用于工業(yè)應(yīng)用中的金屬性納米顆粒殺菌劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種包括提供測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料以及添加所述測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料至載體材料，從而在將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)之前對(duì)該載體材料進(jìn)行預(yù)處理的方法。另一方法包括進(jìn)入與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的地下土地開(kāi)口，將一定數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至該地下土地開(kāi)口，以及處理地下土地條件，所述地下土地條件存在于通過(guò)該地下土地開(kāi)口能進(jìn)入的地下土地位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于工業(yè)應(yīng)用中的金屬性納米顆粒殺菌劑
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2011年2月25日提交的題為“用于工業(yè)應(yīng)用中的金屬性納米顆粒殺菌劑(Metallic Nanoparticle Biocide in Industrial Applications)” 美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/446，599號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該文的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本發(fā)明。本申請(qǐng)還要求2012年2月7日提交的題為“用于工業(yè)應(yīng)用中的金屬性納米顆粒殺菌劑(Metallic NanoparticleBiocide in Industrial Applications)”美國(guó)申請(qǐng)第13/368，252號(hào)的優(yōu)先權(quán),該文通過(guò)引用納入本發(fā)明。
背景
[0002]許多工業(yè)過(guò)程受益于使用殺菌劑來(lái)減少腐蝕或幫助所述過(guò)程。微生物是一種常見(jiàn)的腐蝕原因。硫酸鹽還原菌(“ SRB ”)，例如，氧化許多鉆井液中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)化合物和將硫酸鹽還原成硫化物，更具體的，硫化氫(H2S)和氫硫化合物離子(HS_)。井眼，或鉆入泥土的地下深孔，經(jīng)常暴露在厭氧情況下，這種情況傳播SRB和其他潛在的有害微生物。
[0003]因?yàn)榧?xì)菌是一種主要腐蝕源的最終原因，常常把殺菌劑包含在常規(guī)的鉆井液和水源中。所述殺菌劑用于殺死或減少細(xì)菌、H2S、有機(jī)碳和金屬等，這些常常會(huì)阻止巖土工程井眼的成功產(chǎn)出。用于鉆井液的示例性殺菌劑包括:氯、戊二醛、氫氧化鈉和次氯酸鈉。但是，用于鉆井或其他工業(yè)過(guò)程的常規(guī)殺菌劑有明顯的不足。典型的殺菌劑是危險(xiǎn)有毒的和/或在足量使用時(shí)是相對(duì)昂貴的。許多殺菌劑易于分解或快速擴(kuò)散而且，因此，必須經(jīng)常更換，這導(dǎo)致了上升的成本。此外，一些殺菌劑需要相對(duì)高的濃度才有效，這可對(duì)周?chē)h(huán)境或者油井工人或其他人員帶來(lái)有害影響。最近幾年引起特別關(guān)注的一個(gè)不足是殺菌劑的毒性。有毒的殺菌劑可能從油井孔過(guò)濾至地下蓄水層或其他意料之外的地方。在鉆井液中使用這些殺菌劑的潛在環(huán)境缺點(diǎn)，可導(dǎo)致未來(lái)進(jìn)一步的法規(guī)和增加的成本。處理包括這些有毒殺菌劑的鉆井液導(dǎo)致顯著的成本和關(guān)注。此外，常規(guī)處理材料的高濃度可促成套管、泵、管道線路和其他工程材料的腐蝕。此外，回收的鉆井液或采出水可包含升高濃度的多種有毒化學(xué)物質(zhì)、金屬、和硫化氫，和其他氣體。
概述
[0004]本文描述了方法、系統(tǒng)和組合物的多種實(shí)施方式。在某些實(shí)施方式中，所述方法包括將金屬性納米顆粒材料與工業(yè)活動(dòng)聯(lián)用。在更具體的實(shí)施方式中，所述方法包括將金屬性納米顆粒材料與地下土地活動(dòng)聯(lián)用。
[0005]在一實(shí)施方式中，所述方法包括提供測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料以及添加所述測(cè)量的劑量數(shù)量的金屬性納米顆粒材料至載體材料，從而在將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)之前對(duì)該載體材料進(jìn)行預(yù)處理。在另一實(shí)施方式中，所述方法包括獲得與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的地下土地開(kāi)口，將一定數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至該地下土地開(kāi)口，以及處理地下土地條件，所述地下土地條件存在于通過(guò)該地下土地開(kāi)口能進(jìn)入的地下土地位置。用制備的金屬性納米顆粒材料處理所述地下土地條件。在另一實(shí)施方式中，所述方法包括獲得來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品是結(jié)合地下土地活動(dòng)來(lái)提取的，測(cè)量劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料，將所述測(cè)量劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至來(lái)自地下土地位置產(chǎn)品。
[0006]本文中測(cè)量或測(cè)試的含義通常理解為包括將一數(shù)量與一更大的數(shù)量分離。被分離的數(shù)量可以是精確的和預(yù)先決定的數(shù)量(例如，通過(guò)基于體積或重量測(cè)量工具得到的)或者，可選的，可以是一更不精確和未決定的數(shù)量(例如，從容器中倒出一些隨機(jī)或粗略估計(jì)數(shù)量得到的)。
