CN107974244A - 氮气泡沫凝胶暂堵剂及其制备方法、应用、组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂及其制备方法、在修井及完井领域中的应用、以及用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物，属于油田化学领域。该暂堵剂包括泡沫凝胶骨架以及分布在泡沫凝胶骨架中的氮气；泡沫凝胶骨架为通过使包括可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水的凝胶组合物发生交联反应而得到的泡沫凝胶骨架，其中，可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。该暂堵剂的可降解性好、易降解反排、毒性小，且封堵能力好、漏失量小，能够适用于修井及完井领域。

Description

氮气泡沫凝胶暂堵剂及其制备方法、应用、组合物

技术领域

本发明涉及油田化学领域，特别涉及一种氮气泡沫凝胶暂堵剂及其制备方法、在修井及完井领域中的应用、以及用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物。

背景技术

随着对油气井勘探开发的深入，地层能量将不断减少，漏失井、漏失层相应增多，油气井容易出现异常或停产。在完井及修井作业时，需要在油气井的井筒内壁灌满修井液。但修井液容易发生漏失，污染油层，导致完井及修井作业的时间延长，提高了作业成本，并且使冲砂不彻底，缩短油气井作业周期，开井后排废液时间长，产量恢复率低。目前针对低压漏失井所采用的技术主要为使用低密度泡沫流体技术，通过在修井液中添加低密度泡沫流体，可降低修井液柱的压差，以减少漏失量。

专利文献CN103030916A提供了一种凝胶组合物及含其的氮气泡沫凝胶复合暂堵剂，凝胶组合物包括以下重量百分比的组分：1％部分水解聚丙烯酰胺、1.5％甲醛、0.5％对苯二酚，余量为水。凝胶组合物及12g/L含有妥尔油脂肪酸钠的发泡剂形成泡沫凝胶，泡沫凝胶与氮气形成氮气泡沫凝胶复合暂堵剂，其中，氮气与泡沫凝胶的体积比为40-60:1。该氮气泡沫凝胶复合暂堵剂主要用作调剖剂，具有暂堵调剖性好、地层伤害小等特点。

专利文献CN105086972A提供了一种可充氮气低密度微泡凝胶暂堵剂，包括以下重量份数的组分：0.8-1.5份羧甲基淀粉钠、0.4-0.6份黄原胶、0.15-0.4份十二烷基硫酸钠、0.15-0.4份十二烷基苯磺酸钠、0.4-0.7份暂堵剂，其中，暂堵剂为固体颗粒。该氮气低密度微泡凝胶暂堵剂可用于修井液中，可封堵储油层中的大孔道，以减小修井液的漏失量。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

无论是专利文献CN103030916A或者CN105086972A中提供的暂堵剂，不易降解或者降解性不充分，导致反排作业的施工时间长，施工成本高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种降解性好，且可减少反排作业的时间并降低成本的氮气泡沫凝胶暂堵剂及其制备方法、在修井及完井领域中的应用、以及用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，包括泡沫凝胶骨架以及分布在所述泡沫凝胶骨架中的氮气；所述泡沫凝胶骨架为通过使包括可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水的凝胶组合物发生交联反应而得到的所述泡沫凝胶骨架，其中所述可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。

具体地，作为优选，所述凝胶组合物包括：0.15-0.35重量份的所述可生物降解的聚合物、0.15-0.3重量份的所述有机硼类交联剂、0.3-0.9重量份的所述发泡剂和96.5-98重量份的所述水。

具体地，作为优选，所述凝胶组合物还包括0.8-1.7重量份的淀粉。

具体地，作为优选，所述淀粉为羟丙基淀粉醚和/或羧甲基淀粉钠。

具体地，作为优选，所述凝胶组合物还包括0.01-0.03重量份的pH值调节剂，所述pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

具体地，作为优选，所述发泡剂选自阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。

第二方面，本发明实施例提供的上述氮气泡沫凝胶暂堵剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、按照各组分的重量份数，将水、可选的pH值调节剂、可选的淀粉加入反应器中。

