【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防/控co2地层泄漏，尤其是一种co2地质封存系统盖层防/控co2泄漏的有机-无机复合材料体系及其制备方法与应用。
技术介绍
1、co2捕集与封存技术(ccs)技术是指将工业生产中产生的co2进行捕集，经提纯压缩，运输并注入深部地质储存，实现co2与大气永久隔绝。目前大规模应用的co2封存技术主要有将co2注入油藏中驱油和在咸水层封存两种方式。大量co2注入咸水层/油藏，必须考虑co2泄漏风险。现有相关研究表明，co2沿盖层泄漏是威胁co2长期安全封存的最大风险。co2沿盖层的泄漏路径主要有两个：①裂缝拓展至盖层。储层中封存大量co2，当井底压力超过地层破裂压力时，co2泄漏向上漂浮到盖层-储层界面，在界面处孔隙压力积聚，发生剪切破坏，裂缝延伸至盖层；②盖层内的断层活化。孔隙压力急增激活断层(盖层包含断层或断层破坏延伸至盖层)。
2、目前使用的盖层co2防/控泄漏技术主要有co2封存场地地质选址、计算机模拟co2泄漏风险评价、co2泄漏监测技术、实时调整施工参数及化学防/控方法。其中，化学防/控方法主要包括co2泡沫、co2反应浆、co2响应聚合物、co2响应蠕虫状胶束、聚合物凝胶、纳米颗粒、微生物诱导碳酸钙沉淀、水力屏障等。
3、co2泡沫通过控制气体流度降低co2的迁移量与气体流量，通过流体转向扩大co2波及体积。但泡沫机械强度低，储层的高温、高压、高盐条件均会加快液膜的排液速度，降低泡沫稳定性，且泡沫的破灭不可逆转。现场施工难度大，地面形成泡沫，注入性差，地下形成泡沫，泡沫起泡性能、泡
4、综上所述，目前用于盖层防/控co2泄漏的各种化学防/控方法均存在各种缺陷，不同程度地影响防/控泄漏效果。因此，有必要构建一种低粘度、延迟交联、高强度、强胶粘、自胶结的材料体系，以用于盖层防/控co2泄漏。该材料需要同时满足在co2地质封存系统中远井地带盖层“注得进、走得远、耐得住、堵得久、高效精准防/控泄漏”的要求。
技术实现思路
1、针对当前co2防/控泄漏中使用的各种化学防/控方法均存在各种缺陷，直接影响盖层co2防/控泄漏效果的问题，本专利技术提供一种防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系及其制备方法与应用。该有机-无机复合材料体系能够同时满足在co2地质封存系统中远井地带盖层“注得进、走得远、耐得住、堵得久、高效精准防/控泄漏”的要求。
2、本专利技术提供的防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系是包括以下原料组分：有机共聚单体、单宁酸、复合引发剂、二元交联剂对、海藻酸钠-阿拉伯胶@硅酸钠微胶囊、硫脲以及去离子水溶剂。各原料组分的质量百分浓度如下：
3、以有机-无机复合溶液的总质量为基础计算，有机共聚单体的质量百分浓度为5-10wt％，复合引发剂的质量百分浓度为0.05-0.1wt％；二元交联剂对的质量百分浓度为0.015-0.03wt％；单宁酸的质量百分浓度为0.5-1wt％；硅酸钠的质量百分浓度为5-10wt％；硫脲的质量百分浓度为0.05-0.1wt％。
4、所述海藻酸钠-阿拉伯胶@硅酸钠微胶囊的制备方法如下：
5、(1)将阿拉伯胶(ga)溶液与硅酸钠(nao·3sio2)溶液混合后充分搅拌均匀得到ga/nao·3sio2溶液；将复配非离子表面活性剂司班80与吐温80依次缓慢滴加进ga/nao·3sio2溶液中，在70℃下高速乳化5h，得到o/w乳液，即ga/nao·3sio2乳液。
6、(2)在70℃下向ga/nao·3sio2乳液中加入海藻酸钠(sa)，向溶液中滴加冰乙酸调节溶液的ph至4.2，搅拌至充分混合，得到ga/sa/nao·3sio2乳液。
7、(3)将ga/sa/nasio3乳液以球状液滴的形式缓慢匀速滴加进氯化钙溶液中，搅拌固化1h，得到ca/sa/ga@nao·3sio2悬浮液。氯化钙溶液的质量百分浓度为6.0-12.0wt％。
8、(4)将ca/sa/ga@nao·3sio2悬浮液静置后过滤、洗涤、干燥得到ca/sa/ga@nao·3sio2微胶囊。
9、所述有机共聚单体为丙烯酰胺(am)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)。优选的是，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为(4-5)：1。
10、所述复合引发剂由过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发剂和偶氮二异丁腈复配而成，属于低温-高温复合引发剂。优选的是，过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发剂和偶氮二异丁腈的质量比为4：1。氧化还原引发剂中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1：1。
