本发明属于石油开采领域，具体涉及一种用于天然气驱油过程中气窜封堵的非交联泡沫凝胶及其制备方法。
背景技术：
1、水平井体积压裂是致密油藏开发的有效手段，但是压裂后衰竭式开发过程中，油井初期递减快，地层压力下降快，单位压降产油量低，注水过程中裂缝开启，注水窜流。为了进一步的提高致密油藏采收率，对致密油藏进行注烃气现场试验，由于天然裂缝和人工裂缝的存在，注入气沿着裂缝窜流，最终波及体积小，为了提高致密油藏采收率，需要对窜流通道进行调控，使注入的介质转向进入含油饱和度高的基质中，增大波及体积，提高驱替效率。因此，选取一种与致密油藏适应性较好的封窜体系来减缓天然气的窜流是气驱开发过程中不可避免的一环。
2、中国专利申请cn 106947447a公开了一种温敏性膨胀微胶囊防气窜剂，通过以下组分采用悬浮聚合法制备，过程如下：在烧杯中加入3-4份丙烯腈、0.4-0.5份丙烯酸甲酯、2-3份甲基丙烯酸甲酯，再加入1-2份过氧化月桂酰作为引发剂，10-30份低沸点溶剂作为发泡剂，0.1-0.2份1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂，电磁搅拌溶解，转入玻璃反应釜，然后加入20-25份纳米二氧化硅作为分散剂，加入300-350份去离子水，以1200r/min的速度搅拌8-10min，在氮气保护下60-70℃恒温水浴反应20-24h后，降温、洗涤、干燥，即得微胶囊防气窜剂，上述物质均为重量份。该防气窜剂是一种遇热体积发生变化的微胶囊，受油藏条件限制较大，且其粒径较大，不适用于致密砾岩油藏。
3、中国专利申请cn108659163a公开了一种驱油过程防气窜的双重刺激膨胀凝胶微粒，其制备方法包括：(1)将丙烯酰胺单体溶于水中形成溶液，向所得溶液中加入交联剂、温度响应单体甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯单体和二氧化碳响应单体[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵，搅拌均匀形成混合单体溶液聚合体系，搅拌的同时向聚合体系中通氮气以除去体系中的溶解氧；将混合单体溶液与引发剂溶液混合进行聚合反应。该凝胶微粒因其热刺激膨胀环境温度范围为25℃～60℃，在酸性环境下长期封堵过程中易出现热致脱水现象的问题，具有一定的局限性。
4、中国专利申请cn107353886a公开了一种致密油藏防co2气窜的纳米复合材料，以纳米二氧化硅为内核，依次经过硅烷偶联剂的表面改性、丙烯酸甲酯的michael加成反应和3-二说明书甲氨基丙胺的酰胺化反应，即得到所述的纳米复合材料。制备方法：s1、纳米二氧化硅的制备；s2、纳米二氧化硅的表面改性；s3、改性纳米二氧化硅的michael加成反应；s4、步骤s3制备的甲酯基封端的纳米二氧化硅与3-二甲氨基丙胺进行酰胺化反应，分离，提纯，干燥。因纳米复合材料成本较高，制作工艺较为复杂，难以在现场大规模应用。
5、因现有封窜体系普遍无法再高温环境下实现稳定封堵，因此亟需开展研制一种耐高温高盐、封堵效果好、性质稳定、无毒和环境友好的封窜体系。
技术实现思路
1、为了解决上述的技术问题，本发明提供一种用于气窜封堵的非交联泡沫凝胶及其制备方法，该非交联泡沫凝胶由具有强缔合作用物理聚合物凝胶以及起泡剂组成，该体系泡沫凝胶更细腻、均一，液膜更厚，稳定性更强，利用该体系的贾敏效应实现与主裂缝沟通分支裂缝持久封堵。
2、为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于气窜封堵的非交联泡沫凝胶，包括以下组分：高分子聚合物、两性离子聚合物、增泡剂、疏水单体、生物增固剂和高温稳定剂。
3、进一步地，所述非交联泡沫凝胶由以下质量百分比的组分构成：0.2％～2％高分子聚合物，0.3％～1％两性离子聚合物，0.2％～0.8％增泡剂，0.5％～3％疏水单体，0.05％～0.2％生物增固剂，0.05％～2％高温稳定剂，其余为水。
4、进一步地，所述高分子聚合物为酪蛋白酸钠、聚丙烯酸钠、聚碳酸酯、疏水缔合聚合物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和n，n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)中的至少一种。
5、进一步地，所述高分子聚合物为酪蛋白酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和聚丙烯酸钠的混合物。
6、更进一步地，以所述高分子聚合物为100％计，酪蛋白酸钠的质量百分比为20-55％，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)的质量百分比为10-25％，聚丙烯酸钠的质量百分比为30-60％。
7、进一步地，所述两性离子聚合物为有磷酰胆碱(pc)、磺酸甜菜碱(sb)、羧酸甜菜碱、氮二异丁腈、溴丙酸、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的至少一种。
8、进一步地，所述两性离子聚合物为磷酰胆碱(pc)、磺酸甜菜碱(sb)和氮二异丁腈的混合物。
9、更进一步地，以所述两性离子聚合物为100％计，磷酰胆碱的质量百分比为25-40％，磺酸甜菜碱的质量百分比为20-25％，氮二异丁腈的质量百分比为35-50％。
