專利名稱：：顆粒的制作方法顆粒本發(fā)明涉及一種人造顆粒及其在井中使用的方法，具體地但不排除，用于防^^、(sandcontrol)和/或在火圣生產(chǎn)井(hydrocarbonproductionwell)中輸送化學(xué)物質(zhì)。烴生產(chǎn)井的出砂是常見(jiàn)的問(wèn)題，這可阻止烴的流動(dòng)，并且破壞井。為了緩解這個(gè)問(wèn)題，可在井中使用砂篩，該砂篩充當(dāng)過(guò)濾器，以阻礙超過(guò)特定直徑的顆粒進(jìn)入。為了保護(hù)砂篩免受坍孔(holecollapse)、原位地質(zhì)力學(xué)負(fù)載及應(yīng)力，并提高其過(guò)濾功能，已知把"礫石充填"加到篩外部，以支撐井里的棵眼地層(openholeformation)巖石結(jié)構(gòu)。礫石充填是多個(gè)礫石顆粒，其允許流體在礫石顆粒之間流動(dòng)，但是阻礙砂在礫石顆粒之間流動(dòng)。常常使用連續(xù)油管注入線輸送化學(xué)處理劑。被輸送的化學(xué)物質(zhì)可選擇用于多種不同的應(yīng)用。一種這樣的應(yīng)用是溶解在鉆井和完井過(guò)程期間已經(jīng)沉積的濾餅。但是，這樣輸送的問(wèn)題是，化學(xué)物質(zhì)往往作用于濾餅的最薄部分。一旦這個(gè)相對(duì)較薄的部分溶解，井段內(nèi)的處理流體將會(huì)流體靜力地流到近井身(nearwellbore)/儲(chǔ)層之內(nèi)，且不會(huì)作用于井內(nèi)的剩余濾餅。在存在礫石充填時(shí)，由于礫石充填占據(jù)大量的空間，常常很難把化學(xué)物質(zhì)引導(dǎo)到濾餅上，所以使用連續(xù)油管線原位;改置處理劑來(lái)作用于例如濾餅的化學(xué)物質(zhì)的應(yīng)用是特別無(wú)效的。對(duì)于水平井的上側(cè)，這尤其如此。依照本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于井或儲(chǔ)層的人造顆粒，該人造顆粒具有彎曲外表面，且該顆粒包括至少一種化學(xué)處理劑。化學(xué)處理劑可適宜地是適于溶解在鉆井和完井過(guò)程期間已經(jīng)沉積的濾餅的試劑。通常使用酸來(lái)溶解濾餅，因此適宜的化學(xué)處理劑包括酸?；瘜W(xué)處理劑可適宜地包括固態(tài)二價(jià)酸，如短鏈有機(jī)酸，例如，乙酸、丙酸、戊二酸和馬來(lái)酸中的一種或多種?？蛇x的或另外的化學(xué)處理劑可包括反乳化劑、相對(duì)滲透率改性劑和/或防垢劑。然而，應(yīng)注意，可使用在井身環(huán)境內(nèi)有用的任何化學(xué)處理劑。彎曲外表面的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改良在顆粒上的流動(dòng)特性，這可導(dǎo)致井的烴生產(chǎn)速度更高。彎曲表面的另一優(yōu)點(diǎn)是為在井中的流體提供更有效的流路。這減少了與礫石充填關(guān)聯(lián)的壓降。該壓降優(yōu)選地是最小的。人造顆粒可以至少部分地是球形的、橢圓形的、蛋形的或具有彎曲外表面的任何其他形狀。在特定的實(shí)施方案中，具有彎曲外表面的人造顆?；旧鲜乔蛐蔚摹Ｔ诒疚闹械娜嗽祛w粒意指人造的顆粒。例如，人造顆?？捎苫谒芰?即，聚合)的材料或玻璃材料制成。適宜地，人造顆粒是完全不起反應(yīng)的，并且本質(zhì)上是惰性的，通常超過(guò)井的壽命周期。材料類型明顯地選擇成使得它在井內(nèi)所預(yù)期的一般情況中是惰性的?？商娲兀鲱w?？芍辽俨糠值亍?yōu)選充分地由化學(xué)處理劑制造。在顆粒由化學(xué)處理劑制造的情況下，在當(dāng)顆粒正被引入井身時(shí)期望顆粒受到的溫度和其他物理?xiàng)l件下，處理劑一般應(yīng)是固體。化學(xué)處理劑可與一種或多種結(jié)合劑組合，盡管這在許多例子中并非必要，但是這可用來(lái)增加顆粒的強(qiáng)度或耐化學(xué)性。可適于形成顆粒的具體化學(xué)處理劑包括在所需要的溫度(例如，5(TC以上)下為固體的酸。例如，根據(jù)熔點(diǎn)等方面的要求，固體二價(jià)酸如丙二酸、戊二酸或馬來(lái)酸或變化形式可能尤其適用。通過(guò)引入活化劑可方便地從顆粒釋放化學(xué)處理劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，活化成分可以是溶解化學(xué)處理劑的水，因此活化該化學(xué)處理劑；這樣的系統(tǒng)尤其適用于水溶性酸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，化學(xué)處理劑設(shè)置在顆粒的孔穴內(nèi)，該孔穴與顆粒外部的環(huán)境流體相通。盡管在顆粒由化學(xué)處理劑制造的情況下，也完全有可能，但是在顆粒不是由化學(xué)處理劑制造的情況下，這尤為合適?？籽蛇m宜地從顆粒的一側(cè)延伸到另一側(cè)，因此在顆粒里提供了至少一個(gè)流路。因此，顆?？砂◤念w粒的第一側(cè)引向通常相對(duì)的顆粒的第二側(cè)。顆?？砂◤念w粒的一側(cè)延伸穿過(guò)其到另一側(cè)的第二流路。該第二流路可適宜地垂直于第一流路。顆?？删哂袕念w粒的一側(cè)延伸穿過(guò)其到另一側(cè)的第三流路或其他流路。在設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)流路的情況下，盡管其他角度可能是適宜的，但最好是流路大致垂直彼此延伸。在設(shè)置三個(gè)流路的情況下，最好是每個(gè)流路大致垂直于其余流路，即，在三維上有效地形成X、Y和Z軸。但是，應(yīng)該理解，可使用在流路之間的其他角度，例如在1和90度之間，優(yōu)選地在45和90度之間。