[发明专利]一种水凝胶颗粒及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种水凝胶颗粒及其制备方法与应用，属于油气田开发技术领域。所述水凝胶颗粒由聚丙烯酰胺疏水缔合聚合物、酚醛树脂、纳米材料制备得到；所述水凝胶颗粒具有纳米材料增强的互穿网络结构，粒径可控为纳米至微米级别。本申请水凝胶颗粒具有高的凝胶本体强度、高的耐温耐盐性，与活性体系材料匹配可实现改善水驱开发效果、油田控水稳油。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种水凝胶颗粒及其制备方法与应用。

背景技术

面对我国石油储量严重不足和供需的严峻形势，进一步提高原油开采已是迫在眉睫。然而，随着常规油藏的进一步勘探开发，油层越来越深，因此油藏温度、矿化度也越来越高，这些油田已进入高含水、高采出程度的“双高”阶段，水驱低效或无效循环，导致地层中残留的大量剩余油无法动用。尤其是大部分油藏以陆相沉积为主，储层非均质性严重，经过长期水驱开发，加剧了储层的非均质性，造成生产井过早见水或者水淹，导致了低效水驱或注水无效循环，注水波及系数低，直接影响油田开发效果和经济效益。在低油价的环境下，调剖作为低成本高效的油田稳油控水手段和方法而越来越受到重视。

为了更好地适应相应油藏条件达到有效封堵，首先需要通过调控地层改善中后期油藏的水驱开发效果，传统调剖堵水技术或多或少存在：封堵效果不够、施工成本高、药剂成本高、无法堵水不堵油、只有封堵效果而无洗油效果。尺寸小、粒径、电位、活性可控的纳米材料，为集中解决以上问题提供了可能，有望实现注得进、堵得住、跑得远、遇水堵水、遇油洗油、智能调控，纳米技术在调驱领域的应用也愈加广泛，油田化学剂纳米材料改性及相关新型堵剂及技术的发展也将成为新的发展趋势。

在油藏调剖技术中，注入聚合物、冻胶调控剂、聚合物微球、预交联颗粒等是实现储层调控的重要技术手段，但上述技术在油藏矿场实施过程中暴露了注入性差等问题。近年来，弹性冻胶分散体作为一种深部调剖堵水剂，采用交联技术和分散技术，由地面形成的本体冻胶经机械剪切作用后制得不同粒径分布的水相分散溶液，因其对油层不敏感、粒径范围可控、易于深部注入、成本低廉、规模化制备简单等显著的优势，能够避免类似聚合物类调控体系的地面剪切、地下渗流剪切及理化性质的影响，并在多孔介质中通过自身的聚集膨胀对地层非均质实现高效调控，具有广阔的应用前景。

目前冻胶分散体已在油田大规模应用并形成趋势，但是分散体的粒径调控是一个难点；另外，我国西北油田、胜利油田、华北油田、中原油田、塔里木油田、长庆油田等都存在储量丰富的高温高盐油藏，随着开发进行，这些高温高盐主力区块逐渐进入高含水阶段，因此，亟需发掘适用于高温高盐油藏的水凝胶体系，提高调驱效果和采收率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种水凝胶颗粒及其制备方法与应用，通过纳米材料氢键作用构成互穿网络结构来增强网络结构、提高水凝胶强度，基于此准确调控水凝胶颗粒粒径，再以静电作用连接活性材料形成一体化活性调驱剂，从而适用于高温高盐油藏调驱，实现改善水驱开发效果、油田控水稳油。

根据本申请的一个方面，提供了一种水凝胶颗粒，所述水凝胶颗粒由含有聚丙烯酰胺疏水缔合聚合物、酚醛树脂、纳米材料的原料制备得到；

所述原料按重量份计，包括：

聚丙烯酰胺疏水缔合聚合物0.1～0.5份；

酚醛树脂0.6～1份；

纳米材料0.1～0.3份；

聚丙烯酰胺疏水缔合聚合物与酚醛树脂发生交联反应，生成交联聚合物；纳米材料通过氢键与交联聚合物相连，形成互穿网络结构。

可选地，纳米活性材料选自纳米氧化石墨烯、纳米SiO₂、纳米TiO₂中的至少一种。

可选地，水凝胶颗粒的粒径为500～5000nm。