一种双交联热相变凝胶暂堵剂及其应用

本发明涉及油气田开发，具体为一种双交联热相变凝胶暂堵剂及其应用。

背景技术：

1、近年来，暂堵转向压裂技术已被广泛应用于非常规油气资源开发的各个领域。在此施工过程中，暂堵转向剂对于封堵老裂缝、开启新裂缝具有重要的作用，直接影响储层压裂改造的效果。目前，根据暂堵剂封堵前后是否发生化学变化可分为预制型暂堵剂和原位型暂堵剂。预制型暂堵剂主要为固体，具有封堵强度高、适用温度范围广的优点。但固体暂堵剂注入性差，对地面设备要求较高，这使预制型暂堵剂的应用受到了限制。原位型暂堵剂在常温下为液态，可以进入微裂缝和微孔隙中形成胶塞封堵，而不受井型或完井方式的限制，因而在油田得到了广泛应用。目前的凝胶暂堵剂普遍采用单交联的方式构筑凝胶网络，尽管形成的凝胶暂堵剂具有较高的强度，但这种高度交联的刚性聚合物网络由于缺少耗散外部作用力的机制，从而会使凝胶表现出一定的脆性。脆性凝胶在水力压裂的交变载荷作用下极易破裂，从而导致暂堵失效。因此，有研究者提出了双交联凝胶，双交联凝胶包含有两个交联结构，能够形成两个交联网络，通过引入第二交联网络可以填补第一交联网络的空隙从而增强凝胶暂堵剂的力学性能。申请公布号为cn115785929a的中国发明专利制备了一种耐高温耐高矿化度双交联凝胶体系，该体系在170℃条件下具有较好的稳定性，具备高-超高温储层应用潜力，但该体系需在破胶剂作用下才能够实现降解，而破胶剂破胶的方式往往存在破胶时间难以控制、破胶后地层中残留物较多，易对地层造成二次损伤的问题。

2、基于此，越来越多的学者开始研究热相变暂堵剂，申请公布号为cn106190087b的中国发明专利制备了一种热响应暂堵转向剂，该体系在常温下为黏度低可流动的液体，随温度升高到60～90℃粘度迅速增加失去流动性，当温度继续升高至90～150℃时自动破胶成小分子恢复低粘可流动状态。尽管该体系实现了热相变，但其所要求的液固液的相变温度并不相同，而实际生产中难以对地层进行升温作用，因此，该热相变体系仍具有一定的局限性。

技术实现思路

1、为了解决至少一种上述问题，本发明提供了一种双交联热相变凝胶暂堵剂及其应用。

2、本发明的具体方案如下：一种双交联热相变凝胶暂堵剂，以重量百分比计，包括：5.8~18.3%的丙烯酸，2.8~6.5%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2.8~7.0%的丙烯酸羟乙酯，0.2~1.0%的可降解交联剂，0.4~1.2%的硼砂或硼酸，0.2~0.8%的高温引发剂，2.6~4.5%的凹凸棒土，1.5~3.1%的脲醛树脂，余量为水，且所述凝胶暂堵剂的成胶方式为地下成胶。

3、本发明的一种实施方式在于，所述可降解交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,6己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

4、本发明的一种实施方式在于，所述高温引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。

5、本发明的一种实施方式在于，还包括ph调节剂，通过所述ph调节剂将所述凝胶暂堵剂的ph调节至6.5~8.5。

6、本发明的另一个目的是公开一种双交联热相变凝胶暂堵剂的应用，其用于油气藏储层暂堵，油气藏温度为100~150℃，注入方式为剪切注入。在该条件下，本发明的双交联热相变凝胶暂堵剂的固化时间为0.5~3h，固化时间可调；同时，该凝胶暂堵剂成胶后在前述工况条件下能够自动降解，降解时间同样可调，通常在48~96h内。同时，本发明的凝胶暂堵剂，还具有较好的耐盐性能，其能够应用于矿化度为22×104mg/l的盐水中，能够适用于目前大多数的高温高盐油气藏。现有的剪切注入方式有很多，其都能够应用于本发明。

7、有益效果：（1）本发明所述凝胶暂堵剂，以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸羟乙酯为聚合单体，加入丙烯酸酯类交联剂和硼类交联剂，得到的双交联凝胶暂堵剂在承受外部作用力时能够有效的耗散能量，进一步提高了该凝胶暂堵剂强度和韧性；

8、（2）本发明所述凝胶暂堵剂的制备原料中包含不稳定交联剂，不稳定交联剂含有酯基，凝胶暂堵剂受热后酯基水解，自动破胶降解，不需要额外破胶手段。本发明通过调节体系不稳定交联剂用量、ph值和温度，可以调控降解时间；

9、（3）本发明所述凝胶暂堵剂体系所用引发剂为高温引发剂，需在较高的温度条件下才能具有较强的引发活性，从而使该体系能够适用于高温储层；

10、（4）引入了脲醛树脂和凹凸棒土，使成胶前的初始液具有一定的触变性能，能够实现低黏度运移的同时减少暂堵剂的滤失，且脲醛树脂在高温条件下会随凝胶暂堵剂的降解而降解，有利于降解液的返排。

技术特征：

1.一种双交联热相变凝胶暂堵剂，其特征在于，以重量百分比计，包括：5.8~18.3%的丙烯酸，2.8~6.5%的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，2.8~7.0%的丙烯酸羟乙酯，0.2~1.0%的可降解交联剂，0.4~1.2%的硼砂或硼酸，0.2~0.8%的高温引发剂，2.6~4.5%的凹凸棒土，1.5~3.1%的脲醛树脂，余量为水，且所述凝胶暂堵剂的成胶方式为地下成胶。

2.根据权利要求1所述的双交联热相变凝胶暂堵剂，其特征在于，所述可降解交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,6己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的双交联热相变凝胶暂堵剂，其特征在于，所述高温引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的双交联热相变凝胶暂堵剂，其特征在于，还包括ph调节剂，通过所述ph调节剂将所述凝胶暂堵剂的ph调节至6.5~8.5。

5.如权利要求1~4任一所述的双交联热相变凝胶暂堵剂的应用，其特征在于，其用于油气藏储层暂堵，油气藏温度为100~150℃，注入方式为剪切注入。

技术总结本发明公开了一种双交联热相变凝胶暂堵剂及其应用，涉及油气田开发技术领域。以重量百分比计，该凝胶暂堵剂包括：5.8~18.3%的丙烯酸，2.8~6.5%的2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸，2.8~7.0%的丙烯酸羟乙酯，0.2~1.0%的可降解交联剂，0.4~1.2%的硼砂或硼酸，0.2~0.8%的高温引发剂，2.6~4.5%的凹凸棒土，1.5~3.1%的脲醛树脂，余量为水，且所述凝胶暂堵剂的成胶方式为地下成胶；该凝胶暂堵剂应用于温度为100~150℃的油气藏，能够自动成胶、自动降解，且成胶前的滤失量较低。技术研发人员：彭瑀,叶建都,李勇明,赵金洲,王鼎立,王颂夏,杜安琪,邓琪受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11