此外，在設(shè)置多于三個(gè)流路的情況下，應(yīng)該理解，不可能使所有流路均垂直于其余流路。不過(guò)，當(dāng)然，顆?？砂ǘ嘤谌齻€(gè)流路，但是優(yōu)選實(shí)施方案一般有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)流路。因此，在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，三個(gè)流i各延伸貫穿顆粒，且每個(gè)流路垂直于另外兩個(gè)流路；因而，這三個(gè)流路可由直角坐標(biāo)系的X、Y和Z軸表示。最好是，至少一個(gè)流路是線性的，且從顆粒的一側(cè)延伸到顆粒的相對(duì)側(cè)。一般最好是，至少一個(gè)流路基本上是直的，即，從顆粒表面上的一點(diǎn)到顆粒表面上的另一點(diǎn)經(jīng)過(guò)最短路徑，但是設(shè)想在一些實(shí)施方案中可存在彎曲或曲折的流路。至少一個(gè)流路可以或不可以延伸穿過(guò)顆粒的中心。在設(shè)置多于一個(gè)流路的情況下，流路可沿它們的長(zhǎng)度在某點(diǎn)交叉。通常，這將會(huì)是在或接近顆粒的中間，但是并非必須如此。在顆?；旧鲜乔蛐螘r(shí)，至少一個(gè)流路可適宜地延伸橫穿顆粒的直徑，即穿過(guò)顆粒經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)的可能路線。應(yīng)該理解，術(shù)語(yǔ)"直徑"不必具有其嚴(yán)格的幾何意義，且可用來(lái)應(yīng)用到不是特別球形的顆粒。在設(shè)置多于一個(gè)流路的情況下，因此流路可設(shè)置在不同的直徑上，這可方便相互垂直。至少一個(gè)流路的截面本質(zhì)上可為任何形狀，但是為了方便，它一般地是球形。至少一個(gè)流路的最小直徑可以是至少O.lmm，優(yōu)選地至少0.25mm，更優(yōu)選;也至少0.4mm。至少一個(gè)流路的最小直徑可以是最大15mm,優(yōu)選地最大5mm，更優(yōu)選地最大lmm。至少一個(gè)流路的最小直徑與顆粒直徑的比例優(yōu)選地在1:1.25到l:5之間。至少一個(gè)流路的直徑可以是恒定的，或者它可沿它的長(zhǎng)度變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，流路可以在或接近顆粒表面具有給定直徑，且在顆粒內(nèi)部擴(kuò)展，以提供相對(duì)大的孔穴。因此，應(yīng)該理解，在一個(gè)實(shí)施方案中，孔穴可呈現(xiàn)經(jīng)由開(kāi)口連通到外部的內(nèi)部空穴形式，從而界定流路。在另一實(shí)施方案中，孔穴可通過(guò)由本質(zhì)上恒定直徑的至少一個(gè)流路提供的空間來(lái)提供(也稱為"孔")。孔穴的結(jié)構(gòu)主要取決于需求的顆粒和制造技術(shù)。顆粒的復(fù)雜空心形式通常需要模制，例如分成兩半，然后被結(jié)合在一起，而更簡(jiǎn)單的形式可按多種其他方式形成，例如4齊壓成形或落下形成(dropformation)。通過(guò)鉆孔或4齊壓可方便地形成恒定直徑的直的流路，但是這難以或不可能得到比較復(fù)雜的流路。應(yīng)該注意，可改變流路的數(shù)量來(lái)為顆粒提供想要的孔隙率等級(jí)，從而為顆粒可結(jié)合到的礫石充填提供想要的孔隙率等級(jí)。一般而言，在較大顆粒中更易于提供多個(gè)流路。在一些情況下，在特別小的顆粒中，實(shí)際上僅能提供一個(gè)流路。在特定的實(shí)施方案中，最好是在流路與顆粒表面相接的地方，使所形成的邊沿在某種程度上至少部分地變平滑。例如，這可通過(guò)把邊沿弄圓(成圓角)或使邊沿倒角來(lái)實(shí)現(xiàn)。這具有在顆粒內(nèi)的化學(xué)處理劑與外部環(huán)境最大相互作用的好處。通過(guò)提供半徑等同于流路的一半到兩倍的圓形邊沿，可實(shí)現(xiàn)平滑化。平滑化可作為模制法或擠壓法的一部分被提供，或它能在稍后被提供，例如通過(guò)鉆埋頭孔等等。人造顆粒的直徑可以是至少0.25mm。通常，它們優(yōu)選地至少是lmm,更優(yōu)選地至少是2.5mm?？紤]到需要防砂，應(yīng)理解，優(yōu)選小顆粒，即直徑達(dá)2mm。盡管沒(méi)有對(duì)顆粒尺寸限制實(shí)際的上限尺寸，但是諸如顆粒強(qiáng)度、制造簡(jiǎn)易性、處理簡(jiǎn)易性和典型井身的尺寸等方面意味著具有上限尺寸大約是30mm，更優(yōu)選地大約20mm直徑的顆粒是典型的。一般優(yōu)選最大直徑1Omm的顆粒，更優(yōu)選最大直徑4mm的顆粒。與不用進(jìn)行防砂的人造顆粒的應(yīng)用(如化學(xué)物質(zhì)的輸送)相比較，對(duì)于包括防爿沙的人造顆粒的應(yīng)用，優(yōu)選使用較小的顆粒。通常，直徑為5mm或更小的顆粒適用于防砂。盡管直徑大于約5mm的顆粒在防砂處理中可完成一些滾動(dòng)，但它們不適用于防砂。一般地，為了可靠的防砂，重要的是顆粒的直徑最大是2mm，更優(yōu)選地是lmm,這是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。防砂在許多井應(yīng)用中是非常重要的，且非常需要用于實(shí)現(xiàn)控制同時(shí)使井生產(chǎn)達(dá)最大的裝置。在較小顆粒之間形成的較小通道有助于礫石充填的過(guò)濾功能；這在人造顆粒不能幫助防砂時(shí)是不需要。因此，為了提供更大容量，僅用于化學(xué)輸送的人造顆粒通常大于那些用于防砂的人造顆粒。在顆粒主要用于化學(xué)輸送之處，最好是顆粒本質(zhì)上是空心的，即在顆粒內(nèi)有更大的孔穴?？