一种靶向释放堵水剂

技术领域

本发明涉及油气井增产改造技术领域，特别涉及一种靶向释放堵水剂。

背景技术

在油田开发过程中，油层出水会给油田开发工作带来严重影响，甚至降低油田最终开采率。油井出水后，首先确定出水层位，然后采用堵水方法进行封堵。堵水的目的就是在于控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向，提高水驱油效率，力图使得油田的产水量在一段时间内下降或稳定，以保持油田增产或稳产，提高油田最终采收率。

生产井大量出水成为现今油田开采中面临的严峻问题，调剖堵水作业己经成为了提高油田采收率的最有效途径之一，而就高温高盐油田而言，普通的聚合物堵水体系往往存在成胶时间过短，无法进行深部调剖，热稳定性差，堵水有效时间短等一系列问题。目前，国内外发展了众多耐温抗盐堵水体系，但大多由于成本高，不环保，稳定性差等缺点难以得到广泛的应用。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种靶向释放堵水剂，通过加入环境响应型材料，使得堵水剂在被包裹的情况下能在一定含水饱和度下被释放，延长堵水剂的有效作用时间，并降低资源的浪费，减少地层的污染。

本发明的技术方案如下：

一种靶向释放堵水剂，包括由外至内的缓释包裹材料层、环境响应材料层、纳米堵水剂。

作为优选，所述缓释包裹材料层能够保护所述环境响应材料层，并防止所述环境响应材料层与井壁以及非目标层位接触团聚污染的情况发生，且在达到靶点时，能够根据地层的温度和压力而完全溶解释放。

作为优选，所述缓释包裹材料层采用纤维素、壳聚糖、蛋白质、木质素、聚乳酸及其共聚物、聚酸酐、多肽与氨基酸类聚合物、聚乙烯醇、纳米固体二氧化氯缓释剂、环氧树脂506与顺丁烯二酸酐复合物、聚丙烯酰胺/硅藻土复合水凝胶、环氧树脂与淀粉相结合制成的缓释抑盐剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物、纳米二氧化硅中的任意一种制作而成。

作为优选，所述环境响应材料层为智能控释微胶囊，所述智能控释微胶囊的囊壁具有多孔结构，且所述多孔结构的膜孔内接枝线形的环境响应型智能高分子链，所述高分子链能够根据外界环境的变化而改变高分子链的构象，发生伸展-收缩之间的构象转变，从而改变所述智能控释微胶囊的有效孔径和渗透性能，实现内载纳米堵水剂的控制释放。

作为优选，所述环境响应材料层为温度响应型智能控释微胶囊，所述温度响应型智能控释微胶囊为在多孔微胶囊的膜孔内接枝温敏性高分子开关链。

作为优选，所述温敏性高分子开关链为聚(N-异丙基丙烯酰胺)；所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)的低临界溶解温度在31-33℃范围内，当环境温度低于所述低临界溶解温度时，所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子链处于伸展构象，限制所述纳米堵水剂的释放；当环境温度高于所述低临界溶解温度时，所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子链处于收缩构象，使膜孔开启，释放所述纳米堵水剂。

作为优选，所述环境响应材料层为离子识别响应型智能控释微胶囊，所述离子识别响应型智能控释微胶囊为在聚酰胺多孔微胶囊的膜孔中利用等离子体诱导接枝聚合的方法接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺-共-(苯并-18-冠-6-丙烯酰胺))高分子链作为离子识别响应开关。

本发明的有益效果是：

本发明通过最外层的缓释包裹材料层，能减少纳米堵水剂以及环境响应材料的损失，避免不必要的井壁污染，减少堵水剂团聚现象的发生；通过环境响应材料层膜孔内特有聚合物接枝链的伸展－收缩特性来实现纳米堵水剂控制释放，达到靶向堵水目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明靶向释放堵水剂的结构示意图；

图2为本发明靶向释放堵水剂环境响应材料层膜孔关闭时的结构示意图；

图3为本发明靶向释放堵水剂环境响应材料层膜孔开启时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1所示，本发明提供一种靶向释放堵水剂，包括由外至内的缓释包裹材料层、环境响应材料层、纳米堵水剂。

所述缓释包裹材料层能够保护所述环境响应材料层，并防止所述环境响应材料层与井壁以及非目标层位接触团聚污染的情况发生，且在达到靶点时，能够根据地层的温度和压力而完全溶解释放。

所述环境响应材料层为智能控释微胶囊，所述智能控释微胶囊的囊壁具有多孔结构，且所述多孔结构的膜孔内接枝线形的环境响应型智能高分子链，所述高分子链能够根据外界环境的变化而改变高分子链的构象，发生伸展-收缩之间的构象转变，从而改变所述智能控释微胶囊的有效孔径和渗透性能，实现内载纳米堵水剂的控制释放。所述外界环境为温度、pH、磁场、含水饱和度中的任意一种或多种。

本发明所述靶向释放堵水剂的工作原理是：配置如图1所示的靶向释放堵水剂；从注入井到目标层位过程中，缓释包裹材料层的材料不断溶解释放，达到目标层位后，全部溶解，如图2所示；通过控制高分子链的构象，改变其伸展-收缩状态，使所述环境响应材料层的膜孔关闭与打开；当所述高分子链为伸展构象时，如图2所示，纳米堵水剂的释放通道关闭，限制限制纳米堵水剂的释放；当所述高分子链为收缩构象时，如图3所示，纳米堵水剂的释放通道打开，从而释放所述纳米堵水剂。

在一个具体的实施例中，所述缓释包裹材料层采用纤维素、壳聚糖、蛋白质、木质素、聚乳酸及其共聚物、聚酸酐、多肽与氨基酸类聚合物、聚乙烯醇、纳米固体二氧化氯缓释剂、环氧树脂506与顺丁烯二酸酐复合物、聚丙烯酰胺/硅藻土复合水凝胶、环氧树脂与淀粉相结合制成的缓释抑盐剂、苯乙烯-马来酸酐共聚物、纳米二氧化硅中的任意一种制作而成。

在一个具体的实施例中，所述环境响应材料层为温度响应型智能控释微胶囊，所述温度响应型智能控释微胶囊为在多孔微胶囊的膜孔内接枝温敏性高分子开关链。所述温敏性高分子开关链为聚(N-异丙基丙烯酰胺)；所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)的低临界溶解温度在31-33℃范围内，当环境温度低于所述低临界溶解温度时，所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子链处于伸展构象，限制所述纳米堵水剂的释放；当环境温度高于所述低临界溶解温度时，所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子链处于收缩构象，使膜孔开启，释放所述纳米堵水剂。

在另一个具体的实施例中，所述环境响应材料层为离子识别响应型智能控释微胶囊，所述离子识别响应型智能控释微胶囊为在聚酰胺多孔微胶囊的膜孔中利用等离子体诱导接枝聚合的方法接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺-共-(苯并-18-冠-6-丙烯酰胺))高分子链作为离子识别响应开关。

在一个具体的实施例中，所述高分子链能够根据含水饱和度的变化而改变高分子链的构象；当含水饱和度小于临界含水饱和度时，所述高分子链处于伸展状态，使膜孔关闭，限制所述纳米堵水剂的释放；当含水饱和度大于等于临界含水饱和度时，所述高分子链处于收缩状态，使膜孔开启，释放所述纳米堵水剂。

需要说明的是，本发明所述靶向释放堵水剂中最里层的纳米堵水剂可以选用现有技术中任意的纳米堵水剂，具体可根据地层条件、堵水需求等进行选择。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。