步骤b、在搅拌条件下向所述反应器中加入可生物降解的聚合物，并继续搅拌。

步骤c、在搅拌的条件下向所述反应器中加入发泡剂和有机硼类交联剂，并通入氮气，搅拌得到氮气泡沫凝胶暂堵剂前驱体。

步骤d、向所述反应器中再次加入0.15-0.35重量份的所述可生物降解的聚合物，并在搅拌下反应而得到氮气泡沫凝胶暂堵剂。

第三方面，本发明实施例还提供了上述氮气泡沫凝胶暂堵剂在修井及完井领域中的应用。

第四方面，本发明实施例提供了一种用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物，包括：可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水，所述可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。

具体地，作为优选，所述组合物包括：0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物、0.15-0.3重量份的有机硼类交联剂、0.3-0.9重量份的发泡剂和96.5-98重量份的水。

具体地，作为优选，所述组合物还包括0.8-1.7重量份的淀粉。

具体地，作为优选，所述淀粉为羟丙基淀粉醚和/或羧甲基淀粉钠。

具体地，作为优选，所述组合物还包括0.01-0.03重量份的pH值调节剂，所述pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

具体地，作为优选，所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂，在上述可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂、水的交联反应下得到的泡沫凝胶骨架的降解性好，能够在修井作业或完井作业完成后自动降解，进而降低修井液的界面张力，使反排作业省时，还降低了反排作业的成本，并且该氮气泡沫凝胶暂堵剂在使用过程中可以封堵储油层中的孔道，降低修井液的漏失量，能够满足修井作业和完井作业的使用要求，便于推广使用。进一步地，上述制备泡沫凝胶骨架的各个成分均为无毒或毒性小的物质，使制得的本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂无毒或毒性小。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，其包括泡沫凝胶骨架以及分布在泡沫凝胶骨架中的氮气；其中，泡沫凝胶骨架为通过使包括可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水的凝胶组合物发生交联反应而得到的泡沫凝胶骨架，其中，可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。

本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂，在上述可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂、水的交联反应下得到的泡沫凝胶骨架的降解性好，能够在修井作业或完井作业完成后自动降解，进而降低修井液的界面张力，使反排作业省时，还降低了反排作业的成本，并且该氮气泡沫凝胶暂堵剂在使用过程中可以封堵储油层中的孔道，降低修井液的漏失量，能够满足修井作业和完井作业的使用要求，便于推广使用。进一步地，上述制备泡沫凝胶骨架的各个成分均为无毒或毒性小的物质，使制得的本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂无毒或毒性小。

具体地，用于制得泡沫凝胶骨架的凝胶组合物包括以下重量份数的组分：0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物、0.15-0.3重量份的有机硼类交联剂、0.3-0.9重量份的发泡剂和96.5-98重量份的水。举例来说，可生物降解的聚合物的重量份数可以为0.15份、0.18份、0.22份、0.25份、0.28份、0.31份、0.33份、0.35份等，有机硼类交联剂的重量份数可以为0.15份、0.2份、0.25份、0.3份等，发泡剂的重量份数可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等，水的重量份数可以为96.5份、97份、97.5份、98份等，如此设置凝胶组合物中各组分的重量份数，可以使得到的氮气泡沫凝胶暂堵剂中的泡沫凝胶的强度好，以便于封堵储油层中的大孔道，减少修井液的漏失量。

具体地，在本发明实施例中，可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂作用可形成相互交联的泡沫凝胶主相，并且可生物降解的聚合物还可以与其他组分配合作用，形成稳定且强度好的氮气泡沫凝胶，以适用于封堵储油层中的大孔道。进一步地，凝胶组合物还包括再次添加的0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物，以起到稳定已形成的泡沫凝胶，并增加泡沫凝胶的强度。作为优选，可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶，例如可生物降解的聚合物可以为瓜尔胶和黄原胶中的任意一种，或者为两种的混合物，瓜尔胶和黄原胶均为纯天然的高分子聚合物，容易与有机硼类交联剂反应生成凝胶，其形成的凝胶的滤失性小，能够自动完全破胶，在修井作业或压井作业完成后可自动水化降解，且安全无毒，价格低廉，容易获取。

