを含み、前記コポリマーが、約３０重量％〜約７０重量％のアクリル酸および約３０重量％〜約７０重量％のＡＡＥ−１０を含む、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記硫化物スケール抑制剤が、約１，０００Ｄａ〜約１００，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有するコポリマーを含み、前記シリカスケール抑制剤が、約１，０００Ｄａ〜約１００，０００Ｄａの範囲の重量平均分子量を有するコポリマーを含み、前記重量平均分子量が、サイズ排除クロマトグラフィーを使用して決定される、請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記硫化物スケールが、硫化鉄、硫化アンチモン、硫化鉛、硫化亜鉛、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記組成物が、硫化水素消去剤、腐食抑制剤、分散剤、ガス水和物抑制剤、殺生物剤、界面活性剤、溶媒、不活性トレーサー、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
硫化物およびシリカスケール抑制または低減のための組成物の使用であって、前記組成物が、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学化合物の組み合わせを使用して、水性系内で硫化物およびシリカスケールを抑制または低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱エネルギーは、地球内部にある熱の形態のエネルギーであり、地熱井を使用して開発することができる。地球内部は、莫大な供給量の熱を含有するが、エネルギー生成のための熱の抽出には課題が残っている。地熱エネルギーは、岩盤を通じた熱伝導によって、地表に向かって移動している。熱エネルギーはまた、相互接続した亀裂および孔を通じた溶岩の移動または流体（蒸気もしくは水としてのＨ２Ｏ）の循環によって、地表に向かって伝達され得る。いずれの場合も、地熱井は、比較的深い井戸である。
【０００３】
地熱ブラインおよび蒸気は一般に、エネルギー源として使用される。地熱ブラインは、発電、加熱、および電気プロセスにおいて使用される。地熱蒸気の温度は、約１８５℃〜約３７０℃（約３６５°Ｆ〜約７００°Ｆ）の範囲である。蒸気は、フラッシングユニットを使用してブラインから分離される。低温ブラインはまた、電気二元ユニット（二次流体ユニット）の生産にも使用することができる。地熱ブラインは、約１０００ｐｐｍ未満〜数十万ｐｐｍの塩分、および最大約６パーセントの非凝縮性ガスの含有量を有し得る。塩含有量および用途に応じて、地熱流体は、直接使用しても、二次流体サイクルを介して使用してもよい。他のエネルギー源の存在量が減り、それらがより高価になるにつれて、エネルギー源としての地熱エネルギーの使用は、重要性を増している。これは、持続可能で再生可能なエネルギー源であり、他の再生可能エネルギー源とは異なり、地熱エネルギーは、常に利用可能である。いくつかの地熱蒸気発電所では、最大約２５０ＭＷを生成することができる。
【０００４】
鉱物堆積は、地熱エネルギーの生産において遭遇される厳しい条件下での主要な問題であり、地熱地帯の開発を制限する要因になり得る。熱水卓越型貯水池の沸騰する地熱流体に由来する鉱物堆積は、特に問題である。
【０００５】
硫化水素（Ｈ２Ｓ）は、流体の天然に存在する汚染物質であるか、または硫黄還元細菌によって生成される。Ｈ２Ｓの腐食性により、粒子状硫化鉄の蓄積が引き起こされる。硫化鉄を含む鉄化合物は、ガス、石油、水、およびガスと石油と水との混合物を輸送するパイプライン網内で形成され得る。硫化鉄化合物は、水を吸収することができる無定形固体粒子のような外見であることを物理的特徴とする。
【０００６】
硫化鉄は、炭化水素、グリコール、および塩などに同伴されて、パイプラインなどの導管の表面上に堆積物を形成する。硫化物スケールは、アンチモンおよび硫化鉄スケールなどの異なる形態で存在し得る。
【０００７】
硫化鉄粒子は、パイプライン網および関連するプロセス機器の内面に付着し得る。硫化鉄堆積物の物理的特徴は、粘性の油でコーティングされた塊から、乾燥した黒色粉末の形態まで多様であり得る。経時的な鉄および硫化鉄の堆積物の蓄積は、様々な操作上の問題をもたらし得る。堆積物は、パイプラインの構造的統合性の正確な決定を妨げる可能性があり、パイプラインは、物理的に洗浄されなくてはならない。鉄および硫化鉄の堆積物の存在は、パイプライン網内の腐食速度の増加をもたらし得る。堆積物はまた、パイプラインバルブ系の安全な操作と干渉し、潜在的には壊滅的なシステム障害をもたらし得る。したがって、鉄および硫化鉄の堆積物を含有するパイプライン網では、洗浄が一般的な慣例である。
【０００８】
井戸内のシリカスケールの堆積もまた、問題である。工業用水が大量のシリカを含有する場合、無定形シリカスケールは、重大なファウリングの問題を引き起こす。ほとんどの場合、大量のシリカは、工業用水が少なくとも約５ｐｐｍ〜最大約５００ｐｐｍの溶解シリカを含有し、かつ溶解形態、分散形態、またはコロイド形態のより多い量のシリカを含有することを意味する。シリカおよび硫化物の堆積物は、個々に生じるか、一緒に混合されているか、または鉄、アンチモン、銅などの他の金属イオンと混合されている可能性がある。
