链烷磺酸微胶囊及它们在深井中的用途制造技术

描述了链烷磺酸微胶囊及其作为添加剂用于在石油和/或天然气的开采或热水地热发电中的碳酸盐岩层中的酸化应用的用途，尤其是用于提高地下碳酸盐含石油和/或天然气和/或热水的岩层的渗透性和溶解碳酸盐和/或含碳酸盐的杂质的用途。额外描述了包含本发明专利技术微胶囊的酸性配制剂及其用于上述目的的用途及相应方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】描述了链烷磺酸微胶囊及其作为添加剂用于在石油和/或天然气的开采或热水地热发电中的碳酸盐岩层中的酸化应用的用途，尤其是用于提高地下碳酸盐含石油和/或天然气和/或热水的岩层的渗透性和溶解碳酸盐和/或含碳酸盐的杂质的用途。额外描述了包含本专利技术微胶囊的酸性配制剂及其用于上述目的的用途及相应方法。【专利说明】专利技术描述本专利技术涉及链烷磺酸微胶囊及其作为添加剂用于在矿物油和/或天然气的开采或地热发电中的酸化应用的用途，尤其是用于提高地下碳酸盐含矿物油、天然气和/或热水的岩层的渗透性和溶解碳酸盐和/或含碳酸盐的杂质的用途。本专利技术进一步提供包含本专利技术微胶囊的酸性配制剂及其用于上述目的的用途及相应方法。矿物油或天然气的开采包括钻入含矿物油和/或天然气岩层，而地热发电包括钻入称为含水层的含热水岩层。典型的岩层包括沙岩层和/或碳酸盐层。在沙岩层中，娃酸盐矿物颗粒通常嵌入碳酸盐基体中。这种情况下，矿物颗粒间存在的主要空间在随后的地质条件下与碳酸盐以成岩方式粘结。因此，由纯化学沉淀反应引起的碳酸盐岩层当然也可具有某些细粒硅酸盐组分。由于岩层中的压力与钻孔处的压力之差，矿物油、天然气和/或热水，(下文称为要开采的介质)通过彼此相连的裂缝和孔隙移至钻孔并由此开采至地表。在大部分情况下岩层中的压力源于静压，且通常可通过注入井注入液体介质而人工保持。为确保要开采的介质的足够生产率，仅足够的岩层孔隙率是不够的。只有孔隙空间彼此连接才形成岩层中的必要渗透性。通常，储油气层的原始渗透性不足或已无意地由不可避免的钻井泥浆的附加颗粒而由井周围区域中的阻塞降低。已知两种应用以提高或恢复渗透性:1.)酸化方法，其中将酸或酸配制剂以适当压力注入储油气层并通过随后在储油气层中的溶解过程重建和/或拓宽迁移路径。2.)水力破裂，其中将目标岩层以非常高的注入压力以横向和水压方式破裂并同时酸化(称为“压裂处理”或“压裂”)，且新形成并同时拓宽的相对于井呈径向的裂缝网络起排出系统的作用。 为开发地热沉积层，在定向钻井过程中通常使含水层、一个(或多个)采出井和一个(或多个)注入井(统称为集群)下沉，其彼此地下之间的距离可为数千米。在地面上，该集群通常位于一个位置(发电厂的后续操作区域)。有效地热发电的必要条件是岩石中的最大渗透性从而通过循环热水确保最大对流传热，其中提取在岩石中的裂缝和孔隙中的循环热水，能量从其中移除并最后将其再次再注入。因此，地热利用的条件是足够热且就生产率而言高效的含水层。为提高渗透性并增加出于增加传热目的的区域，不仅钻孔周围的直接区域，而且所述岩层的显著部分也受到“激发(stimuliert) ”，这意指存在的原始裂缝由酸化拓宽且新裂缝可通过水力压裂产生，或二者组合。以这样的方式实现提高的流入/注入速率。在低焓含水层中，产生的流体的温度通常为100_160°C。甚至在低深度下高焓含水层与火山活动共存(例如在冰岛、印度尼西亚、日本等)且提供数百度的流体。来自(伴随)开采的岩层水的松散漂浮矿物颗粒或矿物沉积物可能已经阻塞储油气层或下游开采或工艺管道系统中的迁移路径，并最终导致生产率下降。这些沉积物归因于接近钻孔处环境中较高的流速和/或开采料流中变化的压力/温度条件。典型的沉积物例如源于碳酸盐、硫酸盐或硫化物。如果这些沉淀过程在例如储油气岩石内进行，则存在的孔隙实际上被粘结剂封闭且从而因此使岩层的渗透性急剧降低。如果这些沉淀反应在至地面的路线或在通过地面以上设备(管道、热交换器等)流动的过程中进行，则所沉淀的矿物沉积物使管道系统的流速和因此最大生产率严重降低。