一种可降解凝胶堵剂、制备方法及在低温井封堵中的应用

本发明涉及油田化学，具体涉及一种可降解凝胶堵剂、制备方法及在低温井封堵中的应用。

背景技术：

1、聚合物凝胶材料在成胶前，具有流变性好、易注入的特性；成胶后，具有可变形、封堵强度可调的特性。因此，在进行封堵作业时，聚合物凝胶具有独特的优势。由于聚合物凝胶材料本身具有较高的变形性，不会受到漏失通道的限制，注入后，可由易于流动的聚合物或单体溶液交联共聚形成不可流动的冻胶或凝胶，可在极其微小的孔道内产生封堵作用。这种材料在注入前是液态，注入后，在地层条件下，由于交联作用而转变成具有三维网络结构的固态凝胶，具有很好的封堵性。

2、申请号为cn2021110956647的中国专利提供了一种保护储层的抗高温可降解凝胶堵漏体系及制备与应用。所述凝胶堵漏体系包括以下质量百分比的原料组成：乙烯基聚合单体8-25％，超交联耐温聚合物0.4-1.2％，有机交联剂0.3-1％，第一引发剂0.05-0.4％，高温稳定剂1-7％，纤维增韧剂0.5-5％，余量为水；所述超交联耐温聚合物为表面带有酰胺基团的超交联高分子聚合物。然而，目前国内现有类似凝胶类堵剂难以应用于暂时性封堵作业，存在破胶困难，污染储层等问题，现场施工难度大，风险高。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可降解凝胶堵剂、制备方法及在低温井封堵中的应用，解决了现有技术存在的难降解、抗污染性能差的问题，其应用时不需要额外条件，如光照、酸性条件或碱性条件等，即可在一定温度条件下可自行降解；具有成胶时间可控、可在一定温度条件下自发降解，降解后产物粘度低等特性，且该凝胶不需要额外的破胶剂即可降解。

2、为了解决该技术问题，本发明提供了如下技术方案：

3、一种可降解凝胶堵剂，包括以下质量百分含量的组分：

4、丙烯基单体       5.0wt％～15％wt％，

5、凝胶用交联剂     1.0％wt％～2％wt％，

6、引发剂           0.01wt％～0.001wt％，

7、余量为水；

8、所述可降解凝胶用交联剂的结构通式如式i所示：

9、

10、其中，r1选自其中之一；

11、m＝6～18；n＝6～18；z＝1～18；

12、x＝f、cl、br或i。

13、优选的，n＝m＝6～18；x＝1～18。

14、优选的，所述丙烯基单体选自丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸或丙烯腈中的一种；

15、优选的，所述引发剂选自过硫酸铵或偶氮二异丁脒盐酸盐。

16、本方案还提供了上述可降解凝胶堵剂的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)在反应容器中加入水和丙烯基单体混匀；

18、(2)在步骤(2)所得溶液中加入凝胶用交联剂、引发剂搅拌均匀；静置冷却即得所述可降解凝胶堵剂。

19、优选的，可降解凝胶用交联剂的制备方法包括如下步骤：

20、s1：将化合物a溶解于有机溶剂中，充分搅拌均匀；再加入适量的阻聚剂和化合物b，在室温条件下充分搅拌均匀待用；

21、s2：加热搅拌进行反应，通过乙醚洗涤、乙醇重结晶，抽滤和干燥得到凝胶交联剂；

22、所述化合物a的结构式如式2所示：

23、

24、其中，m＝6～18；n＝6～18；z＝1～18；

25、所述化合物b的结构式为：

26、其中，x＝f、cl、br或i。

27、所述阻聚剂为多元酚或者吩噻嗪，所述多元酚为对苯二酚或邻苯二酚。

28、上述的可降解凝胶堵剂在油田低温井封堵中的应用。

29、本发明和现有技术相比，具有以下优点：

30、本发明的凝胶堵漏体系是由丙烯基单体和特定的交联剂复配后交联反应而成，与传统丙烯基单体和有机交联剂交联形成的耐温凝胶体系相比，固化成胶后生成的凝胶高温稳定性更好、强度更高、黏弹性能更优异，对漏失通道具有更好的封堵效果。

31、本发明所设计的低温可降解凝胶用交联剂，由于交联剂结构中含有非共轭芳香体系，因此不需要额外条件，如光照、酸性条件或碱性条件等，即可在一定温度条件下可自行降解。

32、本发明所设计的低温可降解凝胶用交联剂，由于结构中铵根离子和卤离子的存在，钙、镁离子的浓度对暂堵剂性能基本没有影响，表现出良好的抗污染性能。

33、本发明的凝胶交联剂在低温可降解凝胶堵剂中的应用，通过化学交联形成三维网状结构，在井底温度作用下，功能性交联剂中的弱键断裂，三维网状结构崩解，生成的线型低分子量水溶性高分子溶解在地层水中，形成低粘度流体，无需返排，不影响后续注水，可实现油田井的暂时性封堵检修等工作。

技术特征：

1.一种可降解凝胶堵剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：

2.根据权利要求1所述的可降解凝胶堵剂，其特征在于，n＝m＝6～18；x＝1～18。

3.根据权利要求1所述的一种可降解凝胶堵剂，其特征在于，所述丙烯基单体选自丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸或丙烯腈中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种可降解凝胶堵剂，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸铵或偶氮二异丁脒盐酸盐。

5.权利要求1-4任一项所述的可降解凝胶堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.权利要求5所述的可降解凝胶堵剂的制备方法，其特征在于，可降解凝胶用交联剂的制备方法包括如下步骤：

7.权利要求5所述的可降解凝胶堵剂的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为多元酚或者吩噻嗪，所述多元酚为对苯二酚或邻苯二酚。

8.权利要求1-4任一项所述的可降解凝胶堵剂在油田低温井封堵中的应用。

技术总结
本发明公开了一种可降解凝胶堵剂、制备方法及在低温井封堵中的应用，降解凝胶堵剂包括以下质量百分含量的组分：丙烯基单5.0wt％～15％wt％，凝胶用交联剂1.0％wt％～2％wt％，引发剂0.01wt％～0.001wt％，余量为水；解决了现有技术存在的难降解、抗污染性能差的问题，其应用时不需要额外条件，如光照、酸性条件或碱性条件等，即可在一定温度条件下可自行降解；具有成胶时间可控、可在一定温度条件下自发降解，降解后产物粘度低等特性，且该凝胶不需要额外的破胶剂即可降解。

技术研发人员：于小荣,范正洋,吉仁静,杨欢,苏高申
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29