【０００９】
生産された流体の酸性化および圧力下での二酸化炭素の添加などの他の技術が実装されているものの、スケール堆積物の問題は現在、主にスケール抑制剤化学物質のダウンホール添加によって対処されている。機械的な方法もまた、検討されている。
【発明の概要】
【００１０】
本開示のいくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む組成物を水性系に注入することによる、水性系内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法が提供される。
【００１１】
本開示のいくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む組成物を坑井に注入することによる、坑井内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法が提供される。
【００１２】
本開示はまた、硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための組成物の使用も提供し、本組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含む。
【００１３】
前述されたことは、後続の発明を実施するための形態をより良く理解できるように、本開示の特徴および技術的利点を概括的に概説したものである。本出願の特許請求の範囲の主題を形成する、本開示のさらなる特徴および利点については、以下に説明する。開示される概念および具体的な実施形態は、本開示と同じ目的を実行するための他の実施形態を修正または設計するための基礎として容易に利用できることが、当業者には理解されるべきである。また、そのような等価の実施形態は、添付の特許請求の範囲に明記される本開示の趣旨および範囲から逸脱しないことが、当業者には認識されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
発明を実施するための形態を、以下の図面を具体的に参照しながら以下に説明する。
【００１５】
【図１】硫化物濃度が抑制性能に与える影響を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
様々な実施形態について、以下に説明する。実施形態の様々な要素の関係性および機能については、以下の発明を実施するための形態を参照することによってより良く理解することができる。しかしながら、実施形態は、以下に例示されるものに限定されるものではない。特定の例では、本明細書に開示される実施形態の理解に必要ではない詳細は、省略されている場合がある。
【００１７】
硫化物スケールは、硫酸および炭酸スケールほど一般的ではないが、それはまた、地熱発電所において重大な生産上の問題を引き起こす。硫化塩は典型的には、従来の硫酸カルシウムおよび炭酸カルシウムのスケールよりもはるかに低い溶解度を有する。最も一般的な種類の硫化物スケールは、硫化鉄である。単一の硫化物を形成する、硫化鉛および硫化亜鉛などの他の硫化物スケールとは対照的に、鉄は、硫黄と様々な二元化合物を形成する。トロイライト、ピロータイト、マッキナワイト、グレイジャイト、パイライト、およびマーカサイトを含む多くの種類の硫化鉄が、Ｈ２Ｓに富んだ環境において形成される。硫化鉄スケールは、物理的条件に応じて、ある形態から別の形態へと変化し得る。硫化物スケールは、過去３０年間でより一層頻繁に報告されており、より多くの現場の事例で、硫化物スケールが他のスケールを支配していることが報告されている。
【００１８】
水性系は、鉄、硫化物、およびシリカなどの異なる化合物の混合物を含むスケールの堆積物を形成し得る。硫化物スケールを含有する混合堆積物は、他のスケール抑制剤と組み合わせて使用されない場合、硫化物スケール抑制剤に対して耐性であり得る。しかしながら、他のスケール抑制剤と組み合わせて使用される個々のスケール抑制剤は、抑制剤同士の間または抑制剤の混合物とスケール堆積物との間の予測不可能な相互作用のために、それらの機能を失う可能性がある。したがって、混合スケール堆積物を抑制または低減することができるスケール抑制剤の組成物が必要である。
【００１９】
本開示は、水性系内で硫化物およびシリカスケール堆積物を抑制または低減するための組成物に関する。いくつかの実施形態では、水性系は、地熱井または地熱発電所であり得る。硫化鉄スケールは、発電に影響を与え、効率を低下させるため、地熱井における主要な課題である。
【００２０】
