一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂及其制备方法

技术领域

本发明属于石油开发技术领域，具体涉及一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂及其制备方法。

背景技术

我国稠油资源相对丰富。稠油油藏的特点是油相密度大、粘度高，开发方式以热力采油为主，主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等。其中，蒸汽吞吐是最为常见的开发方式。但是随着吞吐轮次不断增加、井网不断加密，汽窜现象日益严重。汽窜会引起热损加剧、油井出砂、管路损坏等一系列问题，严重影响生产效果。因此，针对稠油油藏的高温开采条件，开发耐高温蒸汽封窜剂具有重要意义。

目前，石油开发领域的高温封窜剂主要有固体颗粒类堵剂、泡沫堵剂、树脂类堵剂、聚合物冻胶堵剂等。其中，固体颗粒类堵剂一般粒径较大，注入难度高，并且缺乏选择性封堵能力；泡沫类堵剂需要相应的配套设施，并且结构强度较弱，封堵强度低；树脂类堵剂成本较高，并且在高温下其固化时间难以调控，不能满足封窜需求。相比之下，聚合物冻胶具有注入性好、成胶时间可控、封堵强度高等优势，在稠油油藏中具有应用前景。常见的聚合物冻胶堵剂以聚丙烯酰胺为主剂，在温度高于150℃时强度变低、封堵性能变差，封堵有效期一般小于3个月。为提高冻胶在高温条件下的适用性，通过纳米级颗粒添加剂强化性能的冻胶体系已经问世。

专利CN107011879A公开了一种耐高温高强度复合交联冻胶，各组分质量百分比为：聚合物0.5-0.9％；交联剂0.05-0.2％；缓凝剂0.25-1％；pH调节剂0.25-0.5％；锂皂石0.2-1％制成。该体系以锂皂石为添加剂，可在120-150℃下稳定15天以上。但该体系稳定时间相对较短，难以满足封窜需求；并且锂皂石为片层颗粒，仅一个维度为纳米级，因此该体系在低渗透油藏的注入性能难以保证。

专利CN106590559B公开了一种纳米复合冻胶，各组分配比为：主剂0.4份～0.5份、有机铬交联剂0.1份～0.3份、无机铬交联剂0.1份～0.5份、强化剂(硅溶胶)1份～1.5份、稳定剂(硫脲)0.2份～0.4份、失水抑制剂(有机膦酸盐)0.1份～0.5份、余量水组成，用量为重量份，组分的重量份之和为100。该体系在温度50℃～180℃内的成胶时间为12h～60h，体系强度大，粘弹性好，180℃条件下老化3个月没有脱水现象。但该体系组分复杂，除纳米颗粒强化剂外，还辅以硫脲、有机膦酸盐等添加剂，导致体系成本较高。

综上，开发一种配方体系简单、在高温条件下稳定性和封堵性能均增强的稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是解决现有聚合物冻胶封窜剂在高温条件下稳定性和封堵性能较差、封窜剂体系复杂、成本高的问题，本发明提供一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂。所述聚合物冻胶封窜剂的体系中，采用的强化剂为纳米氢氧化锆颗粒，交联剂为酚醛类交联剂或者乌洛托品/对苯二酚混合交联剂，成胶剂为非离子聚丙烯酰胺。所述聚合物冻胶封窜剂在170℃的高温下可稳定180天以上，并获得较高的封堵强度和＞85％的封堵率。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，所述聚合物冻胶封窜剂包括：成胶剂、交联剂、强化剂和水，其中，所述强化剂为氢氧化锆纳米颗粒溶胶。

根据本发明，优选地，以占所述聚合物冻胶封窜剂的总重量计，所述聚合物冻胶封窜剂包括：0.5～1.2wt％的成胶剂、0.1～1.0wt％的交联剂、1.0～3.0wt％的强化剂及余量的水。

根据本发明，优选地，以占所述聚合物冻胶封窜剂的总重量计，所述聚合物冻胶封窜剂包括：0.6～1.0wt％的成胶剂、0.2～0.8wt％的交联剂、1.2～2.0wt％的强化剂及余量的水。

根据本发明，优选地，所述氢氧化锆纳米颗粒溶胶的粒径为20～40nm。

根据本发明，优选地，所述氢氧化锆纳米颗粒溶胶的固含量为25-35wt％，优选为30wt％。

根据本发明，优选地，所述纳米氢氧化锆颗粒溶胶商购于东营市市六合工贸有限公司，型号为G-24，粒径为20～40nm，固含量为25-35wt％，最优选30wt％。

根据本发明，优选地，所述成胶剂为非离子聚丙烯酰胺。

根据本发明，优选地，所述交联剂选自乌洛托品/对苯二酚，或水溶性酚醛树脂。

根据本发明，进一步优选地，所述交联剂为乌洛托品/对苯二酚，其中，所述乌洛托品和对苯二酚的质量比为1:1。

根据本发明，优选地，以占所述聚合物冻胶封窜剂的总重量计，所述聚合物冻胶封窜剂包括：0.6～1.0wt％的非离子聚丙烯酰胺，0.2～0.8wt％的水溶性酚醛树脂或乌洛托品/对苯二酚混合交联剂，1.2～2.0wt％的纳米氢氧化锆颗粒及余量的水。