10、进一步地，所述增泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、甜菜碱、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和醇醚羧酸盐中的至少一种。
11、进一步地，所述增泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、甜菜碱和十二烷基硫酸钠的混合物。
12、更进一步地，以所述增泡剂为100％计，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐的质量百分比为20-40％，甜菜碱的质量百分比为25-35％，十二烷基硫酸钠的质量百分比为30-50％。
13、进一步地，所述疏水单体为十八烷氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸酯、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
14、进一步地，所述疏水单体为十八烷氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸酯和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的混合物。
15、更进一步地，以所述疏水单体为100％计，十八烷氧基聚乙二醇的质量百分比为30-50％，甲基丙烯酸酯的质量百分比为10-20％，十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的质量百分比为30-60％。
16、进一步地，所述生物增固剂为腐殖酸钾、田菁粉、香叶粉和树皮粉中的至少一种。
17、进一步地，所述生物增固剂为腐殖酸钾、田菁粉和香叶粉的混合物。
18、更进一步地，以所述生物增固剂为100％计，腐殖酸钾的质量百分比为20-35％，田菁粉的质量百分比为10-25％，香叶粉的质量百分比为50-70％。
19、进一步地，所述高温稳定剂为辛烯基琥珀酸淀粉钠、2-甲基咪唑基-1-乙基脲、无水偏硼酸钾和氨基甲酸钠中的至少一种。
20、进一步地，所述高温稳定剂为辛烯基琥珀酸淀粉钠、2-甲基咪唑基-1-乙基脲和无水偏硼酸钾的混合物。
21、更进一步地，以所述高温稳定剂为100％计，2-甲基咪唑基-1-乙基脲的质量百分比为30-40％，辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量百分比为20-30％，无水偏硼酸钾的质量百分比为30-50％。
22、本发明第二方面，提供一种用于气窜封堵的非交联泡沫凝胶的制备方法，包括以下步骤：
23、1)将高分子聚合物粉末和两性离子聚合物粉末混匀后溶解于水中，得到聚合物基液；
24、2)将疏水单体加入所述聚合物基液中，搅拌均匀后得到聚合溶液；
25、3)将增泡剂加入所述聚合溶液中，搅拌，得到泡沫凝胶体系；
26、4)将热稳定剂溶解于水中，制得均匀稳定的分散液；
27、5)将步骤3)的泡沫凝胶体系、步骤4)的分散液混合后，加入生物增固剂，进行搅拌，发生聚合反应后得到非交联泡沫凝胶。
28、进一步地，所述步骤5)中，搅拌速度300-1000r/min，反应温度为30-120℃；搅拌时间为20-50min。
29、与现有技术相比，本发明的有益效果：
30、本发明通过筛选高分子聚合物、两性离子聚合物、增泡剂、疏水单体、生物增固剂和高温稳定剂等多种功能组分并进行配比优化，得到一种抗温耐盐、抗剪切性强、低毒环保的非交联泡沫凝胶，同时，本发明通过进一步优选高分子聚合物、两性离子聚合物、增泡剂、疏水单体、生物增固剂和高温稳定剂的具体组成，采用多种原料复配，如高分子聚合物为酪蛋白酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)和聚丙烯酸钠的混合物、两性离子聚合物为磷酰胆碱(pc)、磺酸甜菜碱(sb)和氮二异丁腈的混合物等，进一步提高了非交联泡沫凝胶的性能。该非交联泡沫凝胶具有体系泡沫更细腻、均一，液膜更厚，稳泡能力更强的特征。
31、本发明的非交联泡沫凝胶体系有成胶后强度较高、与气体适应性好、粘弹性好(>6pa)、深部运移封堵性强(封堵率98％以上)，黏度保留率高(>90％)等优势特征，对不同储层的基质无伤害，可以满足中高渗砂砾岩油藏的裂缝通道、优势通道和次级通道等不同通道的封堵需要。
1.一种用于气窜封堵的非交联泡沫凝胶，其特征在于，包括以下组分：高分子聚合物、两性离子聚合物、增泡剂、疏水单体、生物增固剂和高温稳定剂。
2.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述非交联泡沫凝胶由以下质量百分比的组分构成：0.2％～2％高分子聚合物，0.3％～1％两性离子聚合物，0.2％～0.8％增泡剂，0.5％～3％疏水单体，0.05％～0.2％生物增固剂，0.05％～2％高温稳定剂，其余为水。
3.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述高分子聚合物为酪蛋白酸钠、聚丙烯酸钠、聚碳酸酯、疏水缔合聚合物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和n，n-二甲基丙烯酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述高分子聚合物为酪蛋白酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚丙烯酸钠的混合物。