本開示のいくつかの実施形態では、水性系内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法が開示される。いくつかの実施形態では、本方法は、組成物を水性系に注入することを含み得る。本組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含み得る。いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤は、水性系に一緒に注入されても、任意の順序で別々に注入されてもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、水性系には、冷却水、地熱水、脱塩目的の塩水、ボイラー処理および蒸気生成用に調製される工業用水、石油原油回収用のダウンホール水、パルプおよび製紙工場用水、または鉱業および選鉱用水が含まれ得る。工業用水が、少なくとも約５．０以上のｐＨを有するアルカリ性であり、かつＳｉＯ２として少なくとも約５ｐｐｍの総シリカを含有する場合に、これらの工業用水と接触する表面上での無定形シリカスケール形成の問題が、特に注目される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、スケール抑制剤は、ステンレス鋼または高耐食性合金で一般に形成され得る供給ラインを介して地熱井に注入される。供給ラインは、上向きに流れる生産流を通過し、スケール抑制剤が生産流に注入される部位まで、スケール抑制剤がダウンホールでポンピングされる管である。生産流の流体は、約２００℃〜約２６０℃（約４００°Ｆ〜約５００°Ｆ）ほどの温度を有する非常に高温であり、供給ラインの温度も同様に、約２００℃〜約２６０℃の温度に達し得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、本組成物は、遭遇される最下部のスケール形成部位（一般に、フラッシュ帯域）の約２００〜約４００フィート下にあり得る坑井内のある点で注入され得る。これは、最初の問題領域に達したときに、抑制剤が生産流体に適切に混合されるように、供給点がスケール堆積領域の十分前方にあることを確実にするためであり得る。地熱井自体は、少なくとも約１または２ｋｍ（約３，２８０または６，５６０フィート）広がっている可能性があり、大幅により深くある可能性がある。約３，０００フィート〜約５，０００フィートの長さのスケール抑制剤供給ラインは、珍しくない。供給ライン内でのスケール抑制剤の滞留時間は、約２０〜約３０分以上であり得る。
【００２４】
特定の実施形態では、本組成物は、水性系内の凝縮器に注入され得る。凝縮器は、水またはブラインを含有し得る。ブラインは、鉄、硫化物、およびシリカを含み得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、本組成物は、水性系内の分離器に注入され得る。分離器は、水またはブラインを含有し得る。
【００２６】
いくつかの実施形態では、水性系は、地熱系であり得る。他の実施形態では、地熱系は、乾燥蒸気ステーション、フラッシュ蒸気ステーション、または二流体サイクルステーションなどの地熱発電所であり得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、水性系は、ブラインを含み得る。
【００２８】
他の実施形態では、硫化物スケールは、硫化鉄、硫化アンチモン、硫化鉛、硫化亜鉛、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。硫化物スケールは、硫化鉄、硫化アンチモン、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００２９】
特定の実施形態では、坑井内での硫化物およびシリカスケールの抑制または低減のための方法が開示される。本方法は、組成物を坑井に注入することを含み得る。本組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤を含み得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤は、アクリル酸またはメタクリル酸とアニオン性モノマーとのコポリマーを含み得る。
【００３１】
他の実施形態では、アニオン性モノマーは、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、スチレンスルホン酸、２−メチルアクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホアルキルアクリル酸、スルホアルキルメタクリル酸、アリルスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−ヒドロキシプロピルスルホン酸、それらの任意の塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００３２】