具体地，在本发明实施例中，有机硼类交联剂可以促进可生物降解的聚合物成胶，有机硼类交联剂对剪切不敏感，具有廉价、无污染、无毒等特点。其中，有机硼类交联剂由硼酸盐和有机配位体两部分组成，作为优选，有机配位体选自葡萄糖酸、木糖醇、甘露醇、葡萄糖酸钠中的至少一种，含有这几种有机配位体的有机硼类交联剂的交联效果好，而且价格低廉、容易获取。

具体地，在本发明实施例中，发泡剂可以使有机硼类交联剂和可生物降解的聚合物在成胶过程中发泡，并且可与其他组分配合作用，以进一步地增加氮气泡沫凝胶的强度，使形成的氮气泡沫凝胶的半衰期更长，更稳定。作为优选，发泡剂为阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂应用广泛，便于获取。举例来说，发泡剂可以为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，例如发泡剂可以为上述三种中的任意一种、任意两种、或者全部三种的混合物。上述三种物质与其他组分的配合作用强，发泡效果好，且价格低廉，容易获取。

具体地，本发明实施例提供用于制备泡沫凝胶骨架的凝胶组合物还包括0.8-1.7重量份的淀粉，例如淀粉的重量份数可以为0.8份、1.0份、1.2份、1.4份、1.6份、1.7份等，添加淀粉可以起到稳泡的作用。为了使淀粉更好地吸附在氮气泡沫凝胶的表面，以使氮气泡沫凝胶的膜外层更加稳定，并可使氮气泡沫凝胶克服浮力，均匀地分散在整个体系中，上述淀粉选为改性淀粉。作为优选，改性淀粉为羟丙基淀粉醚和/或羧甲基淀粉钠，例如改性淀粉可以为羟丙基淀粉醚、羧甲基淀粉钠中的任意一种，或者为两种的混合物，这两种改性淀粉的稳泡效果好、吸附能力强，且价格低廉，容易获取。

进一步地，本发明实施例提供的用于制备氮气泡沫凝胶骨架的凝胶组合物还包括0.01-0.03份pH值调节剂，例如可以为0.01份、0.02份、0.03份，通过添加上述重量份数的pH值调节剂并与其他组分配合作用，可以控制形成氮气泡沫凝胶的成胶时间、成胶效果和破胶时间，以达到期望的要求。作为优选，pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种，例如pH值调节剂可以选自上述任意一种、两种、三种、或者全部四种的混合物。上述几种pH值调节剂可以使整个反应体系呈碱性环境，以使可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂的成胶效果好，当整个反应体系的pH值为9-11时，可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂的成胶效果最佳。

第二方面，本发明实施例提供了上述氮气泡沫凝胶暂堵剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤101、按照各组分的重量份数，将水、可选的pH值调节剂、可选的淀粉加入反应器中。

步骤102、在搅拌条件下向反应器中加入可生物降解的聚合物，并继续搅拌。

步骤103、在搅拌的条件下向反应器中加入发泡剂和有机硼类交联剂，并通入氮气，搅拌得到氮气泡沫凝胶暂堵剂前驱体。

步骤104、向反应器中再次加入0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物，并在搅拌下反应而得到氮气泡沫凝胶暂堵剂。

上述制备方法简单，可现场配制，便于推广使用。

具体地，在配制本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的过程中，反应器为带有搅拌器及氮气瓶的配液罐，可满足整个配制过程的搅拌及充入氮气的操作。