根据本发明，优选地，所述非离子聚丙烯酰胺的分子量为8×10

根据本发明，优选地，所述聚合物冻胶封窜剂的成胶时间为8～25h。

根据本发明，优选地，所述聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的180天脱水率小于15％。

根据本发明，优选地，所述聚合物冻胶封窜剂的封堵率大于85％，具体为86.3～97.1％。

根据本发明，优选地，所述聚合物冻胶封窜剂在170℃烘箱中老化30天时的弹性模量达到46-80Pa。

本发明的聚合物冻胶封窜剂的组成包括但不限于上述组成，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高聚合物冻胶封窜剂的封堵性能和耐高温性能。

本发明还提供一种所述稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂的制备方法，包括如下步骤：

常温条件下将交联剂和水混合充分溶解，加入成胶剂搅拌溶解完全，最后加入强化剂，搅拌均匀，即得到所述聚合物冻胶封窜剂。

本发明的所述稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂用于石油开采领域蒸汽吞吐过程中的封堵气窜。

本发明提供的所述稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂优选为酚醛类交联剂或者乌洛托品/对苯二酚混合交联剂，成胶剂优选为非离子聚丙烯酰胺，强化剂为纳米氢氧化锆颗粒。纳米氢氧化锆在冻胶老化的不同阶段可以分别起到不同的作用，在冻胶老化初期，聚丙烯酰胺分子中酰胺基团的水解程度较低，分子中羧基含量较低，聚丙酰胺分子首先与酚醛交联剂发生交联反应，形成冻胶网状结构，而纳米氢氧化锆主要通过氢键的形式与聚丙烯酰胺分子结合，从而改善冻胶的粘弹性和持水能力，提升冻胶强度和稳定性。随着冻胶老化时间的延长，分子中的酰胺基团开始水解，分子中羧基含量增加，纳米氢氧化锆则主要通过配位络合作用而与冻胶发生二次交联反应，从而进一步提升冻胶强度和冻胶稳定性。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明的纳米氢氧化锆颗粒不仅起到了普通颗粒改善冻胶强度的作用，还在一定程度上起到了交联剂的作用，多次交联后使得最终形成的冻胶具有极强的热稳定性。

2、本发明的聚合物冻胶封窜剂的成分简单、采用非离子聚丙烯酰胺、酚醛类交联剂或者乌洛托品/对苯二酚混合交联剂，以及纳米氢氧化锆颗粒的协同组成，获得高温稳定性和良好的封堵性能和机械强度。

3、本发明的聚合物冻胶封窜剂，具有良好的热稳定性，在高温蒸汽作用下性能稳定，170℃条件下可稳定180天以上，180天脱水率小于15％。

4、本发明的聚合物冻胶封窜剂，成胶时间为8～25h，灵活可控。

5、本发明的聚合物冻胶封窜剂，具有良好的封堵气窜性能，封堵率大于85％，优选条件下封堵率可达97％以上。封堵强度高，可以有效解决稠油蒸汽吞吐过程中的汽窜问题。

6、本发明的聚合物冻胶封窜剂还具有成本低廉，制备工艺简单的优点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例

实施例1

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.5％的非离子聚丙烯酰胺、0.1％的乌洛托品和0.1％对苯二酚、1.0％的纳米氢氧化锆溶胶和98.3％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.1g乌洛托品、0.1g对苯二酚和98.3g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.5g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将1.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例1的聚合物冻胶封窜剂的性能如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为25h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为46Pa，老化180d时脱水率为15％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2275md，孔隙度为38.2％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例2

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.6％的非离子聚丙烯酰胺、0.4％水溶性酚醛树脂、1.0％的纳米氢氧化锆溶胶和98.0％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.4g水溶性酚醛树脂和98.0g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.6g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将1.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例2的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为20h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为50Pa，老化180d时脱水率为8％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2112md，孔隙度为37.8％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例3

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.8％的非离子聚丙烯酰胺、0.2％的乌洛托品和0.2％对苯二酚、1.2％的纳米氢氧化锆溶胶和97.6％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.2g乌洛托品、0.2g对苯二酚和97.6g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.8g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将1.2g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例3的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为17h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为52Pa，老化180d时脱水率为10％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为1584md，孔隙度为35.9％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化17h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例4

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.8％的非离子聚丙烯酰胺、0.4％的乌洛托品和0.4％对苯二酚、1.5％的纳米氢氧化锆溶胶和96.90％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.4g乌洛托品、0.4g对苯二酚和96.90g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.8g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将1.5g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例4的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为12h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为62Pa，老化180d时脱水率为8％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2073md，孔隙度为37.2％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化12h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例5

