【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油开采领域，特别涉及一种ph响应性聚合物、ph响应性溶胶、ph响应性凝胶及制备方法和应用。
技术介绍
1、调剖是提高原油采收率的重要方法。通过将储层中现存的优势通道进行封堵，促进后续驱替流体进入低孔低渗区域，实现对该区域原油的开采。目前，深部调剖是调剖工艺中的挑战之一，尤其是如何将堵剂封堵在储层深部。对于深部调剖，现有的解决方案包括延缓成胶和智能成胶。延缓成胶通过将聚合物和延缓交联剂溶解于水溶液后共注入储层，在储层温度下缓慢成胶，实现延缓交联。然而，由于聚合物溶液的高粘特性，普遍存在注入困难的难题，造成额外的设备需求和经济成本。智能凝胶是一种具有特殊性质的凝胶材料，通常通过在基础凝胶中添加或嵌入一些智能材料或功能单元来实现。智能凝胶通过ph、光、电、磁和co2等环境变化来调整凝胶的形态、结构或性能。对于智能凝胶在储层中的应用，常规的光、电和磁响应材料不具备可行性。所以，为油藏深部调剖提供一种基于ph调节实现溶胶到凝胶转变的智能封堵方案具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种ph响应性聚合物、ph响应性溶胶、ph响应性凝胶及制备方法和应用。本专利技术适用于油田的深部调剖，通过调节注入溶液的ph值，使得溶胶体系在储层深部就地成胶，促进后续驱替流体的绕流，进入未被波及的区域，达到调剖和提高采收率的目的。
2、第一方面，本专利技术提供一种ph响应性聚合物，是采用以下技术方案得以实现的。
3、一种ph响应性聚合物，由以
4、进一步的，所述响应单体选用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基甲基丙烯酰胺、n-甲氧基-2,n-二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺中的任意一种。
5、第二方面，本专利技术提供一种ph响应性聚合物的制备方法，是采用以下技术方案得以实现的。
6、一种上述ph响应性聚合物的制备方法，包括以下步骤：将响应单体、丙烯酰胺和3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐在去离子水中溶解，通入co2去除o2，调节ph至4-5，再加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐在50℃条件下聚合4-5h，造粒、烘干后获得ph响应性聚合物。
7、通过采用上述技术方案，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐在反应温度下分解形成自由基作为活性中间体，自由基攻击双键形成新的自由基形成链式反应形成长链聚合物。
8、进一步的，以质量百分比计，单体占水溶液比例的20-30％。
9、进一步的，以质量百分比计，引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐占单体质量的0.3～0.8％。
10、第三方面，本专利技术提供一种ph响应性溶胶，是采用以下技术方案得以实现的。
11、一种ph响应性溶胶，包括以下质量百分数的原料：上述ph响应性聚合物0.4～1wt％，小分子阴离子交联剂0.05～0.2wt％，余量为水。
12、通过采用上述技术方案，ph响应性聚合物和小分子阴离子交联剂共混形成溶胶，溶胶的液体形态和低粘特性有利于ph响应性溶胶的储层注入性。ph响应性溶胶具有较低的初始粘度，25℃下的粘度为15～53mpa.s。
13、进一步的，小分子阴离子交联剂包括十二烷基苯磺酸钠、碳链长度为10～14的磺酸钠盐、碳链长度为12～14的羧酸钠盐。
14、优选的，碳链长度为10～14的磺酸钠盐选用十二烷基磺酸钠和十四烷基磺酸钠。
15、优选的，碳链长度为12～14的羧酸钠盐选用十二烷基羧酸钠和十四烷基羧酸钠。
16、第四方面，本专利技术提供一种ph响应性溶胶的用途，是采用以下技术方案得以实现的。
17、一种上述ph响应性溶胶在油藏深部调剖中的应用。
18、进一步的，通过ph调节剂调节ph响应性溶胶的ph值至溶胶向凝胶转变的ph值范围，形成ph响应性凝胶；溶胶向凝胶转变的ph值范围为5～7。
19、通过采用上述技术方案，溶液中的ph响应性聚合物中的叔胺基团在溶胶至凝胶转变的ph值范围内实现质子化，与小分子阴离子交联剂上的阴离子基团通过静电作用相互吸引进行连接，同时小分子阴离子交联剂的疏水尾链通过疏水缔合作用交联形成三维空间网络结构实现溶胶到凝胶的转变。ph响应性溶胶形成的ph响应性凝胶在25～70℃下的粘度为5000～120000mpa.s。
20、具体的，ph调节剂选用0.1mol/l的盐酸溶液。
21、更进一步的，在碱性调节剂的作用下，调节ph响应性凝胶的ph值至凝胶向溶胶转变的ph值范围，实现ph响应性凝胶的可逆转变；凝胶向溶胶转变的ph值为8～14。
22、通过采用上述技术方案，在碱性调节剂与ph响应性凝胶中ph响应性聚合物的叔胺基团作用，质子化的叔胺基团被还原为去质子化的叔胺基团，小分子阴离子交联剂与ph响应性聚合物之间的静电作用被去除，实现ph响应性凝胶到ph响应性溶胶的可逆转变。ph响应性凝胶转变的ph响应性溶胶在25～70℃下的粘度为5～35mpa.s。
23、具体的，碱性调节剂选用0.1mol/l的氢氧化钠溶液。
24、第四方面，本专利技术提供一种ph响应性凝胶，是采用以下技术方案得以实现的。
