用于确认污垢来源的组合物、制备所述组合物的方法和使用所述组合物确认污垢来源的方法与流程

本发明涉及一种浸渍有化学示踪剂的方解石组合物、获得该组合物的方法以及通过测绘添加到粘性凝胶垫中的结合到方解石中的示踪剂来确认污垢来源的方法。本发明还包括使用所述组合物确认碳酸钙污垢的来源。本发明属于钻井和完井、采油方法以及举升和流动。更具体地，本技术的领域为储油层管理、污垢管理以及举升和排水以保证生产流程。

背景技术：

1、在钻探油井的过程中，钻井液总是有可能循环损失到所钻探的地层中。这种循环损失可以通过控制钻孔来避免。从这个意义上讲，必须强调的是，当泵送入井内的流体能够返回地面，由此带出钻探过程中产生的碎屑，使得油井内的流体循环达到平衡。换句话说，通过清除岩石碎块(砾石)来清洁油井，这些岩石碎块通过泵送入钻柱的流体流动作用、通过钻头喷射并通过井壁和钻柱之间的环形空间返回而被清除。注入钻柱的流体通过环形空间返回地面时，携带着钻探过程中产生的碎屑。当钻井液无法在井壁上形成灌浆时，通常由于存在断层或裂缝而发生循环损失。循环损失的原因是钻井液进入储层导致井内液面降低，从而使井内静水压力(井柱压力)低于储层稳态压力(油井地层压力)。

2、例如，在盐下储层中，已经发现循环损失与钻井液无法封堵与溶解有关的高孔隙度和高渗透率区段(例如具有扩大的裂缝和空洞/洞穴的间隔)有关。

3、因此，泥浆柱的静水压力必须保持足够高，以防止地层流体流入井内，这可能导致诸如反冲和甚至井喷等问题。反冲是指地层中存在的流体(水、气体或油)不希望地流入井内，这是由于井内的静水压力不足以控制地层压力。当这种情况不可控制地发生并到达地面时，就称为井喷。

4、在流体循环损失开始后，通过泵送垫子防止循环损失来重新建立油井钻探控制，所述垫子由含有不同粒度(细、中和粗)的方解石(碳酸钙)的粘性垫(由有机聚合物制成)制成，其中所述聚合物可以是黄原胶和纤维素，浓度范围为1.5磅/桶。在钻井阶段，这种防止循环损失的材料被泵送入井中并驱替流体。在完井阶段也会发生同样现象，在地面设备中粘性垫的流率通常为5-20bpm(桶/分钟)。

5、不同粒径的方解石堵塞材料与粘性垫的混合物可作为地层缓冲剂，由此形成灌浆结构，起到临时封堵从井壁甚至储层内部的流体流动损失的作用(包括与溶解有关的不均匀性)，中断循环损失并重新建立井内液面控制。

6、目前，在油井生产过程中，即使在约0.2-0.5％的低bsw(井底泥水-产出水)的情况下，油井的生产管柱中会形成无机污垢，从而影响生产。由于生产管柱直径减小导致部分堵塞，这种污垢会导致产量损失。从这个意义上讲，必须强调的是，在生产过程中在这种污垢中形成的碳酸钙可能来自储层岩石、地层水或控制损失过程中(钻井或完井过程中)注入的材料。在这种情况下，构成本发明动机的技术问题是需要确认在生产管柱中形成污垢的材料的来源。

7、为确认生产管柱内污垢中沉淀的碳酸钙的来源，找到的解决方案是利用方解石中结合的化学示踪剂进行测绘，其中将结合示踪剂的方解石添加到粘性凝胶垫中。通过这种方法，可以追踪污垢中沉淀的碳酸盐是否来自损失控制过程中(钻井或完井过程中)注入的材料。

8、现有技术中公开了使用示踪剂作为油田储层技术进行化学标记，例如，标记水流被注入注水井并穿过所述储层后到达生产井的时刻。通过对生产井所产出的水进行化学分析来确认示踪剂，这样，就可以通过示踪剂的到达确认哪些生产井正在接受来自注水井的水。这样就可以计算出穿过注水井和生产井之间的距离所需的时间，也可以知道示踪剂是否到达了其它生产井，由此能够测量出储层波及效率。