具体地，在步骤101中，首先将水放入配液罐中，然后可选择的加入pH值调节剂(使水溶液的pH值为9-11，可创造最佳的成胶环境)和淀粉，当加入pH值调节剂和淀粉时，需要进行搅拌。其中，搅拌的速度为2800-3200r/min，例如可以为2800r/min、2900r/min、3000r/min、3100r/min、3200r/min等，搅拌的时间为8-12min，例如可以为8min、9min、10min、11min、12min等，如此设置搅拌的速度和时间，可以使pH值调节剂和淀粉均匀地溶解在水溶液中，以便于为后期成胶提供稳定的环境。

具体地，在步骤102中，在上述搅拌速度的条件下，向配液罐中加入可生物降解的聚合物，然后继续搅拌。其中，此次搅拌的速度为2800-3200r/min，搅拌的时间为8-12min，如此设置该搅拌的速度和时间，可以使加入的可生物降解的聚合物均匀地溶解在上述水溶液体系中，以便于后期均匀地成胶。

具体地，在步骤103中，继续向配液罐中加入发泡剂和有机硼类交联剂，并通入氮气，搅拌，使有机硼类交联剂可以与可生物降解的聚合物成胶，同时添加的发泡剂可以促进发泡，使通入的氮气填充在泡沫凝胶中，以形成氮气泡沫凝胶暂堵剂前驱体。其中，此次搅拌的速度为3000-5000r/min，例如可以为3000r/min、3500r/min、4000r/min、4500r/min、5000r/min等，搅拌的时间为15-25min，例如可以为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min等，如此设置此次搅拌的速度和时间，可以使形成的氮气泡沫凝胶暂堵剂的粒度均匀、密度小，可大大减小修井液的压差。

具体地，在步骤104中，向反应器中再次加入0.15-0.35重量份可生物降解的聚合物，并搅拌得到上述氮气泡沫凝胶暂堵剂。其中，搅拌的速度为450-550r/min，例如可以为450r/min、470r/min、490r/min、510r/min、530r/min、550r/min等，搅拌的时间为18-22min，例如可以为18min、19min、20min、21min、22min等。再次加入可生物降解的聚合物，并进行上述搅拌，可增加氮气泡沫凝胶暂堵剂的强度和厚度，可使该氮气泡沫凝胶暂堵剂在堵塞储油层的大孔道时，不会发生破裂。

第三方面，本发明实施例还提供了上述氮气泡沫凝胶暂堵剂在修井及完井领域中的应用。

具体地，上述氮气泡沫凝胶暂堵剂可作为修井液或者压井液用于修井作业或者完井作业中。在使用时，可现场配制上述氮气泡沫凝胶暂堵剂，或者将配制好的上述氮气泡沫凝胶暂堵剂运输到目标油气井处，进一步地，接好输送管线并采用注水泵向井内注入本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂。

第四方面，本发明实施例还提供了一种用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物，包括可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水，可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。该组合物可用于制备氮气泡沫凝胶暂堵剂及包含其他气体的泡沫凝胶暂堵剂，并且制得的泡沫凝胶暂堵剂的封堵能力强、降解性好、无毒或毒性小，能够应用于修井及完井领域。

作为优选，本发明实施例提供的组合物包括以下重量份数的组分：0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物、0.15-0.3重量份的有机硼类交联剂、0.3-0.9重量份的发泡剂和96.5-98重量份的水。如此设置组合物中各组分的重量份数，可以使得到的泡沫凝胶暂堵剂的大小适中、强度好，以便于封堵储油层中的大孔道，减少修井液的漏失量。

其中，可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂作用可形成相互交联的泡沫凝胶主相，并且可生物降解的聚合物还可以与其他组分配合作用，形成稳定且强度好的泡沫凝胶暂堵剂，以适用于封堵储油层中的大孔道。进一步地，组合物还包括再次添加的0.15-0.35重量份的可生物降解的聚合物，以起到稳定已形成的泡沫凝胶，并增加泡沫凝胶的强度。作为优选，可生物降解的聚合物为瓜尔胶和黄原胶中的任意一种，或者为两种的混合物，瓜尔胶和黄原胶均为纯天然的高分子聚合物，容易与有机硼类交联剂反应生成凝胶，其形成的凝胶的滤失性小，能够自动完全破胶，在修井作业或压井作业完成后可自动水化降解，且安全无毒，价格低廉，容易获取。

