酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料及其制备方法和应用技术

酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水力压裂过程示踪剂控释材料领域，具体涉及一种酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]在水平井的开发过程中，为了能够快速发现优质油藏提高储层钻遇率，需要频繁控制调整水平井眼轨迹，但实际操作往往需要动用大量人工和机械成本，在不易控制的同时还会给接下来的施工造成巨大隐患
。
[0003]压裂裂缝的表征一直是油气藏进行水平井压裂开发过程的关键问题，如何能更好的获得地下油藏传递的信息成为科研人员需要关注的重点
。
为了研究水平井压裂后对应压裂层形成的复杂压裂裂缝，可依据实际应用环境选用不同示踪剂并利用压裂示踪技术定性与定量的分析水平井分段压裂后不同时期，各压裂层段的返排液情况以及贡献率，同时还可以用来为评价压裂效果以及为改进压裂工艺提供数据依据
。
目前针对缓释型示踪剂在非常规储层压裂应用的报道较少，仍处于起步阶段
。
[0004]煤层气开采
、
矿井施工过程中出现的
H2S、CO2等伴生石油气体一直被认为是油气开采的副产物，它们的存在会加速水泥侵蚀，对井下作业造成很大威胁，危害施工安全，毒害性气体的排放也会造成空气污染以及温室效应
。
综上可见，如何有效利用毒害性酸性气体，同时实现对地下油气水平的有效监测一直是本领域亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料及其制备方法和应用
。
[0006]本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料，所述凝胶材料包括凝胶基体和包覆在其中的示踪剂，凝胶基体由丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体和
/
或丙烯腈聚合而成
。
[0008]进一步限定，丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体和丙烯腈的质量比为
(1
‑
8)
：
(1
‑
4)
：
(0
‑
4)
，示踪剂质量为单体总质量的5‑
50
％
。
[0009]进一步限定，丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺
、
甲基丙烯酰胺
、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种
。
[0010]进一步限定，
N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体包括
N
‑
乙烯基
‑
N
‑
甲基乙酰胺
、N
‑
乙烯基乙酰胺
、N
‑
乙烯基甲酰胺
、N
‑
[3
‑
[3
‑
(
二甲氨基
)
丙烯酰
]苯基
]‑
N
‑
乙基乙酰胺中的一种或几种
。
[0011]进一步限定，示踪剂包括稀土氧化物
、
卤代烃
、
芳香烃
、
荧光染料
、
卤化物
、
硝酸盐中的一种或几种
。
[0012]进一步限定，酸性气体包括二氧化碳
、
硫化氢
、
二氧化硫中的一种或几种
。
[0013]本专利技术的目的之二在于提供一种上述酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：
[0014]S1
：将丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体和
/
或丙烯腈加入水中，然后加入示踪剂和交联剂，在引发剂作用下，引发聚合，得到负载示踪剂的水凝胶；
[0015]S2
：将负载示踪剂的水凝胶置于盐酸溶液中，水解后干燥，得到示踪剂缓释凝胶材料
。
[0016]进一步限定，
S1
中交联剂包括
N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺
(MBA)、
聚乙二醇二甲基丙烯酸酯
、
聚乙二醇二丙烯酸酯
、
二乙烯基苯
、
二异氰酸酯
、2
‑
乙基
‑4甲基咪唑中的一种
。
[0017]进一步限定，
S1
中交联剂质量为单体总质量的
0.05
‑
0.5
％
。
[0018]进一步限定，
S1
中引发剂包括过氧化物类
、
偶氮类和光引发剂
。
[0019]更进一步限定，过氧化物类引发剂包括过硫酸铵
(APS)、
过硫酸钾
。
[0020]更进一步限定，偶氮类引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐
(V
‑
50)、
偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐
(VA
‑
044)。
[0021]更进一步限定，光引发剂包括邻氯代六芳基双咪唑
、
安息香二甲醚
、1
‑
羟环己基苯酮
、
二苯基
(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
)
氧化膦中的一种
。
[0022]进一步限定，
S1
中引发聚合的条件为
30
‑
60℃
下或紫外照射，聚合4‑
24h。
[0023]进一步限定，
S2
中盐酸溶液浓度为
0.5
‑
5.0M
，水解溶液中离子浓度的增加，使凝胶内外渗透压增大，避免了凝胶中示踪剂的释放
。
[0024]进一步限定，水解温度为
50
‑
150℃
，时间为1‑
48h。
[0025]本专利技术的目的之三是提供一种上述酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料在检测酸性气体中的应用
。
[0026]本专利技术的目的之四是提供一种上述酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料在监测水力压裂情况中的应用
。
[0027]本专利技术与现有技术相比具有的显著效果：
[0028](1)
本专利技术提供了一种对酸性气体具有智能响应功能的凝胶材料，将该凝胶材料应用于水力压裂领域，可有效捕捉伴随石油气的酸性气体，使示踪剂发生释放，并随返排液回到地面，实现传递地下油
、
气以及酸性气体浓度随地层储藏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料，包括凝胶基体和包覆在其中的示踪剂，其特征在于，凝胶基体由丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体和
/
或丙烯腈聚合而成
。2.
根据权利要求1所述的凝胶材料，其特征在于，丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体和丙烯腈的质量比为
(1
‑
8)
：
(1
‑
4)
：
(0
‑
4)
，示踪剂质量为单体总质量的5‑
50
％
。3.
根据权利要求1所述的凝胶材料，其特征在于，丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺
、
甲基丙烯酰胺
、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺
、N
‑
羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种，
N
‑
乙烯基烷基酰胺类单体包括
N
‑
乙烯基
‑
N
‑
甲基乙酰胺
、N
‑
乙烯基乙酰胺
、N
‑
乙烯基甲酰胺
、N
‑
[3
‑
[3
‑
(
二甲氨基
)
丙烯酰
]
苯基
]
‑
N
‑
乙基乙酰胺中的一种或几种，示踪剂包括稀土氧化物
、
卤代烃
、
芳香烃
、
荧光染料
、
卤化物
、
硝酸盐中的一种或几种
。4.
根据权利要求1所述的凝胶材料，其特征在于，酸性气体包括二氧化碳
、
硫化氢
、
二氧化硫中的一种或几种
。5.
权利要求1‑4任一项所述的酸性气体触发示踪剂缓释凝胶材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
S1
：将丙烯酰胺类单体
、N
‑
乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昆，张帆，黄晓娜，白云刚，迟惠，董笑佟，王丕新，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：