一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶及其制备方法与应用。以质量百分比计，该CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.1‑1Wt％CO2响应表面活性剂和0.5‑5wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，CO2响应表面活性剂的原料组分包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.5‑4):1。该CO2响应就地凝胶封窜溶胶适用于CO2驱导致的油藏低pH值环境，使疏水改性的聚丙稀酰胺(HPAM)聚合物溶液就地凝胶化，封堵CO2驱油藏中的非均质高渗带、天然/人工裂缝等气窜通道，实现控制和抑制或防止气窜，扩大气驱波及体积目的。

A CO2 responsive gel channeling sol and its preparation and Application

The invention provides a CO2 responsive gel channeling sol and its preparation method and application. The weight percentage of the CO2 response in gel sealing includes 0.1 sol 1Wt%CO2 response surface active agent and 0.5 5wt% hydrophobically modified polyacrylamide, the balance of water, wherein the CO2 response raw materials of surfactants including anionic surfactant and alkyl polyamine, quality of anionic surfactant and alkyl group polyamine ratio (0.5 4): 1. The in situ gel sol sealing CO2 response for CO2 flooding caused by reservoir with low pH value, the hydrophobically modified polyacrylamide (HPAM) polymer solution in situ gelation, blocking CO2 flooding in heterogeneous reservoir with hypertonic and natural / artificial cracks, gas channeling, control and suppress or prevent gas channeling, air flooding swept volume to enlarge.

