内部含酸的微胶囊的用途以及利用由所述微胶囊活化的阻垢剂的处理方法与流程

本发明属于储层建模、模拟和评估，更具体地，涉及污垢管理以及提高和改善生产流程方面。本发明描述了一种利用内部含酸的微胶囊调节油储层中阻垢剂ph值的方法。

背景技术：

1、污垢是世界各地油储层勘探中的固有问题。多年来，随着石油和天然气行业研究技术的进步，这一生产障碍日益引起各公司对如何降低其风险和影响的关注。

2、污垢只不过是水中存在的无机成分，当它们沉淀下来时，在大多数情况下会形成难以清除的固体物质(kel land，2009年)。需要强调的是，不仅储层或管道容易出现结垢，平台上从分离器到储罐的整个油分离体系也容易出现结垢。

3、对于易结垢系统，只需在产出水中含有离解离子，并发生一些干扰，影响其平衡导致沉淀就足够了(kel land，2009年)。通常，形成污垢的主要阳离子有钙(ca+2)、镁(mg+2)、钡(ba+2)、锶(sr+2)和铁，和阴离子有碳酸氢根(hco3-)、碳酸根(co3-2)、硫酸根(so4-2)、硫离子(s-2)和氧化物离子。在巴西油田，最受关注的阳离子和阴离子是硫酸钡(baso4)和碳酸钙(caco3)。

4、为防止出现污垢，必须防止硫酸根阴离子进入储层。为此，需要硫酸盐去除装置(sru)，其为平台注入水处理系统的一部分。不过，由于空间和设计问题，并非所有平台都有rsu。

5、多年来，已经出现了一些旨在防止导致污垢颗粒形成和生长的化学反应的技术，其中强调了阻垢剂。这项技术包括对析出晶体有不同作用的化学品。有些阻垢剂可以阻止新晶体的成核，有些则可以通过改变现有结构来阻止其生长。“污垢挤注”是基于后一概念的技术，其主要目的是保护储层免受可能发生的结垢。在这种处理方法中，酸激发后立即向地层注入作为阻垢剂设计的化学试剂。

6、但在进行"污垢挤注"处理之前，还需要对污垢的化学组成、地层岩石的特性以及地层中存在的流体进行研究，以确定在每种情况下应使用哪种类型的阻垢剂。这些研究是必要的，因为有不同类型的阻垢剂，每种阻垢剂都有其特定的用途。

7、与在油储层中"污垢挤注"作业有关的活动也通过向储层中泵送和注入污垢抑制化学品来实施。但为了避免损坏海底生产系统中的设备如生产管柱、圣诞树、生产管线、生产立管等，这些化学品的ph值必须限制在最低ph值4.0，以免对生产系统设备造成腐蚀。

8、实验室测试表明，在ph值低于4.0的酸性溶液中，例如ph值在2.0左右的溶液中，某些阻垢剂的抑制效果要好得多，但这种ph值的缺点是会对生产系统的设备造成腐蚀。

9、鉴于此，推动本发明的技术问题是需要控制ph值，即注入生产井或注射井以对储层进行化学处理的化学处理溶液的酸度，同时还要考虑到能提高这些阻垢剂在储层中的效率的ph值范围。

10、用于盐前碳酸盐储层的化学处理溶液通常含有15％的盐酸、10％的醋酸和甲酸。这些溶液的ph值通常会给生产系统的金属造成问题，因为在泵入储层时，这些溶液会通过这些金属，给生产系统中使用的金属造成腐蚀问题。

11、为解决这一问题，本发明提出一种通过使用内部含酸的微胶囊来调整油储层中阻垢剂ph值的处理方法，从而避免结垢和减少设备腐蚀问题，进而提高阻垢剂的效率。

12、在污垢管理和改善生产流程方面已经开展了许多研究，并在构成现有技术一部分的专利文件中有所涉及。

13、非专利文件--j s al-thuwaini等人的“包封的阻垢剂处理”(1997年)公开了最早开发的油井包封阻垢剂处理项目之一。文章还对经传统方法和包封处理释放阻垢剂的类型进行了比较，并强调了一些优点和结论。

14、虽然该文章没有明确定义阻垢剂的组成，但给出了包封的可能性，该文章与本发明主题的主要区别在于，在该文章中阻垢剂被包封并释放到介质中，而在本发明中酸被包封并溶解在阻垢剂中，从而改变了介质的ph值。

15、因此，尽管主题之间存在相关性，但所涉及的技术是不同的。

16、champion technologies,inc.的专利文件pi 9902995-2提到了包含ph值小于2.5的酸性油溶性阻垢剂的组合物及其在烃化合物生产系统例如油田中的阻垢用途。

17、更具体地，该文件提及包含酸性阻垢剂和叔烷基伯胺的组合物。

18、适合本发明应用的阻垢剂包括膦酸盐、丙烯酸共聚物、聚丙烯酸(paa)、膦基羧酸(ppca)、磷酸酯或其它传统的水基阻垢剂。

19、通过将酸性阻垢剂与叔烷基伯胺混合形成组合物，所述组合物溶于烃流体或有机溶剂中。

20、该文件提到了阻垢剂中存在的一些有机酸，并表明酸性阻垢剂与用于抑制圬垢形成的传统组合物相比具有优势，但并未涉及任何包封问题。

21、该文件与本发明的显著不同之处在于，其中ph值是通过在介质中直接使用酸性ph值的产品来调节的，而不是通过向阻垢剂中添加酸性微胶囊来调节的。

22、非专利文件--h m bourne等人的“用固体阻垢剂系统有效处理海底油井”(2000年)公开了一种替代处理策略，该策略可由dsv(潜水工作船)上实施，从而最大限度地减少干预时间和处理成本。

