[发明专利]用于井处理流体的缓释井处理复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及用于油田应用的经处理复合材料，其通过使井处理剂从液体沉淀至水不溶性吸附剂和在金属盐存在下制备。

背景技术

产自井的流体通常含有复杂混合物，该混合物的组分包括脂肪烃、芳族化合物、杂原子分子、阴离子和阳离子盐、酸、沙子、淤泥和粘土。这些流体的性质结合它们在采收过程中经常经受的热、压力和湍流的严苛条件，是油和/或气生产井和地面设备中污垢形成、盐形成、石蜡沉积、乳化(油包水和水包油)、气体水合物形成、腐蚀、沥青质沉淀和石蜡形成的促成因素。这些条件还降低地下地层的渗透性，减少井生产率和缩短生产设备的寿命。为了从井和设备清除沉积物，需要停止生产，这既费时又昂贵。

井处理剂经常用于生产井以阻止由这些沉积物和沉淀物引起的有害影响。例如，地层中和/或井下和地面生产线中的结垢经常通过使用污垢抑制剂来控制。

本领域中已知用于将井处理剂引入生产井的几种方法。例如，可以通过从地面应用液压将液体井处理剂压入地层，这将处理剂压入目标区域。在多数情况下，这种处理在低于地层压裂压力的井下注入压力下进行。替代地，传送方法可以包括将固体井处理剂置入与液压压裂操作相关的生产地层中。通常优选该方法，因为在地层中所含流体进入经常遇到有害影响的井筒之前，该方法使处理剂与该流体接触。

这些方法的主要不足之处是难以在持续的时间段内向井释放井处理剂。结果是必须重复进行处理以确保井中连续存在必需水平的处理剂。这些处理因停工时间造成生产收入的损失。

因此，已经在寻求用于将井处理剂引入油和/或气井的处理方法，其中处理剂可以在持续的时间段内释放，和其中操作者不必长时间连续注意。

美国专利No.7,491,682和美国专利No.7,493955公开了通过使用复合材料处理井的方法，其中该复合材料包含吸附于水不溶性吸附剂如硅藻土的井处理剂。在高pH值环境中该复合材料的有效性会减弱。已经在寻求用于高pH值环境的替代复合材料。

发明内容

公开了一种包含井处理剂的复合材料，其在高pH值井处理流体中特别有用。该复合材料包含在碱金属或碱土金属存在下沉淀至水不溶性吸附剂的井处理剂。该复合材料可以在苛性碱的存在下制备。

该复合材料在对井筒或由井筒穿透的地下地层的处理中特别有效。例如，该复合材料可以在压裂液中引入地下地层或井筒。在需要控制井处理剂在持续的时间段内的释放速率的那些实例中，该复合材料特别有效。

井处理剂可以为结垢抑制剂、腐蚀抑制剂、石蜡抑制剂、盐抑制剂、气体水合物抑制剂、沥青质抑制剂、氧清除剂、杀生物剂、发泡剂、破乳剂或表面活性剂。

水不溶性吸附剂可以为硅藻土、活性炭、二氧化硅微粒、沉淀二氧化硅、沸石、磨碎的胡桃壳、漂白土或有机合成高分子量水不溶性吸附剂。该吸附剂的表面积优选为约1m²/g至约100m²/g。

还公开了包含该复合材料的井处理组合物。

在一个实施方案中，通过从液体沉淀该井处理剂的同时在金属盐存在下使井处理剂吸附于水不溶性吸附剂，来制备复合材料。

首先将井处理剂引入吸收剂，然后通过加入金属盐来沉淀至该吸收剂。例如，当复合材料充当结垢抑制剂时，可以通过首先将膦酸盐与碱土金属(如钙)或碱金属共混，和当膦酸盐沉淀时使它吸附于水不溶性吸附剂。

在将井处理剂引入吸附剂之后和通过金属盐使井处理剂沉淀至吸附剂之前，可以中和pH值。沉淀至吸附剂之后，可以进一步将苛性碱加入到包含沉淀井处理剂的吸附剂。

在另一个实施方案中，可以通过首先将碱金属或碱土金属的盐引至吸附剂，和然后将井处理剂引至吸附剂，来制备复合材料。在加入井处理剂之后，可以进一步向吸附剂引入苛性碱。

本发明还涉及包含水不溶性吸附剂和金属的结晶沉淀物以及井处理剂的井处理复合材料，以及包含水不溶性吸附剂和井处理剂的盐的井处理复合材料。可以通过将金属盐和井处理剂引至水不溶性吸附剂、中和沉淀物、和使中和的沉淀物结晶至吸附剂，或者使井处理剂和金属盐从水性苛性流体沉淀至水不溶性吸附剂、和使中和的沉淀物结晶至吸附剂，来制备该复合材料。可以在两个单独的步骤中将金属盐和井处理剂引至水不溶性吸附剂。井处理剂和金属盐可以作为包含液体酸性井处理剂和金属盐的水性流体引至水不溶性吸附剂。另外，可以通过使井处理剂和金属盐从水性苛性流体沉淀至水不溶性吸附剂，来制备该复合材料。

在制备复合材料中，引入的金属或金属盐和井处理剂与水不溶性吸附剂的重量比或摩尔比可以为约1:4至约4:1。