具体地，有机硼类交联剂可以促进可生物降解的聚合物成胶，有机硼类交联剂对剪切不敏感，具有廉价、无污染、无毒等特点。其中，有机硼类交联剂由硼酸盐和有机配位体两部分组成，作为优选，有机配位体选自葡萄糖酸、木糖醇、甘露醇、葡萄糖酸钠中的至少一种，含有这几种有机配位体的有机硼类交联剂的交联效果好，而且价格低廉、容易获取。

具体地，在本发明实施例中，发泡剂可以使有机硼类交联剂和可生物降解的聚合物在成胶过程中发泡，并且可与其他组分配合作用，以进一步地增加泡沫凝胶的强度。作为优选，发泡剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种，这几种发泡剂与其他组分的配合作用强，发泡效果好，且价格低廉，容易获取。

具体地，本发明实施例提供的组合物还包括0.8-1.7重量份的淀粉，添加淀粉可以起到稳泡的作用。为了使淀粉更好地吸附在泡沫凝胶的表面，以使泡沫凝胶的膜外层更加稳定，并可使泡沫凝胶克服浮力，均匀地分散在整个体系中，上述淀粉选为改性淀粉。作为优选，改性淀粉为羟丙基淀粉醚和/或羧甲基淀粉钠，例如改性淀粉可以为羟丙基淀粉醚、羧甲基淀粉钠中的任意一种，或者为两种的混合物，这两种改性淀粉的稳泡效果好、吸附能力强，且价格低廉，容易获取。

进一步地，本发明实施例提供的组合物还包括0.01-0.03份pH值调节剂，通过添加上述重量份数的pH值调节剂并与其他组分配合作用，可以控制形成泡沫凝胶的成胶时间、成胶效果和破胶时间，以达到期望的要求。作为优选，pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种，上述几种pH值调节剂可以使整个反应体系呈碱性环境，以使可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂的成胶效果好，当整个反应体系的pH值为9-11时，可生物降解的聚合物与有机硼类交联剂的成胶效果最佳。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

在以下具体实施例中，配位体为葡萄糖酸的有机硼交联剂购自大港油田石油工程研究院，配位体为木糖醇的有机硼交联剂购自大港油田石油工程研究院，配位体为甘露醇的有机硼交联剂购自大港油田石油工程研究院。

实施例1

本实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，该氮气泡沫凝胶暂堵剂通过如下方法制备得到：在带有搅拌器的配液罐中加入98公斤水、0.002公斤氢氧化钾，然后在2900r/min的搅拌速度下向配液罐中加入0.31公斤黄原胶，然后在3000r/min的搅拌速度下搅拌9min，继续向配液罐中加入0.5公斤十二烷基磺酸钠和0.15公斤配位体为木糖醇的有机硼交联剂，然后打开氮气瓶，充入氮气，并在3500r/min的搅拌速度下搅拌18min，最后在配液罐中加入0.35公斤黄原胶，并在450r/min的搅拌速度下搅拌18min，得到本实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂。

实施例2

本实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，该氮气泡沫凝胶暂堵剂通过如下方法制备得到：在带有搅拌器的配液罐中加入96.5公斤水、0.002公斤氢氧化钠，搅拌使氢氧化钠溶解后，向配液罐中加入0.7公斤羧甲基淀粉钠和0.998公斤羟丙基淀粉醚，并在2800r/min的搅拌速度下搅拌8min，进一步地在该搅拌速度下向配液罐中加入0.35公斤瓜尔胶，然后在2800r/min的搅拌速度下搅拌8min，继续向配液罐中加入0.9公斤十二烷基硫酸钠和0.3公斤配位体为葡萄糖酸的有机硼交联剂，然后打开氮气瓶，充入氮气，并在3000r/min的搅拌速度下搅拌15min，最后在配液罐中加入0.15公斤黄原胶，并在450r/min的搅拌速度下搅拌18min，得到本实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂。

