[发明专利]浓度确定方法和系统

说明书

提供了一种用于在从一个或多个多孔且可渗透的含烃岩层接收的流体中确定一种或多种阻垢聚合物浓度的计算机实现的方法和对应的系统。每种聚合物包括不同的化学标记并且该流体包括多种混合的所述阻垢聚合物。该方法包括在预确定的波长范围内接收表示混合的阻垢聚合物的所测量的吸收光谱的第一输入数据，其中在该流体的层析分离之后使用检测器测量所测量的吸收光谱；接收表示参考吸收光谱的第二输入数据，所述参考吸收光谱包括：a)在预确定的波长范围上的阻垢聚合物中的每种的吸收光谱；以及b)预期存在于该流体中在预确定的波长范围内具有吸光度值的其它化学成分的基线参考吸收光谱；将第一和第二输入数据输入到计算机程序中；以及操作计算机程序。操作计算机程序以在针对分离的洗脱时间上的多个离散时间步骤的每一个处针对每个参考吸收光谱确定导致包括第二输入数据对第一输入数据的最佳拟合线性结合的所建模的光谱的因数。针对每种阻垢聚合物，计算机程序还操作以使用对应于针对预确定数目的所述离散时间步骤已经确定了的所述阻垢聚合物的吸收光谱的因数来确定阻垢聚合物浓度的指示。

技术领域

本发明涉及用于在包括多种混合的阻垢聚合物（scale inhibiting polymer）的流体中确定一种或多种所述阻垢聚合物浓度的计算机实现的方法和系统，每种聚合物包括不同的化学标记。

背景技术

垢的形成（其可以被定义为当由于在水相系统的物理或化学环境方面的改变、超过了某些化合物的溶解度极限时，在水相系统中形成的固态沉淀物）呈现了在许多涉及水相流体的工业操作（例如，油气工业应用、矿物矿石提取、造纸和地热能量生成）中的问题。尤其是在油气工业中，在设备表面上的垢沉积可能引起阻碍或堵塞，导致在开采中的昂贵的中断和来自无法预料的压力增大的安全风险。在油气井和诸如井头（wellhead）、流出管线（flowline）或其它处理或运输设备的相关联的设备中，垢的形成主要是由于贯通在地层水（formation water）中的压力和温度改变的不稳定性以及不相容的水相流体的混合。例如，当海水被用作注入流体以驱动油通过地下地层朝向开采井时，在所注入的海水的离子含量和地层的原生水的离子含量中的不同可以导致无机盐的沉淀。在缺乏适当的处理时，沉淀的盐形成垢，其阻碍油朝向开采井的流动并且在开采设备上堆积，最终导致开采井的堵塞。类似地，沉淀的盐可以在与烃的开采、处理和运输相关联的设备上形成垢增加。

在油气工业中广泛使用阻垢剂。可以通过持续将阻垢剂注入到设备中来解决在设备表面上结垢的问题。为了防止在含油/气地层内的垢的形成，一般地使用两种技术。在一种方法中，可以将阻垢剂包括在要经由一个或多个注入井（例如，用于将油冲向开采井）（水驱处理）被注入到地层中的流体（代表性地水相流体）中。在被称为“挤注处理”的另一方法中，可以将包含阻垢剂的流体（再一次代表性地水相流体）引入到开采井中（在开采停止后）以便将阻垢剂“挤注”到环绕开采井的岩层中。以这种方式，将阻垢剂递送到地层岩石以便防止垢的形成沉积在地层其自身中（孔隙堵塞）以及随后在下游开采装置中。

只有在提供了足量的阻垢剂的时候才能控制垢的形成。在“挤注处理”的情况中，阻垢剂的浓度将随着时间减少直到需要阻垢剂的重复处理（“重新挤注”处理）。因此，能够分析从开采井中采出的流体以便保证阻垢剂的浓度总被维持在于其处充分地抑制垢的形成的水平处将是非常有用的。通过分析在所采出的流体中的阻垢剂的水平，可以监控阻垢剂浓度的损耗，并因此可以确定阻垢剂的重复处理的需求。能够精确地确定阻垢剂的水平作为以防垢沉积和作为结果的开采损耗的风险的预防性测量，以便避免需要比严格地必需的更经常地实行重新挤注处理是所期望的。由于过度的阻垢剂的成本以及由于每次实行重新挤注处理所需要的开采中断两者，提供比所需的更多的阻垢剂是不期望的。