[发明专利]包含一种或多种受控释放的交联的活性剂的颗粒

说明书

本发明涉及包含防垢剂和交联剂的交联的防垢剂颗粒。防垢剂通过交联剂交联。本发明还涉及包含有机类晶体抑制剂和交联剂的交联的有机类晶体抑制剂颗粒。有机类晶体抑制剂通过交联剂交联。本发明还涉及使用也可充当有益剂的交联剂，以及使用充当其它有益剂的封端和扩展剂。本发明进一步涉及包含超过一种交联的活性剂的颗粒；活性剂可以为防垢剂与有机类晶体抑制剂的组合。本发明还涉及制备本发明颗粒的方法，和使用本发明颗粒实施机械压裂操作、减少油井和冷却塔中的结垢的方法。

技术领域

本发明涉及受控释放的交联的防垢剂，受控释放的交联的有机类晶体抑制剂，也可充当有益剂的交联剂的用途，充当另外的有益剂的封端和扩展剂的用途，和包含超过一种的交联的活性剂的颗粒。本发明还涉及制备交联剂和包含超过一种交联的活性剂的颗粒的方法，和使用所述颗粒实施机械压裂操作的方法。

发明背景

垢是微溶性无机盐，例如硫酸钡或硫酸锶、碳酸钙、硫酸钙或氟化钙。在由地下岩层开采石油时，垢沉积于表面和生产设备上是主要的开采问题。结垢降低岩层的渗透性，降低井生产率并缩短开采设备的寿命。为清洗结垢的井和设备，需要停止开采，即关闭井，这是耗时且高成本的。在关闭井以后，通过将垢抑制剂注入井中而进行挤压(squeezing)。因此挤压在刺激如机械断裂以后进行，并且需要停止井开采。在典型的挤压操作中，将完全溶解的垢抑制剂泵入井中并保持渗透24小时或更长的时间。垢抑制剂因此在结垢抑制过程中被消耗或者在井再次采油时从井中流出，在另一方法中，借助泵将液体抑制剂连续注入井的环状空间中，然后将其泵入开采射孔(production perforation)附近的井眼中。该技术仅处理井眼中的采出液。

有机类晶体累积，如石蜡和沥青质导致类似于结垢所导致的那些问题。类似地，为清除有机类晶体累积，必须将井关闭并如上所述进行挤压。

降低垢抑制剂挤压操作的成本和麻烦，以及特别是比希望的地下岩层中垢抑制剂更快贫化的问题的先前解决方案包括将交联的垢抑制剂凝胶或纳米颗粒挤入地下岩层中以适度地延长处理的有效时间以及将非常小的交联颗粒悬浮以渗透通过地下岩层。这些纳米颗粒尺寸为100nm至小于10μm。然而，这些方法不利地影响岩层，因为凝胶和纳米颗粒降低岩层的渗透性并导致岩层损坏。另一解决方案包括聚合物颗粒以及共价结合的井处理化学品，然而，该方案未提供任何包含官能的交联的防垢剂的颗粒，且未提供受控释放的防垢。其它解决方案包括与标准高抗压支撑剂颗粒一起用于压裂操作中的颗粒，其中颗粒由多孔高强度陶瓷珠构成，所述陶瓷珠垢抑制剂浸渍以包入。然而，这些颗粒仅可载有低含量的垢抑制剂，且因为垢抑制剂仅通过物理力结合在陶瓷珠的孔内，它尤其在高温下地释放快得多。

又一解决方案包括包含颗粒、增粘化合物和处理化学品的流体悬浮液。增粘化合物导致处理化学品粘在油井岩层中。又一方案包括颗粒形式的垢抑制剂或腐蚀抑制剂，所述颗粒例如涂有分散剂。

然而，仍需要受控释放的防垢剂颗粒，所述颗粒具有高载荷的防垢剂受控释放并可用于压裂操作中以使得挤压频率需求可能显著降低且采油井可运行长得多的持续时间而不必停止以除垢。

发明概述

本发明涉及包含可交联的防垢剂和交联剂的交联的防垢剂。防垢剂通过交联剂交联。颗粒的尺寸为约5至约4000μm。颗粒中防垢剂的量为约30至约95重量％。

本发明还涉及交联的有机类晶体抑制剂颗粒，其包含可交联的有机类晶体抑制剂和交联剂，其中有机类结晶抑制剂通过交联剂交联。另外，本发明还涉及包含超过一种交联的活性剂的颗粒。交联的活性剂可以为至少一种防垢剂与至少一种有机类晶体抑制剂的组合。

本发明还涉及制备交联的防垢剂的方法。所述方法包括如下步骤：将防垢剂和交联剂混合；使混合物经受约20至约250℃的温度至多约72小时；和将经受过温度的混合物分级以得到约50至约4000μm的粒度。在该生产方法过程中，防垢剂通过交联剂交联。颗粒中防垢剂的量为颗粒的约30至约95重量％。