煞奖愕氐玫交旧虾愣ǖ谋诤瘢诤褚话氵x擇成給顆粒提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)使內(nèi)部容積達(dá)到最大?？招念w粒的壁厚可適當(dāng)?shù)貜拇蠹s0.5mm到2mm。把壁厚與顆粒直徑視為比率通常是有用的；壁厚顆粒直徑的優(yōu)選比率是從l:5到1:30，但是應(yīng)該理解，根據(jù)想得到的顆粒的特性，其他比率可能是適宜的。空心球體是特別適用于空心顆粒應(yīng)用的形狀，這是因?yàn)閷?duì)于已知質(zhì)量的顆粒來(lái)說(shuō)，空心球體使顆粒的體積和強(qiáng)度達(dá)到最大。在顆粒本質(zhì)上是空心的情況下，仍然需要使內(nèi)部容積與顆粒外部環(huán)境相通，以使化學(xué)添加劑能排出顆粒。這通常經(jīng)由設(shè)置在顆粒的壁上的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常，這樣的空心顆粒包括方便地提供穿過(guò)顆粒的流路的至少兩個(gè)開(kāi)口。最好是提供多于2個(gè)開(kāi)口，例如4個(gè)或6個(gè)開(kāi)口，從而分別提供2個(gè)或3個(gè)線性流路。流路可方便地設(shè)置成彼此垂直。當(dāng)然，應(yīng)注意，可依照想得到的顆粒的孔隙率或釋;^文性能改變開(kāi)口的數(shù)量；更多的開(kāi)口使孔隙率和釋放比率增加。通常，小顆粒提供空心顆粒且因而使內(nèi)部容積達(dá)到最大的機(jī)會(huì)更小，但是其仍然可以實(shí)現(xiàn)。用于防砂的人造顆粒的直徑至少是0.25mm，優(yōu)選地至少是0.5mm。用于防砂-的人造顆粒的直徑優(yōu)選地不超過(guò)5mm,優(yōu)選地直徑小于4mm,特別優(yōu)選地直徑小于2mm。通常，不用于防砂的較大人造顆粒的直徑可大于約5mm。盡管沒(méi)有對(duì)顆粒尺寸限制實(shí)際的上限尺寸，但是諸如顆粒強(qiáng)度、制造簡(jiǎn)易性、處理簡(jiǎn)易性和典型井身的尺寸等方面意味著具有約是30mm直徑的上限尺寸，更優(yōu)選地約20mm的顆粒是優(yōu)選的?？墒褂眠B續(xù)進(jìn)料擠壓工藝制造人造顆粒。這個(gè)方法的便利方面是，一個(gè)或多個(gè)流路可作為擠壓工藝的一部分被非常簡(jiǎn)單地引入到顆粒，尤其是全部都沿?cái)D壓方向定向的流路。另外的流路可通過(guò)本領(lǐng)域眾所周知的多種工藝引入。這可與擠壓工藝相結(jié)合，例如使用伸縮式銷配置(retractablepinarrangement)在新近-皮擠壓的顆粒中形成流路。也可使用機(jī)械加工的模板制造顆粒，可在該模板內(nèi)獲得需要的顆粒尺寸和形狀。特別適用于生產(chǎn)更復(fù)雜顆粒的另一項(xiàng)技術(shù)是模制。在使用模制之處，可使用伸縮式銷芯方便地引入流路，以界定開(kāi)口。人造顆粒通常由能夠被鉆出孔或使孔以其他方式設(shè)置或形成在顆粒中的材料制造。這樣的孔可由任何常規(guī)技術(shù)形成。在一些實(shí)施方案中，在生產(chǎn)顆粒后，孔可^皮鉆出或形成。在其他的實(shí)施方案中，如上所提到的，孔可作為顆粒制造工藝的一部分被整體形成。在需要一個(gè)孔之處，這可作為擠壓工藝的一部分而被方便地提供。優(yōu)選地，人造顆粒的密度(比重)是0.5SG-4.5SG，優(yōu)選地是2.0SG到2.5SG。優(yōu)選地，人造顆粒是負(fù)浮力的。浮力指在期望顆粒在使用時(shí)包含在井內(nèi)的介質(zhì)中的浮力，或相對(duì)于在處理期間將顆粒引入井內(nèi)所使用的流體，即載流體的浮力。相對(duì)于載流體的浮力尤為重要，因?yàn)檫@在某種程度上決定了顆粒充填井身的性能。在顆粒與其他材料(例如礫石)以混合物的形式^皮提供的情況下，最好是使顆粒和其他材料的浮力匹配，以避免該混合物的分層或其他離析。顆粒可至少部分地涂敷有涂布材料。涂布材料可設(shè)置成保護(hù)顆粒，或提供另外的功能。涂布材料可適宜地是允許顆粒結(jié)合在一起的結(jié)合材料。適宜的結(jié)合材料在本領(lǐng)域中眾所周知。結(jié)合材料通常是無(wú)活性的，直到顆粒被放置在適當(dāng)?shù)奈恢?，這是因?yàn)殡y以或不可能用泵抽或處理結(jié)合的顆粒。可用多種方法活化結(jié)合劑，例如延時(shí)固化、化學(xué)活化、加壓活化或熱活化。適宜的結(jié)合材料在本領(lǐng)域是已知的，且通常包括樹(shù)脂。例如，環(huán)氧樹(shù)脂可能是適宜的。依照本發(fā)明的第二方面，提供了礫石充填，所述礫石充填包括多個(gè)人造顆粒，所述人造顆粒具有彎曲外表面，且包括化學(xué)處理劑。礫石充填可用于防砂和/或可支撐棵眼地層巖石結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，化學(xué)處理劑的目標(biāo)，如濾餅，和化學(xué)物質(zhì)之間的接觸面積優(yōu)選通過(guò)放置人造顆粒而達(dá)到最大，因而化學(xué)添加劑在棵眼段的全長(zhǎng)上與濾餅直4妄4妄觸。在礫石充填中，可使用帶有幾種不同化學(xué)添加劑和/或不同尺寸的顆粒。這樣的顆粒可提供不同的功能。礫石充填還可包括多個(gè)非人造顆粒。優(yōu)選地，礫石充填中至少1%的顆粒包括如在此所描述的人造顆粒，礫石充填中優(yōu)選至少20%、更優(yōu)選至少50%、尤其至少75%的顆粒包括如在此所描述的人造顆粒。本發(fā)明的第二方面的人造顆?？删哂斜景l(fā)明第一方面人造顆粒的任何特征或特征(包括任選特征)。