[0007]在所有這些方法的實(shí)施方式中，可執(zhí)行額外的操作和/或可指定具體的參數(shù)。在某些實(shí)施方式中，所述方法包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，從而化學(xué)分解大多數(shù)或基本所有的、暴露于載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HS0。在某些實(shí)施方式中，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，從而減少地下土地活動(dòng)中的腐蝕源。在某些實(shí)施方式中，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，從而同時(shí)處理地下土地活動(dòng)中的液體和氣體。在某些實(shí)施方式中，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，而且基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間和/或平均直徑在約5納米和約15納米之間。
[0008]本文還描述了方法、系統(tǒng)和組合物的其他實(shí)施方式。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0009]圖1顯示了實(shí)施方式中用于利用鉆井液鉆井的系統(tǒng)的示意圖。
[0010]圖2顯示了一系統(tǒng)的實(shí)施方式，所述系統(tǒng)用于水力壓裂以促進(jìn)石油和氣體生產(chǎn)。
[0011]圖3顯示了一系統(tǒng)的實(shí)施方式，所述系統(tǒng)用于提取地下資源。
[0012]圖4顯示銀納米顆粒的實(shí)施方式的視圖，該銀納米顆粒作為金屬性納米顆粒的例子。
[0013]圖5是流程圖，該流程圖顯示了一種方法的一實(shí)施方式，所述方法將金屬性納米顆粒懸浮液用于鉆井應(yīng)用。
[0014]在本文中，相似的附圖標(biāo)記用于標(biāo)記相似的要素。
詳述
[0015]在下面的描述中，提供了多種實(shí)施方式的具體細(xì)節(jié)。然而，有些實(shí)施方式在少于全部所述具體細(xì)節(jié)時(shí)也可實(shí)施。在其他情況下，對(duì)某些方法、步驟、組分、結(jié)構(gòu)、和/或功能描述的具體程度僅限于能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種實(shí)施方式，為了簡(jiǎn)潔和清楚。
[0016]本發(fā)明描述了很多實(shí)施方式，但至少有些所述實(shí)施方式將金屬性納米顆粒組合物作為殺菌劑以單獨(dú)的、或作為溶液或其他組合的一部分的方式包括進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用中。在某些實(shí)施方式中，所述金屬性納米顆粒組合物包括與結(jié)合水永久結(jié)合的銀納米顆粒，該銀納米顆粒催化性的或協(xié)同性的(即，使用多種毒性模式)使用多種殺菌作用模式來(lái)摧毀細(xì)菌(例如，病原體)，但是具體的作用模式不限于此。
[0017]許多工業(yè)過(guò)程受益于使用殺菌劑來(lái)減少腐蝕或幫助所述過(guò)程。然而，典型的殺菌劑是危險(xiǎn)有毒的和/或在足量使用時(shí)是相對(duì)昂貴的。相反，金屬性納米顆粒組合物可具有優(yōu)異的殺菌特性且相對(duì)持久和無(wú)毒。將金屬性納米顆粒組合物包含進(jìn)入工業(yè)過(guò)程可帶來(lái)良好的殺菌結(jié)果同時(shí)降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和成本。
[0018]許多工業(yè)過(guò)程涉及鉆或鑿深入泥土的地下孔。這些孔通常被稱為井眼。例如，在石油和氣體工業(yè)中，經(jīng)常要鑿離地面一米多深的孔。這個(gè)鉆井過(guò)程一般包括抽吸多種類(lèi)型的流體，所述流體為鉆頭提供冷卻，去除被鉆頭切碎的顆粒，以及，在某些情況下，為鉆頭提供動(dòng)力。所述液體也可因其他原因抽吸進(jìn)入井眼，例如支撐井眼的墻體和刺激油井的生產(chǎn)。所述液體通常被稱為“鉆井液”、“鉆探泥漿” “完井液” “修井液” “封隔液”、“壓裂液”、“刺激液”、“一致性控制液”、“滲透性控制液”、“加固液”等等。如本發(fā)明所使用，“鉆井液”可指在鉆井、生產(chǎn)、維修或復(fù)原過(guò)程中抽吸進(jìn)入井眼的任何類(lèi)型的流體。在某些實(shí)施方式中，所述鉆井液是水，可以包括或不包括其他化學(xué)物質(zhì)。
[0019]水是這些流體最常見(jiàn)的組分，并用于工業(yè)過(guò)程的所有方面，包括涉及應(yīng)用巖土工程的地下過(guò)程。應(yīng)用巖土工程活動(dòng)和過(guò)程可包括任何地下鉆井活動(dòng)、地面挖掘活動(dòng)、或類(lèi)似活動(dòng)，所述類(lèi)似活動(dòng)涉及任何目的包括但不限于石油和氣體和巖土工業(yè)作業(yè)。水的天然性質(zhì)在作為載體時(shí)可同時(shí)促進(jìn)和阻礙某些過(guò)程。在多種階段，例如，在泥土中鉆井的應(yīng)用科學(xué)中，水吸收和/或運(yùn)載來(lái)自泥土的大量的顆粒和元素以及添加至水中的化學(xué)物質(zhì)組合物。殺菌劑是常規(guī)性添加至水中的化學(xué)物質(zhì)的例子之一，以不同的濃度，以解決涉及細(xì)菌、有機(jī)碳、金屬、硫化物等出現(xiàn)在地下地質(zhì)構(gòu)成的問(wèn)題。
[0020]術(shù)語(yǔ)鉆井液，如本發(fā)明所使用，指用于在泥土中鉆探井眼的任何液體。細(xì)菌、有機(jī)碳、金屬、硫化物妨礙鉆井液的功能。典型的鉆井液功能包括但不限于以下:
[0021]從油井和井眼去除切削物
[0022]懸浮或釋放切削物
[0023]控制形成壓力
[0024]密封可滲透的形成物
[0025]維持油井眼穩(wěn)定性
[0026]最小化形成損壞`
[0027]冷卻、潤(rùn)滑和支撐鉆頭和鉆井組件
[0028]傳輸水力能量至工具和鉆頭
[0029]確保足夠的地層評(píng)測(cè)
[0030]控制腐蝕(在可接受的水平)
[0031]促進(jìn)粘結(jié)和完成
[0032]最小化對(duì)環(huán)境的影響
[0033]鉆井系統(tǒng)的多種配件常常浸沒(méi)在鉆井液中，并頻繁的因腐蝕而失效。所述腐蝕通常是由腐蝕劑穿過(guò)鉆井液運(yùn)動(dòng)至鉆井系統(tǒng)的配件引起的。這些失效可給操作鉆井系統(tǒng)的工人帶來(lái)巨大的危險(xiǎn)，并在替代零件就位前引起昂貴的拖延。