9、非放射性化合物的化学示踪剂，如碘化物(如碘化钾)、溴化物(如溴化钾)、碱金属卤化物，已在文献中被提及用于监测储层现象，但尚未描述用于本发明的目的(如chrysikopoulos,c.v.；kruger p.；chelated indium activable tracers forgeothermal reservoir,sgp-tr-99,stanford university:california,1986)。碱金属卤化物具有潜在的反应性和高的检测限。尽管检测限高，但非放射性材料成本低，可以大量注入，弥补了方法的灵敏度。化学示踪剂可使用高效液相色谱法、核磁共振法和质谱法进行分析。溴化物和氟苯甲酸(fba)适用于研究质量迁移过程等环境过程(如corbert,d.r.；burnett.w.c.；cable,p.h.；clark,s.b.；j.hydrol.1997,203,209中所公开的)，但并未针对本发明的目的进行描述。

10、关于该领域的技术现状，题为"study of calcium carbonate precipitation inthe near-well region using 47ca as tracer"的文件应用47ca作为放射性示踪剂研究了油井区内的碳酸钙沉淀。该文件的图2给出了在实验室规模上使用沉淀诱导时间分析污垢形成的设备。该文件提出了基于多孔材料样品("砂包")和实验室设备(如图2所示)而不是在油田使用示踪剂来评估碳酸钙污垢形成的方法。因此，该文件与本发明不同，因为它与本发明的解决方案无关，而且其中使用的是放射性的非化学示踪剂。

11、题为"the johan sverdrup field:origin of sulfate-rich formation waterand impact on scale-management strategy"的文件涉及位于挪威的油田以及硫酸锶、碳酸钙和硫酸钡污垢的形成。该文件公开了在生产和非钻探阶段分析地层水、注入海水、回注采出水以及注入低盐度/低硫酸盐水对这些污垢形成的重要性。因此，这项研究也与本发明不同，因为本发明的目的是通过使用化学示踪剂仅确认碳酸钙污垢、收集材料以及重新控制钻探和生产管柱。

12、题为"streamline simulation of barium sulfate precipitation occurringwithin the reservoir coupled with analyzes of observed produced-water-chemistry data to aid scale management"的文件涉及采出水的分析以及诸如硫酸钡、硫酸锶和硫酸钙等污垢的形成。因此，该文件也与本发明不同，因为它不象本发明一样涉及碳酸钙污垢。此外，本发明也没有对方法中产出的水进行分析。

13、文件br112014012122-2公开了在砂岩或碳酸盐储层中压裂油井、控砂和监测油井生产的方法。该文件的主要特征之一是使用控释示踪剂，这与本发明使用化学示踪剂不同，其中所述示踪剂是水力压裂作业的组成部分。此外，本发明还公开了通过使用化学示踪剂确认碳酸钙污垢、收集材料以及重新控制油井钻探和生产的方法。本发明也不使用控制释放，而是仅使用示踪剂进行化学标记。

14、北美文件us2016/272882涉及使用化学示踪剂来监测油井的生产以测量流量、ph值和盐度。但该文件并未公开确认碳酸钙污垢的方法。此外，与该文件需要控释并包含在晶体中不同，本发明所述的化学示踪剂要简单得多。

15、可以看出，没有文件给出本发明所提出的解决方案，即在油井生产周期内通过使用化学示踪剂确认碳酸钙污垢、收集材料以及重新控制油井钻探和生产管柱。

技术实现思路

1、本发明公开一种利用粘性垫的浸渍有化学示踪剂的方解石组合物，该组合物用于在油井建设过程中和防止循环损失的作业中，以验证该方解石对油井生产阶段污垢形成的影响。该组合物旨在通过使用化学示踪剂确认碳酸钙污垢、收集材料以及重新建立油井钻探控制(防止循环损失)和在生产阶段重新生产(分析样品以检查是否有示踪剂痕迹)。

2、使用浸渍有化学示踪剂的方解石还旨在通过确定生产管柱中沉积的方解石的来源，提高生产系统中抑制污垢形成的方法的未来效率。