依照本發(fā)明的第三方面，提供了處理井或儲(chǔ)層的方法，該方法包括一提供多個(gè)顆粒，至少一部分顆粒是具有彎曲外表面且包括化學(xué)處理劑的人造顆粒；以及一fc所述顆粒加入井或儲(chǔ)層，以便允許化學(xué)處理劑處理井或儲(chǔ)層。通常，依照本發(fā)明的第三方面的方法使用依照本發(fā)明的第一或第二方面的人造顆粒。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法可包括把化學(xué)處理劑加入到人造顆粒中至少一些的^L穴。通常，人造顆?？捎糜诰牡[石充填，或把化學(xué)物質(zhì)輸送到井/儲(chǔ)層，或用于這兩種應(yīng)用，即用于礫石充填和把化學(xué)物質(zhì)輸送到井/儲(chǔ)層。在此提及的井通常是指井身。在此提及的儲(chǔ)層通常是指近井身儲(chǔ)層。頓粗與柙制化字處理刑活化的辨制刑紹加入到井或儲(chǔ)層。在化學(xué)劑需要水來(lái)變活化之處，抑制劑可適宜地包括非水流體，例如酸。其他抑制劑可適用于其他化學(xué)處理劑，并且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的。抑制劑優(yōu)選為在把顆粒抽入井或儲(chǔ)層內(nèi)時(shí)使用的載流體，例如漿液。方法可進(jìn)一步包括把活化劑加入井或儲(chǔ)層。這可適當(dāng)?shù)貫樗４送?，其他活化劑適用于其他化學(xué)處理劑。依照本發(fā)明的第四方面，提供了在井或儲(chǔ)層中提供礫石充填的方法，該方法包括一提供多個(gè)顆粒，至少一部分顆粒是具有彎曲外表面且包括化學(xué)處理劑的人造顆粒；一把顆粒放置到井或儲(chǔ)層內(nèi)，以提供適用于阻礙砂從井生成的礫石充填。通常，依照本發(fā)明的第四方面的方法使用依照本發(fā)明第一方面的人造顆粒。在特定的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明第四方面的方法還可使用包括根據(jù)本發(fā)明第三方面的方法的任選特征的任何特征。該人造顆粒可作為漿液向下抽到井，并允許漿液里的液體散逸到近井身。在漿液中使用的載液體適宜地包括抑制劑。例如，化學(xué)處理劑是酸時(shí)，該抑制劑可以是油。然后把水引入井內(nèi)，水會(huì)溶解酸，因而活化酸。適宜地，載流體基本上完全包括在抑制劑中。礫石充填還可包括多個(gè)非人造顆粒。優(yōu)選地，礫石充填中至少1%的顆粒包括如在此所描述的人造顆粒，-礫石充填中優(yōu)選地至少20%、更優(yōu)選地至少50%、尤其至少75%的顆粒包括如在此所描述的人造顆粒。在此所描述的任何發(fā)明或?qū)嵤┓桨傅娜魏畏矫娴娜魏翁卣骺膳c已作必要修正的在此所描述的任何其他發(fā)明或?qū)嵤┓桨傅娜魏畏矫娴娜魏翁卣鹘Y(jié)合?，F(xiàn)僅通過(guò)舉例、參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中圖1是依照本發(fā)明的顆粒的第一實(shí)施方案的透視圖；圖2是依照本發(fā)明的顆粒的第二實(shí)施方案的透視圖；圖3是依照本發(fā)明的顆粒的第三實(shí)施方案的剖視圖；以及圖4是依照本發(fā)明的顆粒的第四實(shí)施方案的剖視圖。用于井的礫石充填(未示出)包括多個(gè)顆粒，如在圖1中示出的人造顆粒10。顆粒10是球形的，因此，相比于具有不規(guī)則外表面而不是彎曲外表面的常規(guī)使用的礫石，穿過(guò)包括多個(gè)此類顆粒的礫石充填的烴的流動(dòng)更快。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相比于常規(guī)使用的不規(guī)則形狀的礫石，包括顆粒IO的礫石充填在烴流過(guò)礫石充填時(shí)發(fā)生的壓降更小。穿過(guò)顆粒10的中心設(shè)置的孔12被示出?？滋峁┐┻^(guò)顆粒的流路。烴可流過(guò)孔12，從而進(jìn)一步增加烴穿過(guò)包括這類顆粒的礫石充填的總流率。充填的帶孔顆粒減少了在礫石充填里死端的數(shù)量，因而比標(biāo)準(zhǔn)的礫石充填的總充填流率效率增加10%或更多。200化學(xué)處理劑，如酸或堿、聚合化合物、液態(tài)陶資、鹽水等可加入到孔12。這提供了一種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入大部分或甚至整個(gè)近井身區(qū)域的方法?；瘜W(xué)物質(zhì)可涂敷或以其他方式處理井身或近井身區(qū)域。例如，化學(xué)物質(zhì)可設(shè)置成以便于分解濾餅(例如，碳酸氫鈣、碳酸鈣)，或用于其他用途，如充當(dāng)相對(duì)滲透率改性劑，以減少水的生成。其他適宜的化學(xué)劑在領(lǐng)域中眾所周知。對(duì)于從井身壁除去濾餅來(lái)說(shuō)，提供包括化學(xué)處理劑的人造顆粒10具有超過(guò)常規(guī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槿嗽祛w粒能處理更大面積的濾餅。在常規(guī)技術(shù)中，把化學(xué)處理劑加入到井中引起濾餅的一部分分解，通常是最薄的部分分解。一旦濾餅的這個(gè)初始部分已^f皮分解，化學(xué)處理劑往往流過(guò)孔，并散逸。因此，進(jìn)一步應(yīng)用化學(xué)處理不會(huì)引起濾餅的繼續(xù)分解，而生產(chǎn)也不能被進(jìn)一步提高。使用包括化學(xué)處理劑的顆粒的處理具有如下優(yōu)點(diǎn)劑被局限在需要處理的區(qū)域，且不能容易地自由流走。因而，可能分解更多的濾餅。根據(jù)就熔點(diǎn)、溶解度和酸強(qiáng)度而言所需要的性能，化學(xué)處理劑可包括水凍一價(jià)酸(frozenmonovalentacid)，例如乙酸、丙酸、丁酸或戊酸或變化形式。