[0034]微生物是一種常見(jiàn)的腐蝕原因。例如，硫酸鹽還原菌(“SRB”)氧化許多鉆井液中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)化合物和將硫酸鹽還原成硫化物，更具體的，硫化氫(H2S)和氫硫化合物離子(HS!。當(dāng)金屬鉆井設(shè)備在SRB存在下使用時(shí)，結(jié)果常常是金屬設(shè)備被SRB產(chǎn)生的H2S腐蝕，這種情況可大大阻礙或阻止整個(gè)油田的生產(chǎn)，通常被稱為“酸氣”田。硫化氫在正常作業(yè)情況下還有其他方面的危險(xiǎn)。
[0035]此外，甚至在鉆井過(guò)程完成后，安裝進(jìn)入井眼的其他設(shè)備和/或結(jié)構(gòu)也可遭受SRB的腐蝕影響。例如，混凝土和金屬管道會(huì)隨時(shí)間腐蝕并最終在井眼內(nèi)失效。此外，安裝過(guò)程本身也可因SRB而被妨害或陷入危險(xiǎn)。例如，SRB可阻止混凝土進(jìn)行合適的固化，這會(huì)給井眼帶來(lái)毀滅性的失效。[0036]因?yàn)榧?xì)菌是一種主要腐蝕源的最終原因，常常把殺菌劑包含在常規(guī)的鉆井液和水源中。所述殺菌劑用于殺死或減少常常會(huì)阻止巖土工程井眼的成功產(chǎn)出的細(xì)菌、H2s、有機(jī)碳和金屬等。用于鉆井液的示例性殺菌劑包括:氯、戊二醛、氫氧化鈉和次氯酸鈉。但是，用于鉆井或其他工業(yè)過(guò)程的常規(guī)殺菌劑有明顯的不足。許多常規(guī)殺菌劑快速衰弱或擴(kuò)散而且，因此，必須經(jīng)常更換，這導(dǎo)致了上升的成本。另外，某些殺菌劑需要相對(duì)高的濃度才有效，這會(huì)帶來(lái)它們自己的腐蝕作用，并因此與消除細(xì)菌一產(chǎn)生的腐蝕劑如硫化氫的目標(biāo)相沖突。另外，以這種方式使用的某些殺菌劑對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)系統(tǒng)或油井工人或其他人員具有有害影響。最近幾年引起特別關(guān)注的一個(gè)不足是殺菌劑的毒性。有毒的殺菌劑可能從油井孔過(guò)濾至地下蓄水層或其他目標(biāo)之外的地方。在鉆井液中使用這些殺菌劑的潛在環(huán)境缺點(diǎn)，可導(dǎo)致未來(lái)法規(guī)更嚴(yán)格和成本增加。處理包括這些有毒殺菌劑的鉆井液導(dǎo)致顯著的成本和關(guān)注。
[0037]因此，鉆井公司需要一種具有更低的人類(lèi)和環(huán)境毒性、不會(huì)快速衰弱、以及能有效應(yīng)對(duì)SRB和H2S的殺菌劑。本發(fā)明描述的具有這些特征的一種殺菌劑是金屬性納米顆粒組合物。一種示例性的金屬性納米顆粒組合物如2006年11月14日授予J *R羅伯特(RobertJ.Holladay)等的美國(guó)專(zhuān)利第7，135，195號(hào)所述,該文全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本發(fā)明。
[0038]圖1顯示了實(shí)施方式中用于利用鉆井液鉆油井的一種系統(tǒng)100的示意圖。所述系統(tǒng)100包括井架102、鉆柱104、以及抽泥泵106。所述系統(tǒng)100鉆了一井眼108深入泥土中。
[0039]所述井架102，在某些實(shí)施方式中，是用于支撐系統(tǒng)100其他元件的支撐結(jié)構(gòu)。所述井架102包括用于抬起和定位鉆柱104的機(jī)器，以及還可包括其他機(jī)器用于操作系統(tǒng)100和執(zhí)行系統(tǒng)100功能，例如把鉆頭110旋轉(zhuǎn)進(jìn)入井眼108。所述井架102可以是任何尺寸和包括任何能夠支撐鉆柱104的材料。
[0040]所述鉆桿104，在某些實(shí)施方式中，包括空心鉆管的一或更多部分，這些部分連在一起。所述鉆柱104把鉆井液114和轉(zhuǎn)矩從地面?zhèn)鬏斨零@柱104底部。所述鉆柱104的空心管充當(dāng)導(dǎo)管，鉆井液114流經(jīng)該導(dǎo)管。所述鉆柱104還可包括打斷、切削或粉碎井眼路徑上巖層的鉆頭110。
[0041 ] 在某些實(shí)施方式中，抽泥泵106將鉆井液114從地面通過(guò)鉆柱104抽吸至井眼108的底部。所述抽泥泵106可以是往復(fù)泵或能在鉆井液114中產(chǎn)生高壓的其他裝置。所述抽泥泵106可包括多個(gè)活塞/柱塞來(lái)抽吸鉆井液114，而且可相對(duì)于井眼108的尺寸和深度來(lái)決定尺寸。所述抽泥泵106還可包括一或更多減震器以減少震動(dòng)。
[0042]鉆井液114被抽泥泵106通過(guò)空心鉆柱104抽吸至井眼108的底部的鉆頭110。然后，所述鉆井液114在鉆頭104和井眼108壁之間的環(huán)形空間(被稱為環(huán)空112)向上流動(dòng)，所述鉆井液114從環(huán)空112的頂部流出，而且通過(guò)抽泥泵106、鉆柱104、鉆頭110，以及環(huán)空112再次循環(huán)，
[0043]所述鉆井液114執(zhí)行多種功能。在某些實(shí)施方式中，所述鉆井液114潤(rùn)滑和冷卻鉆頭110以延長(zhǎng)鉆頭110的使用。所述鉆井液114還去除由鉆頭110從井眼108切削、被稱為“切削物”的材料。在某些實(shí)施方式中，所述鉆井液114給鉆頭110或鉆柱104的其他組件提供動(dòng)力。所述鉆井液114還可包括殺菌劑以減少細(xì)菌產(chǎn)物如腐蝕性物質(zhì)。
[0044]在某些實(shí)施方式中， 所述鉆井液114包括金屬性納米顆粒組合物。所述金屬性納米顆粒組合物可降低鉆井液114中至少一部分SRB的活性或?qū)⑵錃⑺?。因此，可減少鉆井液114中腐蝕性材料的產(chǎn)生。在具體的實(shí)施方式中，所述金屬性納米顆粒包括銀納米顆粒。雖然接下來(lái)的描述指銀納米顆粒，但所提供的描述亦可適用于形成于或包括其他金屬或金屬性特征的納米顆粒。所述銀納米顆?？梢砸匀我鉂舛人酱嬖谟阢@井液114中。作為一個(gè)例子，所述銀納米顆?？梢约s十億分之五十份和百萬(wàn)分之五份之間的濃度存在于鉆井液114中。在另一例子中，所述銀納米顆?？梢愿哌_(dá)約百萬(wàn)分之百份的濃度存在于鉆井液114中。在另一例子中，所述銀納米顆?？梢缘椭良s十億分之一份的濃度存在于鉆井液114中。在具體應(yīng)用中使用的濃度水平取決于使用銀納米顆粒組合物的工業(yè)應(yīng)用的類(lèi)型。此外，其他濃度范圍可適用于包括除了銀以外的其他金屬的納米顆粒。 [0045]在某些實(shí)施方式中，所述鉆井液114再次循環(huán)前可在泥漿坑116中沉積，以使切削物從鉆井液114中沉積出來(lái)。所述鉆井液114在再次循環(huán)前還可收集和改性。對(duì)于常規(guī)殺菌劑添加劑，這個(gè)沉積過(guò)程會(huì)導(dǎo)致殺菌劑與切削物聯(lián)用沉積、化學(xué)轉(zhuǎn)變和降解，或揮發(fā)至大氣中。鉆井液114中殺菌劑的濃度和效率可能因此被降低。此外，常規(guī)殺菌劑在使用時(shí)可能相對(duì)快速的降解或消耗，因此需要在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)添加更多殺菌劑至鉆井液114中。
