[发明专利]用化学处理剂注入多孔陶瓷支撑剂的方法和系统

说明书

本发明提供注入陶瓷支撑剂的方法和系统以及由其获得的经注入的陶瓷支撑剂。所述方法可包括向混合容器中引入陶瓷支撑剂和化学处理剂，在所述混合容器中混合所述陶瓷支撑剂和所述化学处理剂以提供混合物，向所述混合容器引入微波能量以将所述混合物加热至足以产生经注入的陶瓷支撑剂的温度，所述经注入的陶瓷支撑剂包含至少一部分所述化学处理剂，并且从所述混合容器中取出所述经注入的陶瓷支撑剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月31日递交的美国专利申请No.62/031,564的优先权以及申请日的权益，所述美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及油和气井支撑剂，并且更具体地涉及用化学处理剂注入的陶瓷支撑剂。

发明背景

油和天然气从具有多孔的和可渗透的地下岩层(subterranean formations)的井中产生。岩层的多孔性允许岩层贮藏油和气，而岩层的渗透性允许油或气流体移动穿过岩层。岩层的渗透性对允许油和气流到可以从井泵出的位置是必须的。有时气或油被保持在其渗透性不足以经济地回收油和气的岩层中。其它情况下，在井的操作期间，岩层的渗透性下降至进一步回收变得不经济的程度。在这样的情况下，必须断裂岩层并借助支撑材料或支撑剂在开放的条件下支撑断裂。这样的断裂通常通过水压完成，支撑材料或支撑剂是颗粒状材料，例如砂、玻璃珠或陶瓷颗粒，其借助流体而被带入裂缝中。

在生产过程中，油气井可能常常展现出能够减少井产量的结垢和/或石蜡沉积。已经使用许多类型的化学处理剂来防止结垢和/或石蜡沉积。用于将这种化学处理剂递送到井下的一种技术包括用化学处理剂注入多孔陶瓷支撑剂颗粒。在许多情况下，化学处理剂必须首先溶解在水性溶剂、有机溶剂或无机溶剂中，以使能够将化学处理剂注入到多孔陶瓷支撑剂颗粒中。然而，如果化学处理剂太粘稠，则这可能导致在注入的支撑剂中存在的化学处理剂的有效量低于所期望的量或者导致总体注入不均匀或无效。将化学处理剂溶解在溶剂中也是额外的步骤，其可能是昂贵的和耗时的。

因此，需要将化学处理剂直接注入多孔陶瓷支撑剂中而不需要溶剂。还需要在整个多孔陶瓷支撑剂中均匀地分布化学处理剂。

附图简要说明

图1是根据本发明的若干示例性实施方式的用化学处理剂注入多孔陶瓷支撑剂的系统的示意图。

图2是根据本发明的若干示例性实施方式的用化学处理剂注入多孔陶瓷支撑剂的另一系统的示意图。

图3是根据本发明的若干示例性实施方式的用于制备用化学处理剂注入的多孔陶瓷支撑剂的系统的示意图。

图4是轻质陶瓷支撑剂、中等密度陶瓷支撑剂和高密度陶瓷支撑剂的渗透性的图示。

图5是标准无孔轻质陶瓷支撑剂和轻质多孔陶瓷支撑剂(25％孔隙率)的长期渗透性的图示。

图6A是从能量色散X射线光谱(EDS)获得的批次1的横截面图，其指示了磷分布和注入质量。

图6B是从能量色散X射线光谱(EDS)获得的批次2的横截面图，其指示了磷分布和注入质量。

发明详述

在以下描述中，阐述了许多具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施方式。在其它情况下，未详细示出公知的结构和技术，以免模糊对本说明书的理解。

本文中使用时，术语“表观比重”是颗粒的每单位体积的重量(克/立方厘米)，包括内部孔隙率。本文给出的表观比重值通过根据API RP60的液体(水)置换的阿基米德法测定，该方法是本领域普通技术人员公知的。为了本公开的目的，在表观比重方面测试支撑剂的特性的方法是在支撑剂样品上常规进行的标准API测试。