例如，乙酸的熔點(diǎn)為17°C，可溶于水(Ka=1.8xl0-5)。CaHC03(s)+2CH3C02H(l)-〉Ca(CH3C02)2(aq)+C02(g)+H20(aq)然而，一些鉆孔中的溫度(大約+80。C)使水凍酸難以應(yīng)付，除非在目標(biāo)部位加壓并釋》丈，或保持在刺穿在目標(biāo)部位或溶解/分解在目標(biāo)部位的膜內(nèi)。根據(jù)就熔點(diǎn)、溶解度和酸強(qiáng)度而言的要求，可選的實(shí)施方案包括固體二價(jià)酸，即丙二酸、戊二酸或馬來(lái)酸或變化形式，例如戊二酸熔點(diǎn)98。C、在20。C的溶解度為64克/100克水、K^4.5和0.4xl(T5;馬來(lái)酸熔點(diǎn)130°C、在20。C的溶解度為79克/100克水、Ka=1000和0.06xl(T5。該熔點(diǎn)高于大多數(shù)鉆桿所遇到的溫度。反應(yīng)類似于上述對(duì)于乙酸的反應(yīng)，但每l摩爾碳酸氫鈣需要l摩爾酸。然而，根據(jù)每種應(yīng)用的具體條件，在鹽水存在下，用酸溶解在鉆孔中形成的無(wú)機(jī)沉降物的速度可用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。各種工程溶液可用于現(xiàn)場(chǎng)輸送機(jī)構(gòu)，并確?；瘜W(xué)物質(zhì)》i:置到位之前，溶解最小。例如，化學(xué)物質(zhì)可用膜密封在孔內(nèi)，該膜一經(jīng)與要進(jìn)行處理的近井身或任何其他區(qū)域接觸，就溶解或以其他方式分解。可選地，化學(xué)物質(zhì)可被涂敷，或者可包括阻滯劑，以便延遲其釋放?；瘜W(xué)物質(zhì)可以是受控釋;^丈的化學(xué)物質(zhì)(流體/固體)，其一旦處于適當(dāng)?shù)奈恢?，就有力地把化學(xué)物質(zhì)輸送入溶液內(nèi)。在圖2中示出顆粒100的第二實(shí)施方案。除了圖2的顆粒包括與第一孔112垂直的其他孔114、116以外，圖2的顆粒與在圖1的顆粒相同。穿過(guò)包括顆粒如顆粒100的礫石充填的流率甚至高于本發(fā)明第一實(shí)施方案的流率。在圖3示出顆粒210的第三實(shí)施方案。所述顆粒與圖1的顆粒類似，但是它有圓角邊沿213，在這里，孔212與顆粒210的外表面相接。在圖4示出顆粒310的第四實(shí)施方案。顆粒310包括空心中心315，或孔穴，其經(jīng)由兩個(gè)開(kāi)口312連通到外部，以提供穿過(guò)顆粒的流路?？招闹行倪m用于容納相對(duì)于顆粒310的體積較大量的化學(xué)處理劑(未示出)。顆粒310有圓角邊沿313，在該處，孑L312與該顆粒的外表面相接。因此，增加井生產(chǎn)需要防砂，例如，使用本發(fā)明的實(shí)施方案可實(shí)現(xiàn)礫石充填。在可選實(shí)施方案中，顆粒在它里面有兩個(gè)孔，對(duì)應(yīng)于直角坐標(biāo)的X軸和Y軸，或作為進(jìn)一步可選的，多于三個(gè)孔。可選的形狀可用于顆粒，如環(huán)形或圓環(huán)形；但顆粒一般地形成為產(chǎn)生穿過(guò)它和環(huán)繞它的最佳流路，同時(shí)最小化橫穿它的壓降。它與其他毗鄰顆粒的原位相互作用以產(chǎn)生總體上穿過(guò)礫石充填的最佳流動(dòng)方式也是重要的。在這些實(shí)施方案中，球形顆粒10、100、200、300的直徑是3.0mm(標(biāo)稱的)，在兩種情形下具有0.5mm直徑的孔?？字睆竭x擇為代表砂穿過(guò)孔進(jìn)入的限定直徑，且與球體之間的間隙相同。依照本發(fā)明的較小的人造顆粒優(yōu)選地輸送化學(xué)處理劑，防砂并改善流入/流出性能。較小顆粒的主要應(yīng)用是用于需要防砂礫石充填的井設(shè)計(jì)。依照本發(fā)明的較大的人造顆粒輸送化學(xué)處理劑，并呈現(xiàn)為流體動(dòng)力學(xué)上不可見(jiàn)的原位(即不會(huì)有害地影響流入/流出性能)。較大的人造顆粒的主要應(yīng)用是用于不需要防砂礫石充填的井設(shè)計(jì)，但是有利于改善流出/流入性能。顆粒10、100、200可用連續(xù)擠壓法制造。在這個(gè)方法中，從成形顆粒并從連續(xù)進(jìn)料中把它脫落下來(lái)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)模獲得球形顆粒。尺寸上可控的孔(未示出)便于材料的擠壓，以給予所需要的孔直徑比率。這個(gè)階段期間，相對(duì)于主擠壓軸(x軸)，把另外的兩個(gè)通孔(y軸和z軸)加入到產(chǎn)品中。在連續(xù)進(jìn)料末端，可使用X軸擠壓桿把任何所需要的化學(xué)物質(zhì)輸送入孔空間內(nèi)。這種基于擠壓的技術(shù)特別適用于基于塑料的材料和玻璃材料?？蛇x地，顆?？捎墒褂胇^板的注射i^制法制成。在這個(gè)可選的方法中，機(jī)加工的模板便于基于塑料的化合物被注入模內(nèi)，以形成顆粒。于是，允許顆粒固化，并變成固體。把顆粒耳又出，重復(fù)該方法。在顆粒由化學(xué)處理劑例如固體酸形成的情況下，這可通過(guò)把化學(xué)處理劑轉(zhuǎn)化成液態(tài)然后把它引入模內(nèi)(如通過(guò)注入或澆鑄)來(lái)達(dá)成。一旦在模里，該液體就被允許轉(zhuǎn)變回固體形式；在一些例子中，這可在能引起顆粒性質(zhì)改善的壓力下進(jìn)行。通常，通過(guò)將化學(xué)處理劑加熱超過(guò)其熔點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變。在一些例子中，盡管常常并非必需，但是最好是把化學(xué)處理劑和結(jié)合劑結(jié)合，以改善機(jī)械性能。