他の実施形態では、アニオン性モノマーは、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、スチレンスルホン酸、２−メチルアクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸、ビニルスルホン酸、３−メタクリルアミド−２−ヒドロキシプロピルスルホン酸、それらの任意の塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。アニオン性モノマーは、ＡＭＰＳであり得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤は、コポリマーであり得る。コポリマーは、約４０重量％〜約８０重量％のアクリル酸および約２０重量％〜約６０重量％のＡＭＰＳを含み得る。他の実施形態では、スケール抑制剤は、約６０重量％のアクリル酸と約４０重量％のＡＭＰＳとのコポリマーであり得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、シリカスケール抑制剤は、アクリル酸またはメタクリル酸とアルコキシル化モノマーとのコポリマーを含み得る。より具体的には、アルコキシル化モノマーは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、またはそれらの任意の組み合わせのいずれかから誘導体化され得る。平均置換範囲は、約４〜約２０モルパーセントの範囲であり得る。
【００３５】
他の実施形態では、アルコキシル化モノマーは、ヒドロキシポリエトキシアリルエーテル（ＡＡＥ）、３−アリルオキシ−１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、テトラエチレングリコールメチルビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、ポリエトキシメタクリレート、１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、それらの任意の塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、アルコキシル化モノマーは、ヒドロキシポリエトキシアリルエーテル（ＡＡＥ）、３−アリルオキシ−１，２−プロパンジオール、テトラエチレングリコールメチルビニルエーテル、ポリエトキシメタクリレート、それらの任意の塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、アルコキシル化モノマーは、ヒドロキシポリエトキシアリルエーテル（ＡＡＥ）、３−アリルオキシ−１，２−プロパンジオール、それらの任意の塩、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、アルコキシル化モノマーは、ヒドロキシポリエトキシ（１０）アリルエーテル（ＡＡＥ−１０）であり得る。
【００３９】
いくつかの実施形態では、シリカスケール抑制剤は、約３０重量％〜約７０重量％のアクリル酸および約３０重量％〜約７０重量％のＡＡＥ−１０を含み得るコポリマーであり得る。
【００４０】
他の実施形態では、シリカスケール抑制剤は、約５０重量％のアクリル酸と約５０重量％のＡＡＥ−１０とのコポリマーであり得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、水性系に注入される組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤からなる。他の実施形態では、本組成物は、約４０重量％〜約８０重量％のアクリル酸および約２０重量％〜約６０重量％のＡＭＰＳを含むコポリマーと、約３０重量％〜約７０重量％のアクリル酸および約３０重量％〜約７０重量％のＡＡＥ−１０を含み得る別のコポリマーとからなる。いくつかの実施形態では、本組成物は、硫化物スケール抑制剤およびシリカスケール抑制剤からなり、硫化物スケール抑制剤は、約６０重量％のアクリル酸と約４０重量％のＡＭＰＳとのコポリマーであり得、シリカスケール抑制剤は、約５０重量％のアクリル酸と約５０重量％のＡＡＥ−１０とのコポリマーであり得る。
【００４２】
いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤の重量平均分子量は、約１，０００Ｄａ〜約１００，０００Ｄａの範囲であり得る。特定の実施形態では、硫化物スケール抑制剤の重量平均分子量は、約１０，０００Ｄａ〜約２０，０００Ｄａまたは約１４，０００Ｄａ〜約１６，０００Ｄａの範囲であり得る。コポリマーの重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーを使用して決定される。
【００４３】
他の実施形態では、シリカスケール抑制剤の重量平均分子量は、約１，０００Ｄａ〜約１００，０００Ｄａの範囲であり得る。特定の実施形態では、硫化物スケール抑制剤の重量平均分子量は、約１０，０００Ｄａ〜約２０，０００Ｄａまたは約１４，０００Ｄａ〜約１６，０００Ｄａの範囲であり得る。コポリマーの重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーを使用して決定される。
【００４４】
特定の実施形態では、硫化物スケール抑制剤は、約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍの範囲の量で添加され得、シリカスケール抑制剤は、約１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍの範囲の量で添加され得る。
【００４５】
いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤は、約１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約５ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約５ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、約５ｐｐｍ〜約４０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、または約１０ｐｐｍ〜約４０ｐｐｍの範囲の量で添加され得る。いくつかの実施形態では、硫化物スケール抑制剤は、約２０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約４０ｐｐｍ、または約５０ｐｐｍの量で添加され得る。
【００４６】
特定の実施形態では、シリカスケール抑制剤は、約１ｐｐｍ〜約１００ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約５０ｐｐｍ、または約１ｐｐｍ〜約２５ｐｐｍの範囲の量で添加され得る。いくつかの実施形態では、シリカスケール抑制剤は、約１００ｐｐｍ〜約１０，０００ｐｐｍの範囲の量で添加され得る。いくつかの実施形態では、シリカスケール抑制剤は、約２０ｐｐｍ、約３０ｐｐｍ、約４０ｐｐｍ、または約５０ｐｐｍの量で添加され得る。
【００４７】
他の実施形態では、本開示の組成物は、スケール抑制剤活性物質の水溶液として水性系に注入され得る。そのような組成物は、約１５〜約７０重量パーセントの活性物質を含有し得る。特定の実施形態では、本組成物は、約２０〜約３０重量パーセントの活性物質を含有し得る。いくつかの実施形態では、スケール抑制剤の水性組成物は、ダウンホールでの送達のために、約１〜約１５重量パーセントの活性物質濃度で地熱井の供給ラインに導入され得る。活性物質濃度は、本組成物とともに水性希釈剤を注入することによって、または供給ラインをフラッシュすることによって、調整することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、本組成物は、硫化水素消去剤、腐食抑制剤、分散剤、ガス水和物抑制剤、殺生物剤、界面活性剤、溶媒、不活性トレーサー、またはそれらの任意の組み合わせなどの追加の添加剤を含み得る。
【００４９】
他の実施形態では、本組成物は、１つ以上の腐食抑制剤、１つ以上の他のスケール抑制剤、１つ以上の蛍光トレーサー、１つ以上の水処理ポリマー、１つ以上のポリアルコキシ化合物、または任意の他の好適な添加剤または追加の成分を含み得る。代替的な実施形態では、そのような添加剤は、本発明のポリマーと同時に添加されても、連続的に添加されてもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、本組成物に不活性トレーサーを含めることで、３Ｄ  ＴＲＡＳＡＲ（登録商標）技術（Ｎａｌｃｏ（登録商標）Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，Ｉｌｌ．，ＵＳＡから入手可能）などの蛍光追跡技術と適合するようにしてもよい。他の実施形態では、本組成物に不活性蛍光トレーサーを含めることで、投与量レベルを決定する手段を提供してもよい。既知の割合の蛍光トレーサーは、本組成物中のスケール抑制剤と同時または連続的に添加することができる。有効な不活性蛍光トレーサーは、系内の他の成分と化学的に非反応性であり、かつ経時的に著しく劣化しない物質を含み得る。
【００５１】
代表的な不活性蛍光トレーサーには、フルオレセインまたはフルオレセイン誘導体；ローダミンまたはローダミン誘導体；ナフタレンスルホン酸（モノ、ジ、トリなど）；ピレンスルホン酸（モノ、ジ、トリ、テトラなど）；スルホン酸を含有するスチルベン誘導体（蛍光増白剤を含む）；ビフェニルスルホン酸；フェニルアラニン；トリプトファン；チロシン；ビタミンＢ２（リボフラビン）；ビタミンＢ６（ピリドキシン）；ビタミンＥ（ａ−トコフェロール）；エトキシキン；カフェイン；バニリン；ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合ポリマー；フェニルスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物；リグニンスルホン酸；多環芳香族炭化水素；アミン官能基、フェノール官能基、スルホン酸官能基、カルボン酸官能基を任意の組み合わせで含有する（多）環芳香族炭化水素；Ｎ、Ｏ、またはＳを有する（多）複素環芳香族炭化水素；以下の部分、ナフタレンスルホン酸、ピレンスルホン酸、ビフェニルスルホン酸、またはスチルベンスルホン酸のうちの少なくとも１つを含有するポリマーが含まれる。
【００５２】
他の実施形態では、本組成物は、硫化物およびシリカ以外のスケールを分散させるための追加のスケール抑制剤を含み得る。これらの追加のスケール抑制剤には、無機および有機ポリリン酸、ホスホン酸、ならびにポリカルボン酸が含まれ得るが、これらに限定されない。これらの抑制剤は、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、フッ化カルシウム、硫酸バリウム、およびシュウ酸カルシウムなどの他のスケールの抑制または分散に役立ち得る。
