[發明專利]一種水凝膠顆粒及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202111429679.2
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114106808A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 馮盼;吳文煒;田玉芹;趙聰;馬健波;陶震;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院有限公司
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C09K8/588
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 曲凱歌;毛薇

本申請公開了一種水凝膠顆粒及其制備方法與應用，屬于油氣田開發技術領域。所述水凝膠顆粒由聚丙烯酰胺疏水締合聚合物、酚醛樹脂、納米材料制備得到；所述水凝膠顆粒具有納米材料增強的互穿網絡結構，粒徑可控為納米至微米級別。本申請水凝膠顆粒具有高的凝膠本體強度、高的耐溫耐鹽性，與活性體系材料匹配可實現改善水驅開發效果、油田控水穩油。

技術領域

本發明屬于油氣田開發技術領域，具體涉及一種水凝膠顆粒及其制備方法與應用。

背景技術

面對我國石油儲量嚴重不足和供需的嚴峻形勢，進一步提高原油開采已是迫在眉睫。然而，隨著常規油藏的進一步勘探開發，油層越來越深，因此油藏溫度、礦化度也越來越高，這些油田已進入高含水、高采出程度的“雙高”階段，水驅低效或無效循環，導致地層中殘留的大量剩余油無法動用。尤其是大部分油藏以陸相沉積為主，儲層非均質性嚴重，經過長期水驅開發，加劇了儲層的非均質性，造成生產井過早見水或者水淹，導致了低效水驅或注水無效循環，注水波及系數低，直接影響油田開發效果和經濟效益。在低油價的環境下，調剖作為低成本高效的油田穩油控水手段和方法而越來越受到重視。

為了更好地適應相應油藏條件達到有效封堵，首先需要通過調控地層改善中后期油藏的水驅開發效果，傳統調剖堵水技術或多或少存在：封堵效果不夠、施工成本高、藥劑成本高、無法堵水不堵油、只有封堵效果而無洗油效果。尺寸小、粒徑、電位、活性可控的納米材料，為集中解決以上問題提供了可能，有望實現注得進、堵得住、跑得遠、遇水堵水、遇油洗油、智能調控，納米技術在調驅領域的應用也愈加廣泛，油田化學劑納米材料改性及相關新型堵劑及技術的發展也將成為新的發展趨勢。

在油藏調剖技術中，注入聚合物、凍膠調控劑、聚合物微球、預交聯顆粒等是實現儲層調控的重要技術手段，但上述技術在油藏礦場實施過程中暴露了注入性差等問題。近年來，彈性凍膠分散體作為一種深部調剖堵水劑，采用交聯技術和分散技術，由地面形成的本體凍膠經機械剪切作用后制得不同粒徑分布的水相分散溶液，因其對油層不敏感、粒徑范圍可控、易于深部注入、成本低廉、規模化制備簡單等顯著的優勢，能夠避免類似聚合物類調控體系的地面剪切、地下滲流剪切及理化性質的影響，并在多孔介質中通過自身的聚集膨脹對地層非均質實現高效調控，具有廣闊的應用前景。

目前凍膠分散體已在油田大規模應用并形成趨勢，但是分散體的粒徑調控是一個難點；另外，我國西北油田、勝利油田、華北油田、中原油田、塔里木油田、長慶油田等都存在儲量豐富的高溫高鹽油藏，隨著開發進行，這些高溫高鹽主力區塊逐漸進入高含水階段，因此，亟需發掘適用于高溫高鹽油藏的水凝膠體系，提高調驅效果和采收率。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種水凝膠顆粒及其制備方法與應用，通過納米材料氫鍵作用構成互穿網絡結構來增強網絡結構、提高水凝膠強度，基于此準確調控水凝膠顆粒粒徑，再以靜電作用連接活性材料形成一體化活性調驅劑，從而適用于高溫高鹽油藏調驅，實現改善水驅開發效果、油田控水穩油。

根據本申請的一個方面，提供了一種水凝膠顆粒，所述水凝膠顆粒由含有聚丙烯酰胺疏水締合聚合物、酚醛樹脂、納米材料的原料制備得到；

所述原料按重量份計，包括：

聚丙烯酰胺疏水締合聚合物0.1～0.5份；

酚醛樹脂0.6～1份；

納米材料0.1～0.3份；

聚丙烯酰胺疏水締合聚合物與酚醛樹脂發生交聯反應，生成交聯聚合物；納米材料通過氫鍵與交聯聚合物相連，形成互穿網絡結構。

可選地，納米活性材料選自納米氧化石墨烯、納米SiO₂、納米TiO₂中的至少一種。

可選地，水凝膠顆粒的粒徑為500～5000nm。