已知这种在钻孔或岩层中的第二阻塞物可通过酸处理(也称为“酸化处理”或“酸化”)溶解。此外，酸处理可在岩层中产生新的裂缝或孔隙。有关该主题的其他细节在例如UlImann，s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第 6 版，2000 电子版，“Resourcesof Oil and Gas, 3.4.2.General Production Engineering，，中。根据储油气岩石，用于酸处理的酸例如为HF和/或HCl的水溶液。HF由于其性质在此适用于硅酸盐岩层，且HCl特别适用于碳酸盐岩层。然而，也已公开了有机酸的使用。由于高蒸汽压，HCl并不非常适合在碳酸盐岩石的极深处占主导的相对高的温度下使用。此外，HCl对用在钻孔中的管道钢具有高腐蚀性且尤其在相对高的温度下具有明显的点蚀倾向。此外，HCl显示出与石灰石非常自发、局部显著且相对不持续的反应以形成仅具有与碳酸盐接触的少量活性边缘的含酸腔，使得在远离钻孔的细裂缝区域没有持续作用。此外，储油气岩石中未反应的热盐酸通过回收阶段的点蚀严重损坏钻孔中的金属井管串O公开了链烷磺酸，任选地与其他酸如氨基磺酸的混合物用于除去石灰沉积物，尤其在家庭(W095/14641)中。为了避免由HCl导致的上述缺 点，W02006/092438提供了链烷磺酸，优选甲磺酸(MSA)在矿物油开采中用于尤其在至少100°C温度下提高地下碳酸盐含矿物油和/或天然气岩层的渗透性并用于溶解碳酸盐和/或含碳酸盐的杂质。另一个在沉积层激发中存在的问题是所用酸的作用通常是不可持续的，这是由于酸仅在接近钻孔的岩层区域内发挥其全部作用，并在储油气层裂缝系统的其他移除区域不发挥作用或仅不充分地发挥作用。这个问题的原因是例如由局部供应过多酸导致的含酸空穴的形成，结果未耗尽的热酸在倒灌操作中在表面重新产生。因此，本专利技术的目的是提供一种酸或酸基体系，其在用于矿物油、天然气或热水开采的深井中确保在地下碳酸盐含矿物油和/或天然气或含热水的岩层的裂缝和孔隙空间的受控、连续和滞后的媒染剂(beizwirkung)作用，且其就金属钻孔设备而言几乎不具有腐蚀性。该目的通过本专利技术的链烷磺酸微胶囊实现，链烷磺酸微胶囊用作酸化应用用添加剂，也任选地与压裂处理一起的酸化应用用添加剂。本专利技术提供了一种包含核芯与至少一个壳的微胶囊，其中所述核芯包含至少一种如下通式的链烷磺酸:R1-SO3H,其中R1为直链、支化或环状C1-C6烷基，优选C1-C4烷基；且壳包含至少一种合成或天然腊,且微胶囊的密度大于1.0g/cm3。本领域熟练技术人员选择R1基团的条件是链烷磺酸应仍具有足够的水溶性。需要理解的是还可使用不同如上所定义的链烷磺酸的混合物。特别优选将甲磺酸(缩写为MSA，分子式=CH3-SO3H)用于微胶囊的核芯。甲磺酸为强酸(PKa:-2)，但其与HCl或甲酸不同仅具有低蒸汽压。因此其还非常特别适合在相对高的温度下使用。优选使用无水链烷磺酸，特别是纯度为100%的MSA作为微胶囊的核芯。其例如可以以Lutropur? MSAioo市购。虽较不优选,但也可使用溶于水和/或替换的水混溶性有机溶剂(例如醇如甲醇、乙醇或丙醇)的甲磺酸(如Lutropur? MSA(70%产品晶型)，30%水)。壳可包含一个或多个壳，在这种情况下壳可由一种或多种不同蜡形成。微胶囊优选具有一个壳。适合本专利技术微胶囊壳材料的蜡为合成蜡，其基于聚乙烯，聚丙烯，或费-托合成过程中得到的蜡，其可任选经化学改性，或半合成蜡如酰胺蜡、褐煤蜡、石蜡和微晶蜡，或天然蜡如蜂蜡或巴西棕榈蜡，或其混合物。优选蜡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·伯特考，N·施泰德尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：