[0046]在某些實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒組合物具有使當(dāng)鉆井液114在泥漿坑116中靜置時(shí)所述銀納米顆粒組合物仍然留在懸浮液中的物理特性。所述納米顆粒的小尺寸、和所述納米顆粒的結(jié)構(gòu)以及多種基本力結(jié)合，可使所述納米顆粒仍然留在懸浮液中并因此不會(huì)沉積在泥漿坑116中，或相對(duì)緩慢的沉積并保留它的殺菌性質(zhì)。因此，一種包括銀納米顆粒組合物、或主要只包括銀納米顆粒材料的溶液的殺菌劑，可維持比其他現(xiàn)有殺菌劑更長(zhǎng)的濃度和效率。
[0047]所述銀納米顆?？煞€(wěn)定存于該組合物中，無(wú)需表面活性劑。因此，所述鉆井液114可不使用表面活性劑。然而，其他實(shí)施方式可包括表面活性劑。
[0048]在某些實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒組合物保持長(zhǎng)于其他常規(guī)殺菌劑的作為殺菌劑的效率，以及中和的SRB多于用于鉆井或其他工業(yè)應(yīng)用的其他常規(guī)殺菌劑。由該納米顆粒的物理特性引起的納米顆粒的運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)效率。相對(duì)小的納米顆粒(相對(duì)于，例如，微米顆粒)可展現(xiàn)相對(duì)高水平的布朗運(yùn)動(dòng)(Brownian motion)。在某些實(shí)施方式中，所述金屬性納米顆粒組合物包括與結(jié)合水永久、基本永久、或半永久結(jié)合的銀納米顆粒，該銀納米顆粒催化性的或協(xié)同性的(即，使用多種毒性模式)使用多種殺菌作用模式來(lái)摧毀細(xì)菌(例如，病原體)，但具體的作用模式不限于此。因此，所述銀納米顆粒組合物可保留它們作為殺菌劑的效率長(zhǎng)于更大的顆粒。
[0049]在某些實(shí)施方式中，用于鉆井液114的所述殺菌性添加劑不含有機(jī)聚合物。換句話說(shuō)，所述鉆井液114可只包含無(wú)機(jī)殺菌劑。所述鉆井液114可包含銀納米顆粒，該銀納米顆?；静话袡C(jī)物質(zhì)。在一實(shí)施方式中，用于鉆井液114的所述殺菌性添加劑可主要或僅僅為銀納米顆粒在水中的懸浮液。在另一實(shí)施方式中，用于鉆井液114的所述殺菌性添加劑可為銀納米顆粒在水中的懸浮液與一或更多其他物質(zhì)的組合。下文將結(jié)合圖4，更加詳細(xì)的討論銀納米顆粒的實(shí)施方式。
[0050]在某些實(shí)施方式中，用于鉆井液114的所述殺菌性添加劑包含過(guò)氧化氫(H2O2)。過(guò)氧化氫可與銀納米顆粒相互作用以增強(qiáng)所述鉆井液114的抗菌活性。具體的，添加過(guò)氧化氫可抵消高鹽度的部分或全部影響，否則高鹽度可能會(huì)負(fù)面的影響銀納米顆粒溶液的效率。這樣，可以說(shuō)過(guò)氧化氫至少部分的中和了鹽度。在某些實(shí)施方式中，所述過(guò)氧化氫用作厭氧微生物的殺菌劑。所述過(guò)氧化氫可占全部溶液的約0.5%至5.0%。其他實(shí)施方式可包括更多或更少的過(guò)氧化氫。其他實(shí)施方式可限制于更窄的總?cè)芤喊俜謹(jǐn)?shù)范圍(例如，約
1.0-4.0%之間、約2.0-3.0%之間等)。例如，所述過(guò)氧化氫可以約十億分之五百和約百萬(wàn)分之十之間的濃度存在于鉆井液114中。在另一例子中，所述過(guò)氧化氫可以高達(dá)約百萬(wàn)分之百的濃度存在于鉆井液114中。在某些實(shí)施方式中，所述過(guò)氧化氫與銀納米顆粒一起存在于鉆井液114中。這個(gè)實(shí)施方式可使用一個(gè)范圍的銀納米顆粒濃度，如上文所解釋?zhuān)约斑^(guò)氧化氫的濃度范圍為約十億分之五百和約百萬(wàn)分之百之間。
[0051]圖2顯示了系統(tǒng)200的一實(shí)施方式，所述系統(tǒng)200用于水力壓裂以促進(jìn)石油和氣體生產(chǎn)。所述系統(tǒng)200包括抽泥泵106、鉆井液114，以及射孔槍204。所述系統(tǒng)斷裂在井眼108的一部分周?chē)膸r石，從而促進(jìn)油井的生產(chǎn)。
[0052]所述射孔槍204，在實(shí)施方式中，被插入井眼108 (“該橫向的”)的橫向部分。該橫向的可位于一具體層202,該層202可為巖石或巖層,例如頁(yè)巖層。所述射孔搶204施加壓力至套管和內(nèi)襯井眼108的其他周?chē)Y(jié)構(gòu)，例如混凝土襯套和井眼108周?chē)膸r石。該施加的壓力位于具體的射孔區(qū)206，所述射孔區(qū)206將壓力聚焦在某位置從而套管、混凝土襯套，以及巖石可在射孔區(qū)206或它的附近射孔。所述射孔槍204使用任何施加壓力的方法，例如聚能裝藥或其他爆炸物。
[0053]然后，將所述射孔槍204從井眼108去除，而且往井眼填充壓裂液。所述壓裂液可類(lèi)似于，在某些方法，用于鉆井眼108的鉆井液114或可為專(zhuān)業(yè)的壓裂液包括類(lèi)似的銀納米顆粒溶液，如上文所述。所述壓裂液通過(guò)抽泥泵106或其他泵或壓力產(chǎn)生裝置在壓力下置于井眼108。所述抽泥泵106可以是與鉆井過(guò)程中使用的相同的泵或者可以是專(zhuān)業(yè)的壓裂栗。
[0054]壓裂液的壓力壓裂射孔附近的巖石。由增壓壓裂液創(chuàng)建的裂痕208可延伸至井眼108周?chē)膶?02。通常，所述裂痕208提供低阻通道，以使石油、氣體或氣體物質(zhì)進(jìn)入井眼并且從油井去除。
[0055]水力壓裂通常用于促進(jìn)油井的生產(chǎn)，但該壓裂過(guò)程包括多個(gè)困難。與上文所述的鉆井液類(lèi)似，所述壓裂液可被細(xì)菌如SRB的存在而受到負(fù)面影響。因SRB產(chǎn)生的腐蝕是典型壓裂系統(tǒng)的常見(jiàn)問(wèn)題。因此，用于壓裂過(guò)程的壓裂液頻繁的包括殺菌劑以減輕SRB的影響。在常規(guī)的系統(tǒng)中，所述壓裂液可包括有毒組分，包括有毒的殺菌劑?，F(xiàn)有系統(tǒng)中使用的常規(guī)壓裂液的毒性可給工人、周?chē)h(huán)境、地下蓄水層和居住在附近的居民帶來(lái)危險(xiǎn)。從壓裂使用的壓裂液中覺(jué)察的危險(xiǎn)可導(dǎo)致更多的政府規(guī)定，這些政府規(guī)定將要求在該過(guò)程中使用毒性更小的材料。