25、一种ph响应性凝胶，ph响应性凝胶通过调节上述ph响应性溶胶的ph值至5～7制得。ph响应性凝胶在25～70℃下的粘度为5000～120000mpa.s。
26、本申请具有以下有益效果。
27、本专利技术将ph响应的单体、丙烯酰胺、3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐共聚制备ph响应性聚合物。ph响应性聚合物与小分子阴离子交联剂按一定比例配制水溶液获得低粘度ph响应性溶胶体系。通过调节溶胶体系的ph值，溶胶转变为溶胶。低粘度的溶胶体系保证了其作为注入液的注入性能和深部运移能力，ph调节下的溶胶到凝胶化实现了对深部高渗区域的封堵。本专利技术为油藏深部调剖提供了一种基于ph调节实现溶胶到凝胶转变的智能封堵方案，通过ph响应性聚合物与小分子阴离子交联剂的作用，解决了深部调剖中面临的注入性难题；通过酸液的刺激实现凝胶化，解决了深部调剖中面临的深部成胶难题。
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1.一种pH响应性聚合物，其特征在于：由以下摩尔百分数的单体共聚而成：响应单体19.5～4.5％、丙烯酰胺80～95％、3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐0.5％。
2.根据权利要求1所述一种pH响应性聚合物，其特征在于：所述响应单体选用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基-2,N-二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺中的任意一种。
3.一种权利要求1或2所述pH响应性聚合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将响应单体、丙烯酰胺和3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐在去离子水中溶解，通入CO2去除O2，调节pH至4-5，再加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐在50℃条件下聚合4-5h，造粒、烘干后获得pH响应性聚合物。
4.根据权利要求3所述一种pH响应性聚合物的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，单体占水溶液比例的20-30％。
5.一种pH响应性溶胶，其特征在于：包括以下质量百分数的原料：权利要求1或
6.根据权利要求5所述的一种pH响应性溶胶，其特征在于：小分子阴离子交联剂包括十二烷基苯磺酸钠、碳链长度为10～14的磺酸钠盐、碳链长度为12～14的羧酸钠盐。
7.一种权利要求5或6所述pH响应性溶胶在油藏深部调剖中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：通过pH调节剂调节pH响应性溶胶的pH值至溶胶向凝胶转变的pH值范围，形成pH响应性凝胶；溶胶向凝胶转变的pH值范围为5～7。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：在碱性调节剂的作用下，调节pH响应性凝胶的pH值至凝胶向溶胶转变的pH值范围，实现pH响应性凝胶的可逆转变；凝胶向溶胶转变的pH值为8～14。
10.一种pH响应性凝胶，其特征在于：pH响应性凝胶通过调节权利要求5或6所述pH响应性溶胶的pH值至5～7制得。
...【技术特征摘要】
1.一种ph响应性聚合物，其特征在于：由以下摩尔百分数的单体共聚而成：响应单体19.5～4.5％、丙烯酰胺80～95％、3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐0.5％。
2.根据权利要求1所述一种ph响应性聚合物，其特征在于：所述响应单体选用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二甲基甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基甲基丙烯酰胺、n-甲氧基-2,n-二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺中的任意一种。
3.一种权利要求1或2所述ph响应性聚合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将响应单体、丙烯酰胺和3-[[2-(丙烯酰氧基)乙基]二甲基铵基]十一烷-1-羧酸盐在去离子水中溶解，通入co2去除o2，调节ph至4-5，再加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐在50℃条件下聚合4-5h，造粒、烘干后获得ph响应性聚合物。
4.根据权利要求3所述一种ph响应性聚合物的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，单体占水溶液比例的20-30％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，刘观军，陈维余，苏延辉，王成胜，吴晓燕，徐浩，张静，石端胜，康蕾，李晓亮，孟繁涛，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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