实施例3

本实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，该氮气泡沫凝胶暂堵剂通过如下方法制备得到：在带有搅拌器的配液罐中加入97.348公斤水、0.003公斤氢氧化钾，搅拌使氢氧化钾溶解后，向配液罐中加入0.5公斤羧甲基淀粉钠和0.8公斤羟丙基淀粉醚，并在3000r/min的搅拌速度下搅拌10min，进一步地在该搅拌速度下向配液罐中加入0.3公斤瓜尔胶，然后在3000r/min的搅拌速度下搅拌10min，继续向配液罐中加入0.7公斤十二烷基苯磺酸钠和0.2公斤配位体为甘露醇的有机硼交联剂，然后打开氮气瓶，充入氮气，并在4000r/min的搅拌速度下搅拌20min，最后在配液罐中加入0.25公斤黄原胶，并在500r/min的搅拌速度下搅拌20min，得到本实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂。

实施例4

本实施例提供了一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，该氮气泡沫凝胶暂堵剂通过如下方法制备得到：在带有搅拌器的配液罐中加入97.2公斤水、0.001公斤氢氧化钠，搅拌使氢氧化钠溶解后，向配液罐中加入0.4公斤羧甲基淀粉钠和1.1公斤羟丙基淀粉醚，并在3200r/min的搅拌速度下搅拌12min，进一步地在该搅拌速度下向配液罐中加入0.32公斤瓜尔胶，然后在3200r/min的转速下搅拌12min，继续向配液罐中加入0.8公斤十二烷基苯磺酸钠和0.23公斤配位体为木糖醇的有机硼交联剂，然后打开氮气瓶，充入氮气，并在4500r/min的搅拌速度下搅拌22min，最后在配液罐中加入0.25公斤黄原胶，并在520r/min的搅拌速度下搅拌22min，得到本实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂。

应用实施例1

本应用实施例对实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的粘度及静滤失量(即API滤失量)进行评价。采用粘度计分别对实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的粘度进行测试，并根据《石油天然气工业钻井液现场测试，第1部分：水基钻井液》提供的方法分别对实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的API滤失量进行测试，具体测试参数如表1所示。

表1

实施例	粘度/mPa·s	API滤失量
			实施例1	467	0
实施例2	579	0
			实施例3	635	0
实施例4	769	0

由表1可知，实施例1-4提供的四种氮气泡沫凝胶暂堵剂的粘度在467-769mPa·s范围内，API滤失量为0。可见，本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的粘度可调，API滤失量为0，能够满足不同密度的修井液及完井液的使用要求。

应用实施例2

本应用实施例对实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的封堵能力进行评价。具体评价过程为：选择20-30目、30-40目、40-60目的沙土各四份分别放入玻璃圆管内模拟储油层，然后在玻璃圆管内分别注入实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂，经过1h后，对其封堵能力的相应参数进行测试，其中，上述三种沙土的渗透率分别为8.6μm²、7.2μm²、6.4μm²，孔隙半径分别为53-62μm、38-53μm、10-38μm等，注入的氮气泡沫凝胶暂堵剂的液柱压力均为0.7MPa，并且将实施例1提供的泡沫凝胶注入装有20-30目、30-40目、40-60目沙土的玻璃圆管的试验依次编号为1号、2号、3号，并顺次将实施例2-4提供的泡沫凝胶注入装有20-30目、30-40目、40-60目沙土的玻璃圆管的试验编号为4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号、11号、12号。具体测试参数如表2所示。

表2

试验编号	漏失量/mL	侵入沙土的深度/cm
			1号	15	1
2号	14	0.82
			3号	14.3	0.9
4号	13	0.7
			5号	13.2	0.73
6号	13.4	0.74
			7号	12	0.3
8号	12.3	0.32
			9号	12	0.3
10号	12.4	0.36
			11号	12.5	0.35
12号	12.6	0.38