[0056]在本發(fā)明描述的某些實(shí)施方式中，在壓裂過(guò)程使用的壓裂液包括在結(jié)合水懸浮液中的銀納米顆粒。所述銀納米顆粒可包括本發(fā)明結(jié)合圖1和其他地方所描述的性質(zhì)和特征在實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒懸浮于添加至壓裂液的水中。所述銀納米顆粒懸浮液可用作有效的殺菌劑，且當(dāng)與本發(fā)明上述的其他殺菌劑相比時(shí)濃度相對(duì)較低。在某些實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒懸浮液可以以前述濃度范圍存在。在某些實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒懸浮液可以和過(guò)氧化氫一起以前述濃度范圍存在于壓裂液中。
[0057]除了上述的鉆井和壓裂過(guò)程以外，所述銀納米顆粒懸浮液可用于其他工業(yè)應(yīng)用。例如，所述銀納米顆粒懸浮液可以以類(lèi)似的方式用作殺菌劑用于其他鉆井過(guò)程，包括但不限于注水以促進(jìn)油井生產(chǎn)、回收鉆井液水、油井維修，和酸氣緩解。所述銀納米顆粒懸浮液可以以類(lèi)似的方式用作殺菌劑用于其他工業(yè)過(guò)程，包括但不限于下述:流體優(yōu)化、水消毒、水凈化、水處理、水分離、采出水的回收和處理、油井調(diào)濕、鉆井液調(diào)節(jié)劑、鉆井液礦物、鉆井液減摩劑、水泥調(diào)節(jié)劑、地表驅(qū)水灌溉、機(jī)械蒸汽增強(qiáng)、污染抵抗、藥物修復(fù)/回收、蓄水層/地層調(diào)節(jié)劑、地下蓄水層復(fù)原、土壤修復(fù)、阻垢劑、殺菌、殺病原體、鉆井過(guò)程增強(qiáng)、油水分離、流體集成、套管保護(hù)、細(xì)菌預(yù)防、紫外性質(zhì)相似性、除砷、石油精煉過(guò)程、地表排放、非點(diǎn)源排放、蒸發(fā)塘處理和排放控制、濕地處理、灰塵控制、現(xiàn)場(chǎng)清洗、飲用/非飲用水，除鐵、地下注水、增強(qiáng)蒸發(fā)、水平衡、除硫化氫(硫還原細(xì)菌)，以及其他類(lèi)似的應(yīng)用。
[0058]可以使用所述銀納米顆粒懸浮液的其他工業(yè)過(guò)程，包括但不限于下述:表面活性劑、離子交換、電滲析(ED)、反向電滲析(EDR)、電容去離子技術(shù)、電化學(xué)活化技術(shù)、電-去離子、植物/蔬菜養(yǎng)料、電磁半導(dǎo)體。銀納米顆粒溶液還可用于降低氯和硫化物(H2S和HS_)、硝酸鹽、亞硝酸鹽，和/或其他離子濃度的過(guò)程。銀納米顆粒溶液還可用于降低硒、砷、銅和/或其他金屬濃度的過(guò)程。納米顆粒溶液還可用于減少多環(huán)芳烴和其他有機(jī)化合物的過(guò)程。
[0059]附錄A包括《無(wú)機(jī)分析報(bào)告》的測(cè)試數(shù)據(jù)，這些測(cè)試是由認(rèn)證的分析實(shí)驗(yàn)室在4個(gè)樣品上進(jìn)行的。在這些或類(lèi)似的測(cè)試數(shù)據(jù)中，在有機(jī)報(bào)告中發(fā)現(xiàn)的簡(jiǎn)寫(xiě)“Surr”意指一種替代化合物，該替代化合物是由實(shí)驗(yàn)室故意添加的以測(cè)定樣品注射、提取、和/或凈化效率。報(bào)告中發(fā)現(xiàn)的“報(bào)告極限” 相當(dāng)于應(yīng)用定量限(PQL)，是根據(jù)引用的方法和樣品基質(zhì)所能報(bào)告的最小濃度。所述報(bào)告極限不必涉及任何規(guī)定的極限以及，在某些情況下，可排除利用更精確測(cè)試設(shè)備所可能得到的更精確數(shù)據(jù)。在這些限制下，分析結(jié)果以三明顯的圖報(bào)告，目的是為了質(zhì)量控制和計(jì)算。此外，對(duì)于附錄A中進(jìn)行和報(bào)告的硫化物分析，因?yàn)樘峁┑臉悠敷w積有限，所以稀釋樣品以達(dá)到具體的體積以進(jìn)行樣品分析。稀釋導(dǎo)致這個(gè)樣品的報(bào)告極限提高。附錄A顯示的樣品5報(bào)告包括處理混合了采出水的回水的結(jié)果，所述采出水為來(lái)自懷俄明州南部某井田油井完成和石油生產(chǎn)過(guò)渡間的采出水。
[0060]其他分析，也使用ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法，表明銀納米顆粒溶液具有降低硫化物濃度的能力。這些硫化物化學(xué)氧化測(cè)試的結(jié)果也包含于附錄A中。
[0061]本發(fā)明所述金屬性納米技術(shù)實(shí)施方式，或相當(dāng)?shù)慕饘傩约{米技術(shù)的潛在使用者，包括，但不限于，從事石油和氣體工業(yè)某些方面的實(shí)體、地下巖土工程、以及其他工業(yè)能源或環(huán)境相關(guān)的產(chǎn)品應(yīng)用。潛在應(yīng)用的一些例子包括，但不限于，下述:國(guó)內(nèi)，國(guó)際，跨國(guó)大型石油公司、國(guó)內(nèi)石油公司、高度集成的實(shí)體、獨(dú)立的石油公司、煉油廠、營(yíng)銷(xiāo)人員、生產(chǎn)商、投資者、參與者、消費(fèi)者和投機(jī)商、貿(mào)易未來(lái)的制造商和創(chuàng)業(yè)者、由現(xiàn)金市場(chǎng)組成的石油市場(chǎng)中的分銷(xiāo)商和貿(mào)易者、期貨市場(chǎng)，以及全部的能源服務(wù)提供商、第三方提供商以及參與上游和下游活動(dòng)的任何公司、子公司、分公司、輔助公司(auxiliaries)、控股公司或附屬公司。
[0062]通常，本發(fā)明所述金屬性納米技術(shù)實(shí)施方式，或相當(dāng)?shù)慕饘傩约{米技術(shù)的潛在使用者，包括，但不限于，在下述一般領(lǐng)域的活動(dòng):工程、建造、運(yùn)營(yíng)、計(jì)劃、涉及、開(kāi)拓和生產(chǎn)的努力。在這些領(lǐng)域的潛在活動(dòng)的一些離子包括，但不限于:生產(chǎn)、煉油、制造、處理、化學(xué)的、石油-化學(xué)的、氣液轉(zhuǎn)化、地?zé)?、土工的、過(guò)程、管道內(nèi)襯、流體、烴、有機(jī)蒸汽、運(yùn)輸、操縱、地震的、地質(zhì)的、地球物理的、技術(shù)的、開(kāi)拓的、工程的、沉積的、磁性的、重量分析的、轉(zhuǎn)讓、導(dǎo)電率、蓄水池、海床、氣象的、環(huán)境的、泥漿坑、泥漿系統(tǒng)、泥漿流體、泥漿產(chǎn)品、泥漿添加劑、殺菌劑替代品或添加劑、粘度增強(qiáng)、優(yōu)化、回收方法、井眼流體、水泥流體、滑線流體、水力壓裂液、工業(yè)水應(yīng)用、氣體或增壓壓裂、修井液、水泥流體、井眼、循環(huán)過(guò)程、原生水、地層水、間隙水、礦物聚集體或有機(jī)物質(zhì)、硫還原細(xì)菌、所有其他已知或未知的地面或地下細(xì)菌、采出水、沉積塘流體、蓄水坑流體、閉環(huán)流體、混相流體、人工驅(qū)水、水井、處理井、流體注射、進(jìn)料井、出料井、流動(dòng)處理器、增強(qiáng)的回收、鹽水流體、鹽水處理、硫化氫、溶解的氣體、二氧化碳、氣體注射、人工驅(qū)水、使用化學(xué)物質(zhì)的三級(jí)方法、氣體、熱量、資源回收的效率提高、泵、油罐消耗品、去污、油罐組、油庫(kù)、油罐儲(chǔ)存、空氣鉆井、空氣/氣體抬舉、刷水、加熱器處理、熱油、酸化、清管、除垢、套管、油管、孔內(nèi)維修、鋼絲繩、維修，以及類(lèi)似的活動(dòng)。