11、所述二元交联剂对由六次甲基四胺(hmta)和间苯二酚(re)复配而成。优选的是，六次甲基四胺和间苯二酚的质量比为(1-5)：1。
12、本专利技术还提供了一种防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系的制备方法，步骤如下：
13、s1、将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸按一定比例混合后溶解于去离子水中，机械搅拌至充分溶解，调节溶液的ph至6.0，在通n2条件下依次加入过硫酸铵、亚硫酸氢钠和偶氮二异丁腈，得到am-amps溶液(溶液a)。所述ph调节剂为冰乙酸和氢氧化钠。
14、s2、向溶液a中加入单宁酸(ta)，机械搅拌至充分混合，得到am-amps/ta溶液(溶液b)。
15、s3、将六次甲基四胺和间苯二酚按一定比例混合后加入到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，包括以下原料组分：
2.如权利要求1所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，各原料组分的质量百分浓度如下：
3.如权利要求1所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述海藻酸钠-阿拉伯胶@硅酸钠微胶囊的制备方法中，阿拉伯胶和海藻酸钠是作为包覆壁材，包覆壁材的总质量分数为1.5-2.5wt％，其中，阿拉伯胶和海藻酸钠的质量比为(1-4)：1。
4.如权利要求3所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述复配非离子表面活性剂的质量分数为0.5-2wt％，其中，司班80和吐温80的质量比为(3-4)：1。
5.如权利要求1所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，有机共聚单体中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量比为(4-5)：1。
6.如权利要求1所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述复合引发剂中过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发
7.如权利要求1所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述二元交联剂对中，六次甲基四胺和间苯二酚的质量比为(1-5)：1。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系的制备方法，其特征在于，步骤如下：
9.一种如权利要求1-7任意一项所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系的应用方法，其特征在于，步骤如下：
10.如权利要求9所述的防/控CO2地层泄漏的有机-无机复合材料体系的应用方法，其特征在于，所述盐水为质量百分浓度5wt％的氯化钾溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，包括以下原料组分：
2.如权利要求1所述的防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，各原料组分的质量百分浓度如下：
3.如权利要求1所述的防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述海藻酸钠-阿拉伯胶@硅酸钠微胶囊的制备方法中，阿拉伯胶和海藻酸钠是作为包覆壁材，包覆壁材的总质量分数为1.5-2.5wt％，其中，阿拉伯胶和海藻酸钠的质量比为(1-4)：1。
4.如权利要求3所述的防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，所述复配非离子表面活性剂的质量分数为0.5-2wt％，其中，司班80和吐温80的质量比为(3-4)：1。
5.如权利要求1所述的防/控co2地层泄漏的有机-无机复合材料体系，其特征在于，有机共聚单体中，丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏兵，毛润雪，王乐乐，章智博，蒲万芬，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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