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.8％的非离子聚丙烯酰胺、0.5％的乌洛托品和0.5％对苯二酚、2.0％的纳米氢氧化锆溶胶和96.2％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.5g乌洛托品、0.5g对苯二酚和96.2g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.8g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将2.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例5的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为9h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为68Pa，老化180d时脱水率为5％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2126md，孔隙度为37.5％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化9h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例6

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：0.8％的非离子聚丙烯酰胺、0.5％的乌洛托品和0.5％对苯二酚、2.5％的纳米氢氧化锆溶胶和95.7％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.5g乌洛托品、0.5g对苯二酚和95.7g自来水，搅拌使其充分溶解。再将0.8g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将2.5g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例6的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为8h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为72Pa，老化180d时脱水率为2％；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为1653md，孔隙度为36.8％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化8h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例7

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：1.0％的非离子聚丙烯酰胺、0.5％水溶性酚醛树脂、2.0％的纳米氢氧化锆溶胶和96.5％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.5g水溶性酚醛树脂和96.5g自来水，搅拌使其充分溶解。再将1.0g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将2.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例7的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为18h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为58Pa，老化180d时脱水率为2％。

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2238md，孔隙度为38.2％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化18h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例8

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：1.0％的非离子聚丙烯酰胺、0.8％水溶性酚醛树脂、2.5％的纳米氢氧化锆溶胶和95.7％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.8g水溶性酚醛树脂和95.7g自来水，搅拌使其充分溶解。再将1.0g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将2.5g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例8的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为15h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为78Pa，老化180d时无脱水现象；

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2118md，孔隙度为37.3％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化15h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例9

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：1.0％的非离子聚丙烯酰胺、1.0％水溶性酚醛树脂、3.0％的纳米氢氧化锆溶胶和95.0％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入1.0g水溶性酚醛树脂和95.0g自来水，搅拌使其充分溶解。再将1.0g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将3.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例9的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为10h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为80Pa，老化180d时无脱水现象。

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2039md，孔隙度为36.8％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化10h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

实施例10

一种稠油蒸汽吞吐用聚合物冻胶封窜剂，包括：1.2％的非离子聚丙烯酰胺、0.8％水溶性酚醛树脂、2.0％的纳米氢氧化锆溶胶和96.0％的水，基于所述聚合物冻胶封窜剂的总质量计。

制备方法如下：

在烧杯中加入0.8g水溶性酚醛树脂和96.0g自来水，搅拌使其充分溶解。再将1.2g非离子聚丙烯酰胺缓慢倒入上述烧杯中，搅拌4-6h，待聚合物完全溶解后，将2.0g纳米氢氧化锆溶胶加入上述烧杯中，搅拌均匀，即得到本发明的冻胶成胶液。

实施例10的聚合物冻胶封窜剂的性能测试如下：

(a)将上述冻胶成胶液注入安剖瓶中，并用酒精喷灯进行封口，然后将封口的安剖瓶置于老化罐中，再将该老化罐置于170℃烘箱中进行老化。然后每隔一段时间，从烘箱中取出安瓿瓶，观察冻胶状态，其中冻胶强度按照Sydansk代码法测定，将冻胶强度达到F级时的时间定义为成胶时间，脱水率定义为老化过程中脱出水的质量占安瓿瓶中初始成胶液质量的比例；

该聚合物冻胶封窜剂在170℃条件下的成胶时间为13h，在170℃烘箱中老化30天时弹性模量为71Pa，老化180d时无脱水现象。

(b)以上述聚合物冻胶封窜剂为研究对象，通过物理模拟实验研究该封窜剂对蒸汽的封窜能力。本实验所用的填砂管渗透率为2234md，孔隙度为37.8％。实验步骤如下：(1)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k1；(2)以1mL/min的流速方向注入0.5PV的封窜剂成胶液，将填砂管两端阀门关闭，填砂管放置于170℃烘箱中老化13h；(3)以1mL/min的流速正向往填砂管中注入170℃水蒸汽，测其平衡压力，根据达西公式计算渗透率k

对比例1和2

与实施例3的区别在于组成不同，具体见表1。

实施例1到10及对比例1和2中蒸汽封窜冻胶中各组分配比及其性能参数汇总见表1，表1中各组成均以重量份计。

表1

由上表1可以看出，本发明的聚合物冻胶封窜剂的成胶时间8～25h，成胶时间灵活可控。170℃条件下180天脱水率小于15％，具有良好的热稳定性。另外，所述封窜剂具有良好的封堵汽窜能力，封堵率为86.3～97.1％。同时，本发明的蒸汽封窜冻胶，具有良好的强度稳定性，30d弹性模量大于40Pa，优选条件下可达80Pa。

通过对比实施例1-10和对比例1-2实验结果可知，本发明的蒸汽封窜冻胶，热稳定性远远优于以纳米硅溶胶为添加剂的冻胶体系。

另外，本发明的聚合物冻胶封窜剂还具有成本低廉，制备工艺简单的优点。综上所述，本发明的聚合物冻胶封窜剂具有良好的热稳定性，同时还具有成本低廉及制备工艺简单等优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。