其他的例子包括涉及下述的多種活動(dòng):設(shè)施、收集設(shè)施、水處理系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、管線、泵站、提升站、中轉(zhuǎn)站、儲(chǔ)存設(shè)施、垃圾處理設(shè)施、居住、供應(yīng)裝置、鉆井區(qū)域、鉆井裝置、處理設(shè)施、井頭、流動(dòng)線路、注射線路、陰極、分離過(guò)程、人工提升方法、先進(jìn)回收技術(shù)、運(yùn)輸設(shè)備、試車(chē)/退役、復(fù)原、棄井、環(huán)境管理、蒸發(fā)塘、脫鹽蒸發(fā)/沉積堂、采出流體、有機(jī)物的水處理、無(wú)機(jī)物、金屬或具有用于還原的有形或無(wú)形特征的其他組合物、提高穩(wěn)定性、擴(kuò)張、蒸發(fā)、潤(rùn)滑、酸性、堿性、分離、無(wú)菌化、活化，以及處理。其他商業(yè)化和/或工業(yè)應(yīng)用活動(dòng)的額外例子包括，但不限于，下述:石油、氣體、冷凝物、可燃和非可燃?xì)怏w、烴、蒸餾油、收集過(guò)程、脫水、壓縮、處理和運(yùn)輸方法、測(cè)井、分級(jí)、挖掘、污垢工作、制備、消耗品、射孔等等。此外，本發(fā)明所描述的金屬性納米技術(shù)的實(shí)施方式還可與進(jìn)行中的研究和開(kāi)發(fā)活動(dòng)聯(lián)用。這些研究和開(kāi)發(fā)活動(dòng)的一些例子包括，但不限于，下述:陸源的、近海的、移動(dòng)的、固定的、獨(dú)立的、千斤頂托起、半潛式平臺(tái)、鉆井船、水駁船、鉆機(jī)、鉆井模塊、運(yùn)輸、員工住宿、石油提煉、化學(xué)工程、尿素工廠、水處理設(shè)施、注射設(shè)施、硫化物設(shè)施等等。此外，本發(fā)明所描述的金屬性納米技術(shù)的實(shí)施方式可與涉及用于地下土地活動(dòng)的環(huán)境和/或安全規(guī)定的任何活動(dòng)聯(lián)用，所述地下土地活動(dòng)一定或可能導(dǎo)致排放或提取，所述排放或提取可用本發(fā)明所述一或更多實(shí)施方式制備的金屬性納米顆粒的性質(zhì)，或者相當(dāng)于所述一或更多實(shí)施方式制備的金屬性納米顆粒的金屬性結(jié)構(gòu)處理。
[0063]圖3顯示了系統(tǒng)220的實(shí)施方式，所述系統(tǒng)220用于提取地下資源。圖3的所述系統(tǒng)220在很多方面基本與圖2的系統(tǒng)200類(lèi)似。然而，圖3示例的所述系統(tǒng)220代表了操作階段，在該階段壓裂已經(jīng)完成而且一種資源如天然氣或石油正被從井眼108中提取。
[0064]在示例的所述系統(tǒng)220中，坑116被回填因?yàn)椴辉傩枰@井液114。所述系統(tǒng)220還包括油罐組222，該油罐組222安裝用于儲(chǔ)存采出水，或從井眼108與天然氣或其他資源聯(lián)用提取的水。所述油罐組222可包括一或更多儲(chǔ)油罐，該儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)用于容納一定數(shù)量的采出水。采出水被儲(chǔ)存在油罐組222中，因此所述采出水潛在的含有對(duì)地表環(huán)境有害的成分。例如，如果在鉆井或壓裂階段使用了任何有毒化學(xué)物質(zhì)，那么所述采出水中可能包括殘留的有毒化學(xué)物質(zhì)成分，這些成分不應(yīng)該釋放至地表環(huán)境中。此外，在井眼108發(fā)現(xiàn)的某些自然元素可能有毒或者不是地表環(huán)境所想要的。作為二級(jí)預(yù)防措施，所述油罐組222可位于護(hù)道或護(hù)堤224之間。如果儲(chǔ)存在油罐組222的采出水發(fā)送泄漏，那么護(hù)道或護(hù)堤224設(shè)計(jì)用于容納溢出量一定時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)可以采取容納和清理措施。
[0065]圖4顯示了銀納米顆粒300的一實(shí)施方式的視圖。所述銀納米顆粒300包括一表面302和一內(nèi)部304。所述銀納米顆粒300可被包含于銀納米顆粒懸浮液中。
[0066]所述表面302，在實(shí)施方式中，是氧化銀。所述表面302可具有金屬性特征。在某些實(shí)施方式中，所述表面302具有共價(jià)的特征。所述內(nèi)部304可為單質(zhì)銀。
[0067]所述銀納米顆粒300可具有準(zhǔn)確的或平均的直徑306，該直徑306定義了所述銀納米顆粒300的尺寸。在某些實(shí)施方式中，所述直徑306或銀納米顆粒的尺寸在約0.002微米和約0.030微米(即，2-30納米)之間。所述銀納米顆?？删哂锌勺兊某叽纾骄睆綖榧s 0.002-0.030 微米(即，2-30 納米)。
[0068]所述銀納米顆粒300可以是組合物中許多銀納米顆粒之一。所述組合物可以是銀納米顆粒在水中的組合物。在某些實(shí)施方式中，組合物中大多數(shù)的銀納米顆粒的直徑在約
0.002微米和約0.030微米之間。在某些實(shí)施方式中，組合物中至少75%的銀納米顆粒的直徑在約0.002微米和約0.030微米之間。在其他實(shí)施方式中，組合物中至少90%的銀納米顆粒的直徑在約0.002微米和約0.030微米之間。在某些實(shí)施方式中，組合物中至少95%的銀納米顆粒的直徑在約0.002微米和約0.030微米之間。在組合物的某些實(shí)施方式中，所述銀納米顆粒的平均直徑為0.0106微米。如上文所解釋?zhuān)鲢y納米顆粒在溶液中或作為脫水物質(zhì)(例如，粉末)可對(duì)SRB和/或其他細(xì)菌顯示殺菌性性質(zhì)。
[0069]圖5是流程圖，該流程圖顯示了一種方法400的一實(shí)施方式，所述方法400將銀納米顆粒懸浮液用于鉆井應(yīng)用。在某些實(shí)施方式中，所述方法400是一種使用了圖1-3系統(tǒng)所示系統(tǒng)和儀器的方法，而且將參考這些圖進(jìn)行討論。然而，所述方法400也可按它的方法獨(dú)立執(zhí)行，且無(wú)意將所述方法具體的限定于上文結(jié)合那些圖討論的【具體實(shí)施方式】。此外，雖然下面的描述主要參考了鉆井液和設(shè)備，相同或相似的操作也可在壓裂液和設(shè)備上實(shí)施，或在其他工業(yè)流體和相關(guān)設(shè)備上實(shí)施。