由表2可知，实施例1-4提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂侵入沙土的深度小，漏失量小。可见，本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的封堵能力好，漏失量小，能够满足油气井作业的使用需求。

应用实施例3

本应用实施例采用实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂对储油层的封堵效果、储油层渗透率的恢复情况及氮气泡沫凝胶暂堵剂的承压能力进行评价。根据《储层敏感性流动实验评价方法》标准提供的方法，在60℃的条件下，对具有不同渗透率的人造岩和填砂在使用实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂前的渗透率、使用后的暂堵率、在72h后氮气泡沫凝胶暂堵剂分解后人造岩和填砂渗透率的恢复值及氮气泡沫凝胶暂堵剂的承压能力进行测试，具体参数如下表3所示。

表3

由表3可知，实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的暂堵率均在92.2％以上，并且岩心渗透率的恢复值在90％以上，氮气泡沫凝胶暂堵剂的承压能力可达15MPa以上。可见，本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的暂堵率高，使用后岩心渗透率的恢复率高，氮气泡沫凝胶暂堵剂的承压能力好，能够满足油气井现场的使用需求。

应用实施例4

本应用实施例对实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的降解情况进行评价。分别在25℃及50℃的条件下，每隔8h对实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂的粘度进行测试，共测试两次，并利用仪器JYM-200A自动界面张力仪对降解后的氮气泡沫凝胶暂堵剂体系与水混合物的界面张力进行测试，具体参数如下表4和表5所示。

表4

表5

由表4及表5可知，实施例2提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂在72h后粘度降低至约18mPa·s左右，并且其与水的界面张力降低至0.4086mN/m。可见，本发明实施例提供的氮气泡沫凝胶暂堵剂在作业完成后，可自动降解，便于反排作业，并降低反排作业的成本，便于推广使用。

另外，经测试，本发明实施例提供的暂堵剂的毒性小，远小于专利文献CN103030916A提供的暂堵剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氮气泡沫凝胶暂堵剂，包括泡沫凝胶骨架以及分布在所述泡沫凝胶骨架中的氮气；

其特征在于，所述泡沫凝胶骨架为通过使包括可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水的凝胶组合物发生交联反应而得到的所述泡沫凝胶骨架，其中所述可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。

2.根据权利要求1所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂，其特征在于，所述凝胶组合物包括：0.15-0.35重量份的所述可生物降解的聚合物、0.15-0.3重量份的所述有机硼类交联剂、0.3-0.9重量份的所述发泡剂和96.5-98重量份的所述水。

3.根据权利要求2所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂，其特征在于，所述凝胶组合物还包括0.8-1.7重量份的淀粉。

4.根据权利要求3所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂，其特征在于，所述淀粉为羟丙基淀粉醚和/或羧甲基淀粉钠。

5.根据权利要求2所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂，其特征在于，所述凝胶组合物还包括0.01-0.03重量份的pH值调节剂，所述pH值调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂，其特征在于，所述发泡剂选自阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。

7.权利要求1-6任一项所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、按照各组分的重量份数，将水、可选的pH值调节剂、可选的淀粉加入反应器中；

步骤b、在搅拌条件下向所述反应器中加入可生物降解的聚合物，并继续搅拌；

步骤c、在搅拌的条件下向所述反应器中加入发泡剂和有机硼类交联剂，并通入氮气，搅拌得到氮气泡沫凝胶暂堵剂前驱体；

步骤d、向所述反应器中再次加入0.15-0.35重量份的所述可生物降解的聚合物，并在搅拌下反应而得到氮气泡沫凝胶暂堵剂。

8.权利要求1-6任一项所述的氮气泡沫凝胶暂堵剂在修井及完井领域中的应用。

9.一种用于制备泡沫凝胶暂堵剂的组合物，其特征在于，包括：可生物降解的聚合物、有机硼类交联剂、发泡剂和水，所述可生物降解的聚合物为瓜尔胶和/或黄原胶。