[发明专利]一种耐温耐盐凝胶泡沫体系及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐温耐盐凝胶泡沫体系及其制备方法和应用；该制备包括：(1)在保护气体存在下，将含苯环的双尾疏水单体、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸单体、改性纳米SiO₂、第一交联剂、第二交联剂、除氧剂、起泡剂、引发剂和水进行反应，得到反应液；(2)向所述反应液中通入气体，然后将气液混合物凝胶化，得到所述耐温耐盐凝胶泡沫体系。本发明相比于普通的凝胶泡沫体系，具有更强的耐温耐盐性能和很好的选择性堵水性能，应用于石油工业开发环节中，能实现有效增产的目的。

技术领域

本发明属于油田化学技术领域，更具体地，涉及一种耐温耐盐凝胶泡沫体系及其制备方法和应用。

背景技术

凝胶泡沫是一种气体均匀分散在凝胶中的分散体系，具有高渗透层选择性强、封堵性能强、用液量少、价格低廉、机械强度较好、滤失量小、效率高及对储层伤害低的优势，具有剪切稳定性能与热稳定性能较高的特点，现已得到广泛的室内研究和矿场试验。在油田的实际生产中，凝胶泡沫体系采用的凝胶体系一般为聚丙烯酰胺类聚合物及其衍生物，但其在高温高盐油藏中易发生热降解、剪切降解及氧化降解等，导致其黏度急剧下降，在实际应用中暴露出许多不足，从而限制了其在堵水技术上的应用。因此，常采用在聚丙烯酰胺类聚合物上引入耐温耐盐单体的形式来增强其耐温耐盐性能，例如引入磺酸基团、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)等，但实际耐温效果都不理想，在较高温度仍易降解脱水，热稳定性差，且强度不高。

专利CN104342095B公开了一种自生气可膨胀泡沫冻胶及其制备方法与应用，所述自生气可膨胀泡沫冻胶，在水中的质量百分比组成为聚丙烯酰胺0.4～0.6wt％，交联剂Na₂Cr₂O₇ 0.4～0.6wt％和Na₂SO₃ 0.5～0.7wt％，生热剂NH₄Cl 1mol/L和NaNO₂ 1mol/L；用盐酸调溶液的pH值为6.5～7、在20～50℃下形成泡沫冻胶。该发明的泡沫冻胶在pH为6.5～7时性能最佳，成胶时间在20h～90h可控。但是该反应生成的泡沫冻胶耐温性差，并且NaNO₂属于有毒物质，控制不好用量会对地层造成污染和伤害。

专利申请CN105461860A公开了一种耐温耐盐生物聚合物凝胶调剖剂的制备方法，包括如下步骤：将大分子生物胶溶于蒸馏水配置成0.05～5％的溶液，向溶液中分别加入占反应体系质量分数为5～15％的单体丙烯酰胺、0.1～5％的单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和0.01～1％的交联剂，通入氮气隔绝空气，然后加入占反应体系质量分数为0.05～1％的引发剂，并在温度为40～100℃下恒温反应制得调剖剂。但是该方法合成的凝胶耐温耐盐性不强，且堵水效果一般。

综上所述，凝胶泡沫体系作为一种有着广泛应用前景的体系，却因其较差的耐温性和耐盐性而应用受限，因此研发出一种耐高温耐盐的凝胶泡沫体系，仍是本领域有待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是针对目前油气开发中用到的凝胶泡沫体系耐温耐盐性能差的问题，提供一种耐温耐盐凝胶泡沫体系及其制备方法，使得制备的凝胶泡沫体系具有良好的耐温耐盐性。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种耐温耐盐凝胶泡沫体系的制备方法，该制备包括：

(1)在保护气体存在下，将含苯环的双尾疏水单体、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体、改性纳米SiO₂、第一交联剂、第二交联剂、除氧剂、起泡剂、引发剂和水进行反应，得到反应液；

(2)向所述反应液中通入气体，然后将气液混合物凝胶化，得到所述耐温耐盐凝胶泡沫体系。

优选地，所述含苯环的双尾疏水单体由如下方法制得：

(1)在第一有机溶剂和催化剂的存在下，将丙烯酸类衍生物和氯化亚砜进行接触反应，得到丙烯酸类衍生物酰氯；