[0070]如圖5所示，提供402銀納米顆粒懸浮液所述懸浮液可以以鉆井液114的形式和可以在泥漿坑116或采出水中提供402。所述懸浮液可具有抗菌性質(zhì)和可用作殺菌劑。
[0071]用于鉆井泥漿(或用于壓裂液的其他泵)的抽泥泵106可把所述懸浮液抽吸404進(jìn)入井眼108。在某些實(shí)施方式中，所述懸浮液通過(guò)鉆柱104被抽吸404進(jìn)入井眼108。在另一實(shí)施方式中，所述懸浮液被直接抽吸404進(jìn)入井眼108。
[0072]在井眼108中的懸浮液可增壓?？山o懸浮液施加406壓力，通過(guò)抽泥泵106或能施加壓力的其他裝置。在實(shí)施方式中，所述施加的壓力使得所述懸浮液通過(guò)鉆柱104循環(huán)并且通過(guò)井眼壁和鉆柱104之間的環(huán)空112回填。在另一實(shí)施方式中，所述懸浮液被置于靜壓下，例如在水力壓裂中。
[0073]在某些實(shí)施方式中，所述懸浮液被從井眼中去除和收集408。所述懸浮液可作為鉆井操作的部分來(lái)去除和收集408，其中所述懸浮液流出環(huán)空112并在這里俘獲和返回至泥漿坑116以備重新使用。在另一實(shí)施方式中，所述懸浮液可被抽吸出井眼108且收納在容器(未顯示)中以備后用或處理。
[0074]本發(fā)明的實(shí)施方式為用于工業(yè)應(yīng)用的殺菌劑提供了降低的人類(lèi)和環(huán)境毒性以及升高的安全性。銀納米顆粒的金屬性懸浮液可替代其他殺菌劑使用，或者用于傳統(tǒng)殺菌劑不安全的應(yīng)用中。
[0075]此外，為了參考，本文所述的銀納米顆粒溶液的某些實(shí)施方式與其他殺菌性組合物是可區(qū)分的。作為一個(gè)例子，本文所述的銀納米顆粒溶液的實(shí)施方式可以以嚴(yán)格的形式使用，不包括其他潛在添加劑如常規(guī)的有毒物質(zhì)、聚合物、填料、凝結(jié)劑、支撐劑、表面活性劑、有機(jī)殺菌劑等等。作為一個(gè)例子，本文所述的銀納米顆粒的實(shí)施方式可不包含更易于隨時(shí)間分解的有機(jī)成分而實(shí)施。作為另一例子，本文所述的銀納米顆粒溶液的實(shí)施方式中，該銀納米顆粒溶液是有效可溶的，或者實(shí)際相當(dāng)于可溶溶液。這與一些形成為所謂的微米顆?；蛟诙喾N材料的混合物之中的常規(guī)的基于銀的殺蟲(chóng)劑不同，所述常規(guī)的基于銀的殺蟲(chóng)劑因?yàn)樵诨静蝗芙饘傩?顆?；|(zhì)中所以相對(duì)不穩(wěn)定。其他的實(shí)施方式可具有其他的優(yōu)點(diǎn)和/或區(qū)別特征，根據(jù)本文提供的描述，這對(duì)本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。
[0076]雖然本文方法的操作是按具體順序顯示描述的，但是每一方法的操作順序可以改變，從而使某些操作可按相反的順序執(zhí)行或者某些操作，至少一部分，可與其他操作同時(shí)執(zhí)行。在另一實(shí)施方式中，確切操作的說(shuō)明或子-操作可以以間歇和/或交替的方式執(zhí)行。
[0077]雖然本文闡述和說(shuō)明了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明并不限于這些闡述和說(shuō)明的具體形式或部分排布。本發(fā)明的范圍受所附權(quán)利要求及其等效權(quán)利要求的限定。
【權(quán)利要求】
1.一種將金屬性納米顆粒材料與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的方法，所述方法包括: 提供測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料；以及 將所述測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料添加至載體材料，從而在將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)之前對(duì)該載體材料進(jìn)行預(yù)處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，從而化學(xué)分解大多數(shù)暴露于載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HSO。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，其中，所述制備的金屬性納米顆粒材料化學(xué)分解基本所有的、暴露于載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HS—)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，其中，所述制備的金屬性納米顆粒材料減少地下土地活動(dòng)中的腐蝕源。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，其中，所述制備的金屬性納米顆粒材料同時(shí)處理地下土地活動(dòng)中的液體和氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，所述銀納米顆粒的平均直徑在約5納米和約15納米之間。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將載體材料及制備的金屬性納米顆粒材料用于地下土地活動(dòng)中，從而降低載體材料中的金屬含量。
9.一種將金屬性納米顆粒材料與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的方法，所述方法包括: 獲得與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的地下土地開(kāi)口； 將一定數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至該地下土地開(kāi)口 ；以及 用制備的金屬性納米顆粒材料處理存在于通過(guò)該地下土地開(kāi)口能進(jìn)入的地下土地位置的地下土地條件。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，用制備的金屬性納米顆粒材料處理地下土地條件還包括化學(xué)分解大多數(shù)暴露于制備的金屬性納米顆粒材料的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HS_)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，用制備的金屬性納米顆粒材料處理地下土地條件還包括減少地下土地活動(dòng)中的腐蝕源。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，用制備的金屬性納米顆粒材料處理地下土地條件還包括同時(shí)處理地下土地活動(dòng)中的液體和氣體。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，所述銀納米顆粒的平均直徑在約5納米和約15納米之間。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述地下土地開(kāi)口包括井眼的開(kāi)口，以及所述地下土地位置包括井眼內(nèi)的位置。