應(yīng)注意，例如在藥物加工領(lǐng)域，用于從這類化學(xué)物質(zhì)形成顆粒的其他技術(shù)是已知的，且可適當(dāng)?shù)厥褂眠@樣的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)使用納維-斯托克斯方程(Navier-Stokesequations)的有限元(FE)才莫擬進(jìn)行詳細(xì)建才莫通過(guò)充填礫石的流的實(shí)驗(yàn)。確定通過(guò)充填球體的流的多種模擬，結(jié)果與理論解進(jìn)行比較。理論達(dá)西定律(D'Arcy'slaw)在宏觀上很好地描述了在各向同性介質(zhì)中油井充填的流動(dòng)(i)其中ua是達(dá)西(Darcy)，或每單位面積(ms")的具體流量，k是飽和滲透率(m2),ii是動(dòng)力粘度(kgnrV1),p是流體壓力(kgm-2),g是重力加速度，z是縱坐標(biāo)。這里，可忽略重力加速度。已經(jīng)提出用于飽和滲透率的多個(gè)方程組和關(guān)系式。Carman-Kozensky關(guān)系式廣泛用于粒狀介質(zhì)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>(2)其中D是粒徑(m)，①是孔隙率?？蛇m用于具有不同直徑的任意形狀的顆粒，在這種情形下，直徑D是表面平均粒徑。在這里，D筒單地為人造顆粒IO、100、200、300的粒徑。認(rèn)為Carman-Kozensky關(guān)系式的有效范圍是0.KRe〈5。孑L隙率①是礫石之間的"空間"的百分比，并可通過(guò)取塊材料(bulkmaterial)的密度與粒狀材料的密度的比率來(lái)求得(3)對(duì)于規(guī)則充填、單一尺寸的球體，可從體積比計(jì)算孔隙率。對(duì)于立方體充填<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>只于于近四面體充Jt真&Vf，3V^(5)對(duì)于不規(guī)則充填的球體，孔隙率一般介于這兩個(gè)值之間。對(duì)于不規(guī)則形狀的顆粒(如石樂(lè)石)，孔隙率往往更高。對(duì)于粒度分布的顆粒，因?yàn)檩^小的顆粒占據(jù)了由較大顆粒形成的點(diǎn)陣(lattice)中的空間，因此孔隙率往往更寸氐。實(shí)驗(yàn)在此使用的建才莫包由FluentofShe伍eldBusinessPark,She迅eld，UK生產(chǎn)，并包括前處理器(GAMBIT)和集成解算器和后處理器(Fluent)。這個(gè)前處理器結(jié)合其自己的實(shí)體建^t器，并可以多種其他標(biāo)準(zhǔn)形式輸入實(shí)體^:莫型。前處理器的主要功能是提供用于輸出到Fluent的流體體積網(wǎng)格。由從GAMBIT輸入的網(wǎng)格，F(xiàn)luent求解Navier-Stokes(N-S)方程組(流體運(yùn)動(dòng)的基本方程組)。建模結(jié)果以及與理論的比較對(duì)于所考慮的緊密充填的球體的情形，孔隙率是0=0.260，從而給出k=1.605*1(T9的值。動(dòng)力粘度ii=l.003*1(T3kg/ms，且壓力梯度是/^408Pa/m。(4排上有4Pa，每排間隔2.45mm)。這給出了理論的比流量Ud=0.65mms"，與數(shù)值結(jié)果非常一致。因而發(fā)現(xiàn)，可進(jìn)行通過(guò)充填球體床的流的實(shí)際建模。包括約50-100個(gè)球體的礫石充填的流的數(shù)值模擬是可行的，并提供了用于研究更復(fù)雜形狀的適宜方法。改良礫、石的結(jié)果所述才莫型測(cè)試了具有孔12貫穿通過(guò)的第一實(shí)施方案10和具有三個(gè)孔112、114、116穿過(guò)球形顆粒的第二實(shí)施方案。然后，在兩個(gè)軸上按30。的增量P遺機(jī)旋轉(zhuǎn)球體。因此，一些球體的芯與流成線，而一些垂直于流，許多則介于兩者之間。執(zhí)行模擬，以比較沒(méi)有孔的人造球形顆粒和在此示出的帶有孔的那些實(shí)施方案IO、100的執(zhí)行能力；全都是在4Pa的壓力下?？自试S運(yùn)送更多的流體，且根據(jù)它們的取向，可以協(xié)助流，或者對(duì)流有很小的影響或基本沒(méi)有影響。從單一孔到三軸孔的移動(dòng)增加了空間之間的連通性，并導(dǎo)致流率增加。未改良的球形顆粒(在本發(fā)明的范圍之內(nèi))產(chǎn)生0.73n(^ms"的平均速度；第一實(shí)施方案有0.77ms"的平均速度；而3軸的第二實(shí)施方案產(chǎn)生o.sano^ms-1的平均速度。這些不再與標(biāo)準(zhǔn)理論比較。盡管"孔隙率"(方程式5,但是有"孔")可分別被計(jì)算為0.26、0.29和0.35，但是Carmen-Kozensky關(guān)系式(方程式2)嚴(yán)格地只適用于球形顆粒，且直接比較是不合理的。因此，增加礫石的孔隙率就增加了流率，說(shuō)明該方法靈敏得足以用于說(shuō)明進(jìn)一步"礫石"改良的可能優(yōu)點(diǎn)。第二實(shí)施方案100實(shí)現(xiàn)了多于10%的流率增加。本發(fā)明的實(shí)施方案具有多個(gè)顆粒，且它們的流路與毗鄰的流路互補(bǔ)，使得它們輻射狀地沿著孔"連通"在一起，與標(biāo)準(zhǔn)礫石相比較，增加了流動(dòng)效率。在顆粒內(nèi)包括化學(xué)物質(zhì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了在井身的全長(zhǎng)上機(jī)械地輸送增產(chǎn)措施的能力，并且增加了把增產(chǎn)措施等機(jī)械地輸送到井身的更高側(cè)的(也許甚至是唯一的)能力。