【００５３】
特定の実施形態では、開示される方法は、当該産業で既知である他の実用品と組み合わせることができる。代表的な実用品には、系内の様々な添加剤の含有量を測定するためのセンサー；溶解汚染物質または微粒子汚染物質センサー；抵抗、静電容量、分光吸収、または透過率、熱量測定、および蛍光に基づく他のセンサー；ならびにセンサー／コントローラーの結果を分析するための数学的ツール（例えば、多変量解析、計量化学、オン／オフ投与量制御、ＰＩＤ投与量制御など、およびそれらの組み合わせ）が含まれる。
【実施例】
【００５４】
実施例１
実験室プロトコルを使用して、スケール抑制および鉄の分散を試験した。硫化物および鉄を含有するブラインを調製した。ポリマーを約１０ｐｐｍの量でブラインに添加した。対照は、スケール抑制剤を含有しなかった。様々なポリマーまたはポリマーの混合物について、鉄の分散を視覚的に決定した（表１を参照されたい）。
【表１】
2020520792.tif 000002
【００５５】
実施例２
アクリル酸とＡＭＰＳとのコポリマー（ＡＡ／ＡＭＰＳ、６０／４０重量）を、約２０ｐｐｍの量でブラインに約１６時間添加した。約１６時間後でさえ、約８０％超の鉄が、コポリマーを含有するブラインに分散したままであった。対照では、約１０ｐｐｍの鉄（硫化鉄の形態）が沈殿した。約２０ｐｐｍでは、コポリマーは、硫化鉄沈殿物の約５２％の抑制を呈した。
【００５６】
実施例３
ブライン中の硫化物の量をより多くして、実験を実行した。興味深いことに、ブライン中により高い濃度の硫化物が存在する場合、スケール形成を抑制するのに、より高い濃度のＡＡ／ＡＭＰＳ（６０／４０）が必要とされた（図１を参照されたい）。硫化鉄沈殿物の５０％の抑制には、４０ｐｐｍの投与量のコポリマーが必要とされた。
【００５７】
実施例４
温度が分散効率に与える影響を評価するために、実験を実行した（表２）。分散効率は、約２５℃および約８０℃で試験した。分散した鉄のパーセントを、約３０分および約１６時間で評価した。異なる温度での対照では、沈殿物の差異は存在しなかった。
【表２】
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【００５８】
実施例５
シリカ／ケイ酸鉄と硫化鉄との混合堆積物を形成する溶液を調製した。表３は、コポリマーを一緒に混合した場合、それらが、個々のポリマーの合計よりも大きな程度まで混合堆積物の沈殿を抑制したことを示す。
【表３】
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【００５９】
本発明において開示および特許請求される組成物および方法の全ては、本開示に照らして、不適当な実験を伴わずに作製および実行することができる。本発明は多くの異なる形態で具現化され得るが、本明細書で詳細に説明したものが、本発明の特定の好ましい実施形態である。本開示は、本発明の原理の単なる例示であり、本発明を図示の特定の実施形態に限定することを意図したものではない。加えて、別途明示的な記載がない限り、「ａ（ある１つの）」という用語の使用は、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を含むことを意図する。例えば、「ある１つのデバイス」は、「少なくとも１つのデバイス」または「１つ以上のデバイス」を含むことを意図する。
【００６０】
絶対項または近似項で与えられる任意の範囲はいずれも、それらの両方を包含することを意図するものであり、本明細書で使用されるいかなる定義も、明確にすることを意図するものであり、限定を意図するものではない。本発明の広範な範囲を明記する数値範囲およびパラメータは、近似値であるものの、特定の実施例で明記される数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、あらゆる数値は、それらそれぞれの試験測定値において見出される標準偏差に必然的に起因する特定の誤差を本質的に含有している。さらに、本明細書に開示される全ての範囲は、その中に包含されるあらゆる全ての部分範囲（全ての小数値および全体値を含む）を包含するものとして理解されるべきである。
【００６１】
さらに、本発明は、本明細書に記載の様々な実施形態の一部または全部の、あらゆる全ての可能な組み合わせを包含する。また、本明細書に記載の好ましい実施形態に対する様々な変更および修正が、当業者にとって明らかであることも理解されるべきである。そのような変更および修正は、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、かつその意図される利点を縮小することなく行うことができる。したがって、そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲によって網羅されることが意図される。
【図１】
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【国際調査報告】
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