本發(fā)明屬于油田調(diào)剖堵水用劑，具體涉及一種黏附響應(yīng)型超分子凝膠及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
2、常規(guī)的聚合物凝膠調(diào)剖手段難以在水淹、水竄現(xiàn)象嚴(yán)重的老油田中實(shí)現(xiàn)有效封堵。預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒對(duì)非均質(zhì)性強(qiáng)，含水率高，大孔道的油田深部調(diào)剖有較好的效果。這是由于凝膠顆粒吸水膨脹后具有一定的變形能力，可以在一定壓差下通過(guò)變形移動(dòng)進(jìn)入地層深處，之后在地層深處隨著地層壓力逐漸降低，顆粒不斷吸水膨脹，能夠滯留在大孔道中并堵塞大孔道，進(jìn)而調(diào)整地層滲透率，起到深部液流轉(zhuǎn)向的作用。凝膠顆粒制備工藝簡(jiǎn)單，且在使用過(guò)程中穩(wěn)定性好，避免了傳統(tǒng)凝膠類封堵劑地下成膠效果差，封堵效果有限的缺點(diǎn)。
3、但隨著凝膠顆粒的推廣應(yīng)用，一些技術(shù)缺陷及應(yīng)用局限性也顯現(xiàn)出來(lái)。例如，在現(xiàn)場(chǎng)注入施工及在復(fù)雜的油藏深部運(yùn)移過(guò)程中，充分吸水膨脹的凝膠顆粒會(huì)因剪切及擠壓出現(xiàn)破碎，破碎后的凝膠顆粒易被后續(xù)注入的流體沖刷產(chǎn)出，導(dǎo)致其應(yīng)用于油藏深部裂縫時(shí)出現(xiàn)封堵能力不穩(wěn)定或效果差等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種黏附響應(yīng)型超分子凝膠及其制備方法與應(yīng)用。這種超分子凝膠制成的顆粒進(jìn)入深部裂縫后，基于溫度升高產(chǎn)生的溫敏響應(yīng)界面疏水化作用可產(chǎn)生結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可逆恢復(fù)、相互之間黏附以及和巖石壁面黏附的效果，保證其對(duì)深部裂縫的高強(qiáng)度封堵能力，達(dá)到裂縫油藏深部調(diào)剖高效開(kāi)采的效果。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
3、第一方面，一種黏附響應(yīng)型超分子凝膠，制備原料包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：丙烯酰胺單體10～30份；丙烯酸單體0～20份；黏附響應(yīng)型功能單體1～7份；交聯(lián)劑0.01～0.5份；引發(fā)劑0.01～1.0份；穩(wěn)定劑0.1～1.0份；
4、所述黏附響應(yīng)型功能單體包括摩爾比為(2～8)：(1～3)的黏附型功能單體與溫敏響應(yīng)型功能單體，所述黏附型功能單體包括n-(3,4-二羥基苯乙基)甲基丙烯酰胺(dma)、n-(3,4-二羥基苯丙酸)甲基丙烯酰胺(dmma)和n-(3,4-二羥基苯丙酸甲酯)甲基丙烯酰胺(dmema)中的一種或多種；所述溫敏響應(yīng)型功能單體包括n-異丙基丙烯酰胺(nipam)和甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯(dmaema)中的一種或多種。
5、第二方面，上述黏附響應(yīng)型超分子凝膠的制備方法，包括以下步驟：
6、在惰性氣氛中，依次將丙烯酰胺單體、丙烯酸單體和黏附響應(yīng)型功能單體加入至水相中混合，調(diào)節(jié)ph值為5.0-8.5；然后加入交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑，混合均勻；再加入引發(fā)劑，混合均勻，得到水相溶液；
7、將水相溶液進(jìn)行加熱引發(fā)聚合反應(yīng)，獲得黏附響應(yīng)型超分子凝膠。
8、第三方面，上述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠在封堵油藏深部裂縫的應(yīng)用。
9、包括：將上述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠制為顆粒，以500-3000mg/l的比例加入注入流體中，泵入地層。
10、本發(fā)明的有益效果為：
11、1.本發(fā)明將溫敏響應(yīng)型功能單體引入到傳統(tǒng)聚合物凝膠顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)主鏈上，在近井地帶低溫條件下，界面呈現(xiàn)親水特性和“隱藏”界面黏附型官能團(tuán)的狀態(tài)，在進(jìn)入深部裂縫后遇到高溫，其產(chǎn)生溫敏疏水化作用，誘導(dǎo)界面轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷匦院汀氨┞丁苯缑骛じ叫凸倌軋F(tuán)的狀態(tài)。從而產(chǎn)生近井流動(dòng)運(yùn)移不黏附、深部裂縫內(nèi)黏附高效封堵的效果，具有優(yōu)異的裂縫油藏深部調(diào)剖效果。并且超分子凝膠顆粒中包含了交聯(lián)和黏附所需的化學(xué)劑，僅以固體顆粒一種形態(tài)注入及在地層中運(yùn)移，所有的成分都包含在顆粒中，避免了常規(guī)地下交聯(lián)體系在地層中運(yùn)移過(guò)程中因地層水稀釋和剪切降解造成的不成膠或成膠質(zhì)量不高的問(wèn)題。提高了對(duì)深部裂縫的封堵能力。