【技术实现步骤摘要】
一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶及其制备方法与应用
本专利技术属于石油开采领域，涉及一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶及其制备方法与应用。
技术介绍
目前，CO2驱已成为低渗/特低渗油田一种行之有效的开发方式，然而气窜制约了CO2驱效果的充分发挥。低渗/特低渗油藏的严重非均质、天然/人工裂缝等进一步加剧气窜，严重降低了驱替效果。控制和抑制或防止气窜，扩大气驱波及体积对于提高低渗透/特低渗透油田CO2驱开发效果意义重大。目前国内外的气窜防治与封堵技术，都是从改善CO2的流度或利用化学剂封堵窜流层带以减缓气窜，目前使用的封气窜技术主要有水气交替(WAG)、CO2泡沫、凝胶及泡沫凝胶(泡沫+凝胶段塞)、CO2增稠等方法。例如：水气交替方法(WAG)，在CO2驱油过程中控制CO2流动速度，防止CO2驱早期突破的常用方法。主要机理是向油层中交替注入水/气段塞，降低水的相对渗透率来降低水的流度，从而改善水油流度比，扩大水的波及效率。尽管水的存在会阻碍CO2混相的形成，但是由于水的粘度较高，在CO2驱油前期，水段塞优先进入高渗层形成屏蔽，迫使CO2气体转入油气藏基岩层或低渗层，提高气驱效率及低渗层的采收率，但该方法不能有效解决CO2驱油藏气窜问题。泡沫封窜方法，利用泡沫降低气体流度的概念最早见于Bond和Holbrook1958年申请的专利，目前封气窜比较常用方法之一。泡沫能有效降低CO2流度并改善驱替流体在非均质油层内的流动状况。但泡沫也有自身缺点，最大的问题就是泡沫的稳定性，泡沫的稳定性受许多因素影响，如温度、盐度、含油量、润湿性等。此外，泡沫封窜现场施工难度大，地面形成泡沫，没法注入；地下形成泡沫，质量及数量难以保证，同时封窜效果差。凝胶封窜方法，聚合物凝胶是控制气窜应用较多的方法，凝胶体系可以在气驱各个阶段对气窜进行控制，但许多凝胶都不耐酸，并不适合CO2驱导致的油藏低pH值环境。有文献报道的封窜凝胶研究主要有：1)采用磺基化间苯二酚与甲醛反应生成凝胶；2)采用铬离子交联剂与聚丙烯酰胺或黄原胶交联生成凝胶；3)直接注入丙烯酰胺单体使之就地聚合形成凝胶方法；4)凝胶体系与泡沫段塞交替注入方法(泡沫+凝胶)，但这些方法凝胶化条件苛刻，效果不是太理想。CO2增稠抑窜方法，该方法的原理是在CO2中加入增稠剂使其粘度增大。但由于常规聚合物和表面活性剂等增稠剂在CO2中不溶或需要大量共溶剂增稠，因此导致CO2增稠效果不佳，此外，CO2增粘难度大、成本高，近年在CO2增稠抑窜方法研究思路上没有突破性的进展。目前的上述封窜技术都没能有效解决油藏CO2驱气窜问题，因此，寻找一种新的封窜体系势在必行。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶及其制备方法与应用。该CO2响应就地凝胶封窜溶胶能够适用于CO2驱导致的油藏低pH值环境，使疏水改性的聚丙稀酰胺(HPAM)聚合物溶液就地凝胶化，封堵CO2驱油藏中的非均质高渗带、天然/人工裂缝等气窜通道，实现控制和抑制或防止气窜，扩大气驱波及体积目的。为了达到前述的专利技术目的，本专利技术提供一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶，以质量百分比计，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.1-1Wt％CO2响应表面活性剂和0.5-5wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，所述CO2响应表面活性剂的原料组分包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，所述阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.5-4):1。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述疏水改性聚丙烯酰胺的质量浓度为0.7％-1.2％。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述CO2响应表面活性剂与疏水改性聚丙烯酰胺的质量比为(0.2-1):1。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，以质量百分比计，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.5-1wt％CO2响应表面活性剂和0.5-2wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，所述CO2响应表面活性剂包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，所述阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.8-3)：1。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，所述CO2响应表面活性剂在所述疏水改性聚丙烯酰胺的疏水侧链周围形成球状胶束聚集体，所述疏水侧链包裹在所述球状胶束聚集体的内核中。因此，疏水改性聚丙烯酰胺的高分子链之间无法通过侧链间的疏水相互作用形成交联网络，溶胶的粘度较低，通过测试粘温曲线，在20℃-80℃范围内，溶胶的粘度从80mPa.s下降到35mPa.s左右。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基磺酸钠。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述烃基多胺包括四甲基丙二胺。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶在20℃-80℃温度下的粘度为35mPa-80mPa。在上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中，优选地，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶在通入CO2后转变为凝胶，所述凝胶在通入非酸性气体后恢复成溶胶；优选地，所述非酸性气体包括N2和/或惰性气体。通入CO2后，上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶中的CO2响应性表面活性剂聚集体向蠕虫状转变，相互贯穿的蠕虫状胶束将带有疏水侧链的聚丙烯酰胺高分子缔合成三维空间网络结构，使整个封窜溶胶转变成凝胶。经测试，凝胶的储能模量(G’)与聚合物聚丙烯酰胺高分子的浓度相关，聚合物聚丙烯酰胺高分子的浓度在0.7％-1.2％范围内时，随着聚丙烯酰胺高分子浓度的增大，凝胶储能模量(G’)数值也增大。而对于固定浓度的封窜溶胶，在测试范围内，随着应力增大，凝胶储能模量(G’)的数值基本恒定。通过非酸性气体替换凝胶中的氛围，比如用N2把CO2替换出来，凝胶逐渐向溶胶转变，最终获得的溶胶与初始溶胶的基本物化性能相近，再向溶胶中通入CO2，所形成的凝胶的储能模量(G’)也跟凝胶-溶胶转变前的凝胶的储能模量近似，即上述CO2响应就地凝胶封窜体系的溶胶-凝胶的转变过程是可逆的，溶胶、凝胶的物化性能也是可逆的。本专利技术还提供上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶的制备方法，其包括以下步骤：将阴离子型表面活性剂与烃基多胺按摩尔比(0.5-4):1复配，合成CO2响应性表面活性剂；将所述CO2响应性表面活性剂与疏水改性聚丙烯酰胺复配，制得CO2响应就地凝胶封窜溶胶。本专利技术还提供上述CO2响应就地凝胶封窜溶胶在油田油藏开采中作为防窜剂的应用。本专利技术的有益效果是：相对于现有技术，本专利技术提供的CO2响应就地凝胶封窜溶胶的制备方法过程简单，操作简便。本专利技术制得的CO2响应就地凝胶封窜溶胶适用于CO2驱导致的油藏低pH值环境，使疏水改性的聚丙稀酰胺(HPAM)聚合物溶液就地凝胶化，封堵CO2驱油藏中的非均质高渗带、天然/人工裂缝等气窜通道，控制和抑制或防止气窜，扩大气驱波及体积，有效解决低渗油层CO2驱气窜问题，且不会增加对环境的负影响，具有低毒和环境友好等优点。附图说明图1是实施例1CO2响应就地凝胶封窜溶胶在室温下的粘温测试曲线图；图2是实施例1-3的凝胶在不同应力下的凝胶储能模量变化曲线图；图3是实施例1的凝胶在循环通入CO2和N2过程中的储能模量变化曲线图；图4是实施例1CO2响应就地凝胶封窜溶胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶，其特征在于：以质量百分比计，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.1‑1Wt％CO2响应表面活性剂和0.5‑5wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，所述CO2响应表面活性剂的原料组分包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，所述阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.5‑4):1。

【技术特征摘要】
1.一种CO2响应就地凝胶封窜溶胶，其特征在于：以质量百分比计，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.1-1Wt％CO2响应表面活性剂和0.5-5wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，所述CO2响应表面活性剂的原料组分包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，所述阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.5-4):1。2.根据权利要求1所述的CO2响应就地凝胶封窜溶胶，其特征在于：所述疏水改性聚丙烯酰胺的质量浓度为0.7％-1.2％；优选地，所述CO2响应表面活性剂与疏水改性聚丙烯酰胺的质量比为(0.2-1):1。3.根据权利要求1所述的CO2响应就地凝胶封窜溶胶，其特征在于：以质量百分比计，所述CO2响应就地凝胶封窜溶胶包括0.5-1wt％CO2响应表面活性剂和0.5-2wt％疏水改性聚丙烯酰胺，余量为水，其中，所述CO2响应表面活性剂包括阴离子型表面活性剂和烃基多胺，所述阴离子型表面活性剂与烃基多胺的质量比为(0.8-3)：1。4.根据权利要求1所述的CO2响应就地凝胶封窜溶胶，其特征在于：所述阴离子型表面活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊春明，唐孝芬，魏发林，曾致翚，邵黎明，刘平德，吕静，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11