本發(fā)明屬于油氣勘探領(lǐng)域，涉及一種凝膠材料，尤其涉及一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著油氣勘探開(kāi)發(fā)向深層、超深層和非常規(guī)油氣等領(lǐng)域拓展，鉆完井工程面臨諸多嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)，特別是發(fā)生在裂縫性地層的惡性漏失更成為鉆完井技術(shù)的“卡脖子”難題。

2、集團(tuán)公司井漏損失時(shí)間占全部鉆井復(fù)雜損失時(shí)間70％，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億元，現(xiàn)有防漏堵漏技術(shù)普遍存在適用性差和成功率低的缺陷，亟需開(kāi)展專項(xiàng)攻關(guān)，形成適合裂縫性漏失的防漏堵漏系列技術(shù)，為“安全、高效、經(jīng)濟(jì)”鉆完井和加快勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

3、縫洞型油藏，古巖溶作用形成的溶蝕孔洞和大型洞穴為主要儲(chǔ)集空間，構(gòu)造縫和溶蝕縫為主要流動(dòng)通道，油藏埋深為5300～7000m，地層溫度為70～90℃，地層水礦化度為2×104～20×104mg/l，ph值為7.4左右。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料及其應(yīng)用，所述凝膠材料可自動(dòng)識(shí)別漏層，自適應(yīng)漏失通道，可在高壓鹽水層中快速停滯，具有優(yōu)異的防漏堵漏效果。

2、為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明目的之一提供一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料，所述凝膠材料包括丙烯酸類三元共聚物和am/nvp/dmdaac共聚物。

4、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述凝膠材料中丙烯酸類三元共聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～25％，如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

5、優(yōu)選地，所述凝膠材料中am/nvp/dmdaac共聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25～45％，如25％、26％、28％、30％、32％、35％、38％、40％、42％或45％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

6、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述凝膠材料還包括水和/或膨潤(rùn)土土漿。

7、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述丙烯酸類三元共聚物為丙烯酸單體-丙烯酰胺單體-乙烯類單體三元共聚物。

8、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述丙烯酸類三元共聚物中丙烯酸單體、丙烯酰胺單體和乙烯類單體的質(zhì)量比為10～20:10～15:3～5，如10:15:3、12:14:3.5、15:13:4、18:12:4.5或20:10:5等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述丙烯酸單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸仲丁酯或丙烯酸叔丁酯中的任意一種或至少兩種的組合。

10、優(yōu)選地，所述丙烯酰胺單體包括n-(異丁氧基)甲基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、n-異丙基丙烯酰胺或n,n-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺中的任意一種或至少兩種的組合。

11、優(yōu)選地，所述乙烯類單體包括苯乙烯、丙烯晴或醋酸乙烯酯中的任意一種或至少兩種的組合。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述am/nvp/dmdaac共聚物中am的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～35％，nvp的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.5～70％，余量為am。其中，am的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是10％、15％、20％、25％、30％或35％等，nvp的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是20.5％、22.5％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或75％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述丙烯酸類三元共聚物的制備方法包括：

14、將鏈轉(zhuǎn)移劑與溶劑混合，加熱后滴加單體以及引發(fā)劑溶液，滴加完畢后進(jìn)行反應(yīng)，得到所述丙烯酸類三元共聚物。

15、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述am/nvp/dmdaac共聚物的制備方法包括：

16、將dmdaac溶解與水中，并調(diào)節(jié)ph至中性；

17、加入am以及nvp后，加熱并通入保護(hù)氣氛，加入引發(fā)劑進(jìn)行反應(yīng)，得到所述am/nvp/dmdaac共聚物。

18、本發(fā)明目的之二在于提供一種目的之一提供的所述的溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料的應(yīng)用，所述凝膠材料用于裂縫性漏失的防漏堵漏。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

20、(1)本發(fā)明提供一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料，所述凝膠材料可自動(dòng)識(shí)別漏層，即在特定漏層ph范圍在7.4左右，在70～90℃條件下中凝膠材料可的體積可快速大幅膨脹，停滯快速降低漏速；

21、(2)本發(fā)明提供一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料，所述凝膠材料為高強(qiáng)度高韌性流體，可自適應(yīng)變形封堵不同尺寸縫洞；

22、(3)本發(fā)明提供一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料，所述凝膠材料可在高壓鹽水層中快速停滯，即在鈣鎂離子濃度高，ph值在7.4左右且溫度在70～90℃條件下會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈相變，凝膠的溶脹度變化最大。

技術(shù)特征：

1.一種溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料，其特征在于，所述凝膠材料包括丙烯酸類三元共聚物和am/nvp/dmdaac共聚物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述凝膠材料中丙烯酸類三元共聚物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～25％；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述凝膠材料還包括水和/或膨潤(rùn)土土漿。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述丙烯酸類三元共聚物為丙烯酸單體-丙烯酰胺單體-乙烯類單體三元共聚物。

5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凝膠材料，其特征在于，所述丙烯酸類三元共聚物中丙烯酸單體、丙烯酰胺單體和乙烯類單體的質(zhì)量比為10～20:10～15:3～5。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝膠材料，其特征在于，所述丙烯酸單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸仲丁酯或丙烯酸叔丁酯中的任意一種或至少兩種的組合；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述am/nvp/dmdaac共聚物中am的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～35％，nvp的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.5～70％，余量為am。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述丙烯酸類三元共聚物的制備方法包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝膠材料，其特征在于，所述am/nvp/dmdaac共聚物的制備方法包括：

10.一種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的溫度和ph同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料的應(yīng)用，其特征在于，所述凝膠材料用于裂縫性漏失的防漏堵漏。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種溫度和pH同時(shí)耦合響應(yīng)凝膠材料及其應(yīng)用，所述凝膠材料包括丙烯酸類三元共聚物和AM/NVP/DMDAAC共聚物。所述凝膠材料可自動(dòng)識(shí)別漏層，自適應(yīng)漏失通道，可在高壓鹽水層中快速停滯，具有優(yōu)異的防漏堵漏效果。

技術(shù)研發(fā)人員：張潔,孫金聲,龍一夫,王雙威,張瀚奭,周雙君,趙利,楊崢,馬勇,郭建華,王銳,王先兵,姚旭洋,何雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19