[发明专利]一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂及其制备与应用。该强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂包括以下质量百分比的成分：星形聚合物0.1％‑0.3％、稳定剂0.1％‑0.3％、交联剂0.2％‑0.4％、起泡剂0.1％‑0.5％和余量水；其中，所述星形聚合物是由一个星核和多个超级聚合分子链构成的具备强抗盐抗温性能的水溶性聚合物。本发明的星形聚合物凝胶泡沫调剖剂配置简单，泡沫高温条件下稳定时间长，耐盐性良好，能够实现凝胶泡沫的强度可调，对非均质油藏及低渗裂缝油藏具有良好的调驱效果。

技术领域

本发明属于油气田开发领域。具体涉及一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂及其制备与应用。

背景技术

泡沫调驱最大的问题是泡沫本身的不稳定性，常规水基泡沫经常在还未发挥作用的情况下就已经破灭，造成气窜、波及系数降低、驱替效率下降等一系列负面影响，使得泡沫调驱的推广应用受到限制。凝胶泡沫是一种气体均匀分散在凝胶中的分散体系，主要由起泡剂、交联剂和聚合物溶液在气体作用下发泡形成，泡沫壁中的稳定剂和交联剂发生反应，形成立体网状空间结构构成泡沫的骨架，使凝胶泡沫具备普通泡沫难以比拟的稳定性和强度。目前主要体系配方生成的凝胶泡沫强度难以调控，体系耐温耐盐性能不好，长期稳定性有待提高，凝胶泡沫这种优良的泡沫体系在封堵驱油领域，仍然难以发挥其应有的优势。

专利CN108219761A提供了一种用于封堵气锥的泡沫凝胶堵剂，泡沫凝胶堵剂质量百分比组成为：5.5％-6.5％黄原胶、0.2％-0.3％水解聚丙型酰胺、0.2％-0.25％酚醛树脂交联剂、0.5％-0.6％十二烷基二甲基氧化胺和余量的水。虽然酚醛树脂体系交联剂耐高温性能好，但其成胶速度过慢，若使用起泡后成胶的方式制备凝胶泡沫，交联时间远大于泡沫半衰期，根本无法形成凝胶泡沫。

发明内容

基于以上背景技术，本发明提供一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂及其制备与应用。该强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂配方体系操作简单，泡沫高温条件下稳定时间长，耐盐性良好，能够实现凝胶泡沫的强度可调。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明第一方面提供一种强度可调星形聚合物凝胶泡沫调剖剂，包括以下质量百分比的成分：星形聚合物0.1％-0.3％、稳定剂0.1％-0.3％、交联剂0.2％-0.4％、起泡剂0.1％-0.5％和余量水；

其中，所述星形聚合物是由一个星核和多个超级聚合分子链构成的具备强抗盐抗温性能的水溶性聚合物。

优选地，所述星形聚合物通过以下方法制备：采用氧化还原引发体系，将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酰胺两种水溶性单体进行水溶液自由基共聚合后共水解制备；其相对分子量范围1000万-2500万，水解度范围5％-25％。

本发明优选实施例中的制备过程为：将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺单体和碳酸钠加入去离子水中，搅拌混匀，配制成所需单体浓度的溶液；再将三羟甲基苯酚、偶氮二异丁腈、尿素、甲醛合次亚硫酸氢钠、乙二胺四乙酸二钠和司盘-20加入到体系中；将体系放到0℃的恒温水浴中，通氮除氧25分钟后，加入过硫酸铵和过氧化氢水溶液，继续通氮气5分钟后，密封体系；静置反应3小时后，将水浴升温至95℃，继续反应3小时，然后取出胶块；经造粒、烘干、粉碎、过筛，得到水解度范围5％-25％、分子量为1500万-2500万的白色粉状星形聚合物产品。

优选地，所述星形聚合物的质量百分比为0.1％时，为低强度星形聚合物凝胶泡沫；所述星形聚合物的质量百分比为0.2％时，为中强度星形聚合物凝胶泡沫；所述星形聚合物的质量百分比为0.3％时，为高强度星形聚合物凝胶泡沫。

优选地，所述稳定剂为生物多糖聚合物。

优选地，所述交联剂为羟甲基酚。

优选地，所述起泡剂为生物表面活性剂烷基糖苷(APG)。