而且，由于所述顆粒的流動(dòng)特性優(yōu)于常規(guī)砂的流動(dòng)特性，所以當(dāng)使用相同的常規(guī)安置設(shè)備時(shí)，本發(fā)明的特定實(shí)施方案使礫石充填漿料可以比標(biāo)準(zhǔn)礫石流過(guò)更長(zhǎng)的距離來(lái)進(jìn)入井身。而且，優(yōu)選顆粒的中性浮力也協(xié)助流動(dòng)?？蛇M(jìn)行改良和變更，而不脫離本發(fā)明的范圍。參考文獻(xiàn)i.Carman,PZ,1956,Flowofgasesthroughporousmedia,Butterworths,London。ii.PanC,HiplertM,MillerCT,2001,Pore-scalemodellingofsaturatedpermeabilitiesinrandomspherepackings,PhysicalReviewE,64。權(quán)利要求1.一種用于井或儲(chǔ)層的人造顆粒，所述人造顆粒具有彎曲外表面，所述顆粒包括至少一種化學(xué)處理劑。2.如權(quán)利要求1所迷的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑是適于溶解濾餅的試劑。3.如權(quán)利要求1或2所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑包括酸。4.如權(quán)利要求l-3中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑包括短鏈有機(jī)酸。5.如權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑包括乙酸、丙酸、戊二酸和馬來(lái)酸中的一種或多種。6.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑包括反乳化劑、相對(duì)滲透率改性劑或防垢劑。7.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其中所迷彎曲外表面是球形的。8.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其基本上完全由基于塑料的材料或玻璃材料制造。9.如權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其基本上完全由化學(xué)處理劑制造。10.如權(quán)利要求9所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑與一種或多種結(jié)合劑結(jié)合。11.如權(quán)利要求9或10所述的顆粒，其中用于制造所述顆粒的所述化學(xué)處理劑是固態(tài)二價(jià)酸。12.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其中所述化學(xué)處理劑提供在所述顆粒的孔穴內(nèi)，所述孔穴與所述顆粒外部的環(huán)境流體相通。13.如權(quán)利要求12所述的顆粒，其中所述孔穴從所述顆粒的一側(cè)延伸到另一側(cè)，因此提供了穿過(guò)所述顆粒的至少一個(gè)流路。14.如權(quán)利要求12或13所述的顆粒，其包括第二流路，所述第二流路從所述顆粒的一側(cè)延伸穿過(guò)其到另一側(cè)。15.如權(quán)利要求14所述的顆粒，其中所迷第二流路垂直于所述第一流路。16.如權(quán)利要求12-15中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述顆粒包括第三流路或又一流路，所述第三流路或又一流路從所述顆粒的一側(cè)延伸穿過(guò)其到另一側(cè)。17.如權(quán)利要求12-16中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中提供兩個(gè)或三個(gè)流路，且所述流路近似地垂直于彼此延伸。18.如權(quán)利要求12-17中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路是線性的，且從所述顆粒的一側(cè)延伸到所述顆粒的相對(duì)側(cè)。19.如權(quán)利要求12-18中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路基本上是直的。20.如權(quán)利要求12-19中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路延伸穿過(guò)所述顆粒的中心。21.如權(quán)利要求12-20中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中提供了多于一個(gè)流路，且所述流路沿它們的長(zhǎng)度在某點(diǎn)處相交。22.如權(quán)利要求12-21中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述顆粒基本上是球形的，且所述至少一個(gè)流路延伸跨過(guò)所述顆粒的直徑。23.如權(quán)利要求12-22中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的最小直徑是從大約O.lmm到大約15mm。24.如權(quán)利要求12-23中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的最小直徑是/人大約0.25mm到大約5mm。25.如權(quán)利要求12-24中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的最小直徑是從大約0.4mm到大約lmm。