5.根据权利要求4所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述高分子聚合物为100％计，酪蛋白酸钠的质量百分比为20-55％，疏水缔合聚合物的质量百分比为10-25％，聚丙烯酸钠的质量百分比为30-60％。
6.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述两性离子聚合物为有磷酰胆碱、磺酸甜菜碱、羧酸甜菜碱、氮二异丁腈、溴丙酸、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述两性离子聚合物为磷酰胆碱、磺酸甜菜碱和氮二异丁腈的混合物。
8.根据权利要求7所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述两性离子聚合物为100％计，磷酰胆碱的质量百分比为25-40％，磺酸甜菜碱的质量百分比为20-25％，氮二异丁腈的质量百分比为35-50％。
9.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述增泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、甜菜碱、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和醇醚羧酸盐中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述增泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、甜菜碱和十二烷基硫酸钠的混合物。
11.根据权利要求10所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述增泡剂为100％计，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐的质量百分比为20-40％，甜菜碱的质量百分比为25-35％，十二烷基硫酸钠的质量百分比为30-50％。
12.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述疏水单体为十八烷氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸酯、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述疏水单体为十八烷氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸酯和十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的混合物。
14.根据权利要求13所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述疏水单体为100％计，十八烷氧基聚乙二醇的质量百分比为30-50％，甲基丙烯酸酯的质量百分比为10-20％，十八烷基二甲基烯丙基氯化铵的质量百分比为30-60％。
15.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述生物增固剂为腐殖酸钾、田菁粉、香叶粉和树皮粉中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述生物增固剂为腐殖酸钾、田菁粉和香叶粉的混合物。
17.根据权利要求16所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述生物增固剂为100％计，腐殖酸钾的质量百分比为20-35％，田菁粉的质量百分比为10-25％，香叶粉的质量百分比为50-70％。
18.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述高温稳定剂为辛烯基琥珀酸淀粉钠、2-甲基咪唑基-1-乙基脲、无水偏硼酸钾和氨基甲酸钠中的至少一种。
19.根据权利要求1所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，所述高温稳定剂为辛烯基琥珀酸淀粉钠、2-甲基咪唑基-1-乙基脲和无水偏硼酸钾的混合物。
20.根据权利要求19所述的非交联泡沫凝胶，其特征在于，以所述高温稳定剂为100％计，2-甲基咪唑基-1-乙基脲的质量百分比为30-40％，辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量百分比为20-30％，无水偏硼酸钾的质量百分比为30-50％。
21.如权利要求1-20任一项所述的用于气窜封堵的非交联泡沫凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
22.根据权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，搅拌速度300-1000r/min，反应温度为30-120℃；搅拌时间为20-50min。