23、其中所讨论的油井处理系统通过注入微胶囊阻垢剂产品进行，该产品由增稠剂和被可渗透聚合物保护膜包围的活性阻垢剂组成(图5)。这种技术因其最小的泵送要求、低分配量和可忽略的储层处理干扰风险，已被用于工厂设施和低压或水敏感井中。

24、包封的阻垢剂产品由直径约25-75μm的颗粒组成，但它们往往会聚集在一起形成1-3毫米大小的较大胶囊。为了最大限度地减少井内停车时间，添加了加重剂，以促使胶囊迅速沉向鼠洞。包封阻垢剂和增稠剂的可渗透聚合物膜设计用于刺激阻垢剂在较长生产时段内逐步释放，从而最大限度地减少有效控制污垢所需的处理量。如此设计减少了处理对油井流体力学的影响。选择阻垢剂的依据是其在中等结垢条件下已知的结垢抑制特性。

25、类似的非专利文献—“包封的阻垢剂处理”(1997年)，该文章没有明确定义阻垢剂产品的组成，但提到了包封。这篇文章与本发明主题的主要区别在于，该文章中阻垢剂产品(阻垢剂+增稠剂)被包封并释放到介质中，而在本发明中酸被包封并溶解在阻垢剂中，从而改变了介质的ph值。

26、因此，尽管主题之间有关联，但所涉及的技术是不同的。

27、非专利文件--leah m.johnson等人的“用于延迟递送浓缩无机酸的芯/壳系统”(2016年)涉及了具有长效释放特性的盐酸胶囊剂的使用，这种胶囊剂能够将酸输送到储层深处。此外，在成功包封后，这种技术还可以消除或至少最大限度地减少缓蚀剂的使用。

28、该文件给出了高度模块化的(芯/壳)颗粒的设计和制备，这些颗粒包含包封在丙烯酸酯基热固性聚合物壳中的浓盐酸。文件表明，壳的生成机制(丙烯酸酯单体光聚合)与浓盐酸相容，并详细介绍了包封过程。文件还给出了所获得的结果，并证明酸释放曲线由壳材料的特性决定，可以延长盐酸的释放时间。

29、该文件公开了颗粒包封系统设计的第一步，所述包封系统能够耐受不利的储层条件，包括高温、高压和混合水盐度。可调节芯/壳释放系统包含足够量的强无机酸，能够很好地解决尚未满足的盐酸更深渗入储层的需求，从而实现更高的激发效率。

30、文件中提到了用酸形成芯的胶囊，但使用目的不同。该文件的目的是解决碳酸盐岩的激发问题，即"盐酸更深地渗入储层使激发效率更高"。因此，该文件所述技术与完井作业中的激发领域有关，发生在油井施工期间，而本发明所教导的技术则针对污垢管理领域，目的是调节储层内阻垢剂的ph值，由此在油井生产寿命期间在生产管理中保护海底生产系统的设备，同时避免使用缓蚀剂。

31、学术硕士论文--jordani rebeschini的“de aditivospara dissolverde sulfato deemde”(2010年)公开了旨在评估化学添加剂(主要是二酯)的性能的实验室测试，这些化学添加剂能够在ph值接近7时溶解无机硫酸钡污垢，其中利用dtpa盐(dtpa五钠)进行了对比测试，并评价了它们的性能和应用。借助流程数字模拟评估了在产油井附近清除无机污垢的策略。

32、该文件公开了阻垢剂有三种通用类型：磷酸酯、膦酸盐(atmp、dtpmpa、hedp、edtmpa等)和酸性聚合物(paa、pma、ppca、pvs)。

33、其中一些在本发明中有所提及，并被用作微胶囊中的酸。

34、该硕士论文只讨论了包封阻垢剂的可能性，而没有像本发明那样包封酸。

35、文件br112017023159-0大致描述了在油井处理领域大量应用的组合物和制品，包括作为阻垢剂。这些组合物包括：(a)芯和(b)至少覆盖部分芯的壳，其中所述芯包括至少一种油田化学产品和至少一种芯基质的混合物，和所述组合物使油田化学产品控释到洗脱液中。

36、该文件所述的组合物和制品可用于监测/跟踪烃储层的流体流动。

37、该文件只提到了用于几种不同应用的几种可能组合物，但没有具体说明阻垢剂的任何应用。

38、因此，很明显，上面引用和评述的文件没有利用、描述或受益于本发明所述的使用酸性微胶囊调节油储层中阻垢剂ph值的可能技术优势。因此，可以看出，现有技术中没有公开下文详述的酸性微胶囊调节油储层中阻垢剂ph值的方法和用途。

技术实现思路

1、本发明提出了内部含酸的微胶囊调节油储层中阻垢剂ph值的用途。

2、所述微胶囊包括含有有机或无机酸的内部部分和含有在储层温度下可溶于油的聚合物材料的外部部分。微胶囊在储层温度作用下打开，释放酸进入缓蚀剂中，从而改变其ph值。

3、本发明还提出了一种应用阻垢剂的处理方法，其中使用内部含酸的微胶囊来调节油储层中阻垢剂的ph值，其中该方法包括以下步骤：(a)制备阻垢剂产品；(b)将制备好的阻垢剂溶液泵送入立管歧管；(c)将酸性微胶囊添加到阻垢剂中；和(d)将含有酸性微胶囊的阻垢剂溶液混合物注入生产井管柱。