26.如權(quán)利要求12-25中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的最小直徑與所述顆粒的直徑之比是從大約1:1.25到大約1:5。27.如權(quán)利要求12-26中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的直徑沿其長(zhǎng)度基本上是恒定的。28.如權(quán)利要求12-26中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路的直徑沿其長(zhǎng)度變化。29.如權(quán)利要求28所述的顆粒，其中所述至少一個(gè)流路在所述顆粒的表面或接近所述顆粒的表面具有給定的直徑，且擴(kuò)展以在所述顆粒內(nèi)提供相對(duì)較大的孔穴。30.如權(quán)利要求29所述的顆粒，其中所述孔穴形成經(jīng)由開(kāi)口連通到外部的內(nèi)部孔穴。31.如權(quán)利要求28或29所述的顆粒，其基本上是具有基本上恒定壁厚的空心球體。32.如權(quán)利要求12-31中的任一項(xiàng)所述的顆粒，其中在所述流路與所述顆粒的表面相接的地方，使所形成的邊緣變平滑。33.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其直徑是從大約0.25mm到大約30mm。34.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其直徑是從大約lmm到大約20mm。35.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其直徑是從大約2.5mm到大約10mm。36.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其直徑是從大約2.5mm到大約4mm。37.如權(quán)利要求33所述的顆粒，其直徑是從0.25mm到2mm。38.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其比重是從大約0.5SG到大約4.5SG。39.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其比重是從大約2.0SG到大約2.5SG。40.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其相對(duì)于在處理期間使用的流體為負(fù)浮力，通過(guò)所述處理，所述顆粒被引進(jìn)井內(nèi)。41.如任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的顆粒，其至少部分地涂有涂布材料。42.如權(quán)利要求40所述的顆粒，其中所述涂布材料是結(jié)合材料。43.—種礫石充填，其包括如權(quán)利要求1-42中的任一項(xiàng)所述的多個(gè)人造顆粒。44.如權(quán)利要求43所述的礫石充填，其中所述顆粒被放置為與棵眼段的全長(zhǎng)上的所述濾餅直接接觸。45.如權(quán)利要求43或44所述的礫石充填，其包括帶有幾種不同化學(xué)添加劑的顆粒。46.如權(quán)利要求43-45中的任一項(xiàng)所述的礫石充填，其包括多個(gè)非人造顆粒。47.如權(quán)利要求43-46中的任一項(xiàng)所述的礫石充填，其包括至少1%的人造顆粒。48.如權(quán)利要求43-47中的任一項(xiàng)所述的礫石充填，其包括至少20%的人造顆粒。49.如權(quán)利要求43-48中的任一項(xiàng)所述的礫石充填，其包括至少50%的人造顆粒。50.如權(quán)利要求43-47中的任一項(xiàng)所述的礫石充填，其包括至少75%的人造顆粒。51.—種處理井或儲(chǔ)層的方法，所述方法包括提供如權(quán)利要求1-42中的任一項(xiàng)所述的多個(gè)顆粒；以及把所迷顆粒加入所述井或儲(chǔ)層，以便允許所述化學(xué)處理劑處理所述井或儲(chǔ)層和/或提供適于阻礙砂從所述井生成的礫石充填。52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述顆粒作為漿料被向下泵送到所述井，并且允許所述漿料內(nèi)的載液體散逸到近井身。53.如權(quán)利要求51或52所述的方法，其包括將所述顆粒與抑制所述化學(xué)處理劑活化的抑制劑結(jié)合加入到井或儲(chǔ)層。54.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述抑制劑基本上構(gòu)成全部的載流體。55.如權(quán)利要求53或54所述的方法，其中所述抑制劑包括非水流體。56.如權(quán)利要求51-53中的任一項(xiàng)所述的方法，其包括把活化劑加入井或儲(chǔ)層。57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述活化劑是水。全文摘要提供了用于井的人造顆粒，其包括化學(xué)處理劑。所述顆粒具有能夠化學(xué)處理井的優(yōu)點(diǎn)，例如除去濾餅。本發(fā)明的實(shí)施方案通過(guò)提供防砂和/或增加礫石充填的滲透率來(lái)改善井生產(chǎn)。也提供了使用所述顆粒和包括所述顆粒的礫石充填的方法。文檔編號(hào)C09K8/80GK101321843SQ200680045136公開(kāi)日2008年12月10日申請(qǐng)日期2006年12月1日優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日發(fā)明者伊文·羅伯遜申請(qǐng)人:維茲博科技油氣有限公司