[发明专利]一种基于超分子自组装的二氧化碳响应自增稠智能流体

说明书

本发明公开了一种基于超分子自组装的二氧化碳响应自增稠智能流体。该二氧化碳响应自增稠智能流体包括Gemini表面活性剂、具有叔胺头基的单链酰胺分子和水；所述Gemini表面活性剂和具有叔胺头基的单链酰胺分子自组装形成囊泡结构分散在水中；其中亲水头基在外，疏水尾部在内。本发明的二氧化碳响应自增稠智能流体制备方法简单、注入粘度低、遇到二氧化碳后转变为凝胶，粘度大幅上升，有效解决了低渗透油藏二氧化碳气驱提高采收率时气体沿局部高渗通道窜流以及由此导致的波及体积大幅降低等问题。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种基于超分子自组装的二氧化碳响应自增稠智能流体及其制备与应用。

背景技术

二氧化碳驱油是世界第二大提高采收率技术，是提高低渗透油藏采收率的主要方法之一。二氧化碳驱提高采收率技术以其适用范围大、驱油效率高、成本较低等优势受到世界各国的广泛重视。

但现场应用中，储层非均质性等多种因素导致的气窜严重制约了气体波及体积，导致二氧化碳驱油很难达到室内驱油的试验效果。

针对气窜问题，目前主要有水气交替注入、凝胶封窜、化学沉淀法、二氧化碳泡沫和二氧化碳增稠等一系列解决方法。

但现有技术方案存在以下问题：水气交替注入法是由水驱和气驱两项传统工艺组合而成的提高采收率的技术，但完井费用高、工艺复杂，且无法适应强非均质条件；凝胶封窜法是利用高分子聚合物交联为凝胶实现局部高渗条带的封堵，但此方法涉及的高分子聚合物分子量大(1000-1500万)，低渗油藏条件下注入能力不好，且所形成的交联凝胶会对储层产生永久伤害；化学沉淀法是利用化学试剂与碳酸盐反应生成的沉淀实现二氧化碳气窜通道的封堵，但化学沉淀反应可控性弱；二氧化碳泡沫封窜面临的挑战是生成的泡沫强度不高、油藏条件下很难控制起泡；二氧化碳增稠技术是直接对二氧化碳气体增稠的一种技术，目前该方法的研究不够彻底，且存在配置成本较高及配置工艺困难等问题。

智能响应材料是一类在外界环境刺激下，自身的某些物理结构或化学性质会发生转变的新型材料。其中外部的刺激包括热、光、电场及磁场等物理刺激，以及葡萄糖、pH值及离子强度等化学刺激。二氧化碳响应性体系即是指对体系施加一个外界的二氧化碳气体刺激，该体系会出现一些特殊的理化性质，而当这个刺激消除之后，体系又会回归到初始状态。Jessop等首次报道了一种基于脒基基团的极性可切换的新型溶剂，在通入二氧化碳气体后，该溶剂的极性和粘度会发生显著变化。Feng等首次报道了一种二氧化碳智能响应蠕虫状微凝胶，通过脂肪醇法、刘卡特法、氯代烷胺化法、十二醇硫酸钠法、α-烯烃溴化法等合成了烷基叔胺类材料。该材料在初始状态下具有疏水特性，在水溶液中表现为低粘度的白色乳浊状溶液。当向体系中通入二氧化碳气体后，体系由溶液逐渐转变为具有弹性且透明的凝胶。但是Jessop、Feng等研究者所提及的两种响应材料的合成工艺复杂，成本高昂，难以实现工业化规模应用。

因此，研究一种合成工艺简单、成本低廉的二氧化碳响应自增稠型封窜体系对于高效扩大二氧化碳气驱波及体积技术的应用具有重要意义。

发明内容

基于以上背景技术，本发明提供一种基于超分子自组装的二氧化碳响应自增稠智能流体及其制备与应用，该二氧化碳响应自增稠智能流体制备方法简单、注入粘度低、遇到二氧化碳后转变为凝胶，粘度大幅上升，有效解决了低渗透油藏二氧化碳气驱提高采收率时气体沿局部高渗通道窜流以及由此导致的波及体积大幅降低等问题。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明第一个方面提供一种基于超分子自组装的二氧化碳响应自增稠智能流体，包括Gemini表面活性剂、具有叔胺头基的单链酰胺分子和水；

所述Gemini表面活性剂的结构式如下：

所述具有叔胺头基的单链酰胺分子的结构式如下：