12、2.本發(fā)明的凝膠顆粒結(jié)構(gòu)中黏附響應(yīng)型功能單體與常規(guī)聚合單體(丙烯酰胺、丙烯酸)在同一聚合物分子鏈上，其在地層多孔介質(zhì)中運(yùn)移時(shí)可大大降低多分子鏈產(chǎn)生的不同聚合基團(tuán)吸附差異的問(wèn)題，進(jìn)而提升深部裂縫內(nèi)的氫鍵、π-π、疏水締合、陽(yáng)離子-π等黏附超分子作用，增強(qiáng)超分子凝膠顆粒的動(dòng)態(tài)恢復(fù)和界面黏附性能。黏附型功能單體位于傳統(tǒng)聚合物凝膠顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)主鏈上，通過(guò)氫鍵、π-π、疏水締合超分子作用賦予了所合成凝膠顆粒剪切破碎后動(dòng)態(tài)恢復(fù)和相互之間黏附的特性；此外，黏附型功能單體結(jié)構(gòu)還能與深部裂縫內(nèi)的巖石壁面間產(chǎn)生氫鍵、π-π、陽(yáng)離子-π超分子作用，進(jìn)而賦予其與巖石壁面的高效黏附特性。制備出的凝膠顆?？辜羟心芰?、自修復(fù)能力強(qiáng)、黏附強(qiáng)度高，對(duì)深部裂縫的封堵能力好，耐沖刷性強(qiáng)，可作為優(yōu)良的裂縫油藏深部封堵劑。
13、3.本發(fā)明設(shè)計(jì)的黏附響應(yīng)型超分子凝膠顆粒，可以根據(jù)油藏條件調(diào)節(jié)其粒徑大小與黏附響應(yīng)溫度，其顆粒大小為納米級(jí)、微米級(jí)或毫米級(jí)，響應(yīng)溫度范圍為50℃到200℃，適應(yīng)性強(qiáng)。超分子凝膠顆?？蛇m當(dāng)降低吸水膨脹單體(丙烯酰胺單體、丙烯酸單體)的含量，即使凝膠顆粒進(jìn)入深部地層后吸水膨脹無(wú)法達(dá)到封堵尺寸，仍能通過(guò)顆粒間黏附作用進(jìn)一步聚集增加尺寸，進(jìn)而在保證有效封堵深部裂縫的同時(shí)減弱剪切產(chǎn)生的顆粒破碎問(wèn)題。
1.一種黏附響應(yīng)型超分子凝膠，其特征在于，制備原料包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：丙烯酰胺單體10～30份30；丙烯酸單體0～20份；黏附響應(yīng)型功能單體1～7份；交聯(lián)劑0.01～0.5份；引發(fā)劑0.01～1.0份；穩(wěn)定劑0.1～1.0份；
2.如權(quán)利要求1所述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠，其特征在于，所述交聯(lián)劑包括n,n-亞甲基雙丙烯酰胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種或多種；優(yōu)選為n,n-亞甲基雙丙烯酰胺。
3.如權(quán)利要求1所述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠，其特征在于，所述引發(fā)劑包括過(guò)硫酸銨和偶氮二異丁酸二甲酯中的一種或多種；
4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠的制備方法，其特征在于，包括：在惰性氣氛中，依次將丙烯酰胺單體、丙烯酸單體和黏附響應(yīng)型功能單體加入至水相中混合，調(diào)節(jié)ph為5.0-8.5；然后加入交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑，混合均勻；再加入引發(fā)劑，混合均勻，得到水相溶液；
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛包括氮?dú)夂蜌鍤庵械囊环N或多種；
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，調(diào)節(jié)ph所用的試劑包括氫氧化鈉、碳酸鈉和三乙胺中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，還包括步驟：將黏附響應(yīng)型超分子凝膠粉碎后在50～80℃干燥后研磨，篩分出設(shè)定粒徑的顆粒。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述設(shè)定粒徑包括納米級(jí)、微米級(jí)和毫米級(jí)粒徑。
9.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的黏附響應(yīng)型超分子凝膠在封堵油藏深部裂縫的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述黏附響應(yīng)型超分子凝膠制得的干燥顆粒以500～3000mg/l的比例加入注入流體中，泵入地層。