16.一種將金屬性納米顆粒材料與地下土地活動(dòng)聯(lián)用的方法，所述方法包括: 獲得來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品是結(jié)合地下土地活動(dòng)來(lái)提取的； 測(cè)量一劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料；以及 將所述測(cè)定的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品O
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HS—)暴露于制備的金屬性納米顆粒材料而化學(xué)分解來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品中大多數(shù)的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HSO。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于腐蝕源暴露于制備的金屬性納米顆粒材料而化學(xué)減少來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品中的腐蝕源。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于液體和氣體暴露于制備的金屬性納米顆粒材料而同時(shí)化學(xué)處理來(lái)自地下土地位置的產(chǎn)品中相關(guān)的液體和氣體。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間。
21.一種用金屬性納米顆粒材料進(jìn)行處理的方法，所述方法包括: 獲得遭受污染環(huán)境污染的材料，所述污染環(huán)境由來(lái)自地下土地活動(dòng)的污染物造成； 測(cè)量一劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料；以及 將所述測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至遭受污染環(huán)境污染的材料。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，所述銀納米顆粒的平均直徑在約5納米和約15納米之間。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述材料包括自然環(huán)境組合物，包括雨水、活水、死水、土壤、和/或植物。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，來(lái)自地下土地活動(dòng)的所述污染物包括細(xì)菌、有機(jī)碳、無(wú)機(jī)離子、和/或金屬。
26.一種用金屬性納米顆粒材料進(jìn)行處理的方法，所述方法包括: 獲得遭受污染環(huán)境污染的材料，所述污染環(huán)境由來(lái)自基本厭氧條件的污染物造成； 測(cè)量一劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料；以及 將所述測(cè)量的劑量數(shù)量的制備的金屬性納米顆粒材料引入至遭受污染環(huán)境污染的材料。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，基本上所有的銀納米顆粒的直徑在約2納米和約100納米之間。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述制備的金屬性納米顆粒材料包括銀納米顆粒，其中，所述銀納米顆粒的平均直徑在約5納米和約15納米之間。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，來(lái)自地下土地活動(dòng)的所述污染物包括細(xì)菌、有機(jī)碳、和/或金屬。
30.一種用作工業(yè)殺菌劑的水包銀組合物，該組合物包括銀的總濃度為約十億分之一份至百萬(wàn)分之五十份之間，所述銀呈懸浮液中銀納米顆粒的形式，且具有單質(zhì)銀內(nèi)部和氧化銀表面，其中大多數(shù)的銀納米顆粒最大直徑小于約100納米，以及其中大多數(shù)的銀納米顆粒最小直徑大于約2納米，以及其中所述組合物具有抗菌性質(zhì)。
31.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述組合物具有結(jié)構(gòu)和功能的性能特征，以化學(xué)分解暴露于所述銀納米顆粒的硫化氫(H2S)和/或氫硫化合物離子(HS—)。
32.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括鉆井泥漿，以形成用于鉆一井眼的鉆井液。
33.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括用于在一井眼中水力壓裂的壓裂液。
34.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括從地下井眼提取的米出水。
35.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括銀的總濃度為約十億分之五至約百萬(wàn)分之五十份之間。
36.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，大多數(shù)的所述銀納米顆粒最大直徑小于約15納米以及最小直徑大于約5納米。
37.如權(quán)利要求30所述的組合物，其特征在于，所述銀的總濃度為約十億分之一份至約百萬(wàn)分之六十四份之間。`
【文檔編號(hào)】C09K8/74GK103492527SQ201280019924
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月25日
【發(fā)明者】R·W·麥克庫(kù)賓斯, N·J·懷廷, F·V·希瑞弗, L·G·米勒, T·G·米勒 申請(qǐng)人:純凈液體溶液有限公司