本发明涉及一种耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂及制备方法，属石油化工技术领域。
背景技术：
随着油气田开发技术的发展，国内外油气田越来越重视油气藏储层的保护，因而在油气田开发过程中，不压井作业技术被广泛应用。目前，国内外不压井作业主要通过在井口安装不压井作业装置实现，但这种机械装置价格昂贵，操作复杂，且由于机械装置本身特性安全性能无法保障。2007年吐哈油田首次提出了冻胶阀技术，并成功的应用到了欠平衡完井作业，实现了全过程氮气欠平衡完井。冻胶阀技术是通过向井下注入一段冻胶溶液，在井筒温度和压力下形成一段具有一定强度的冻胶段塞，以封隔井筒油气，并与下入管柱形成动态密封，使得后续的施工作业能顺利进行。
冻胶阀技术具有操作简单，安全性好，成本低等优点，其技术核心为起封隔作用的冻胶材料。根据冻胶阀技术的要求，冻胶材料需具备以下几个性能：（1）具有一定的耐压性和良好的静态和动态密封性；（2）具有可穿透性，各种管柱和工具能顺利穿透冻胶段塞；（3）保证作业期间在井筒温度和压力下稳定成胶；（4）作业结束后，冻胶可破胶返排至地面。
经过近10年的发展，已有多种冻胶材料被开发出来并进行了现场试验，但在成胶时间控制、耐温性、破胶性等方面存在一些问题。因而，开发一种成胶时间可控、能破胶返排的耐高温高强度冻胶材料对冻胶阀技术的推广应用具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种成胶时间可控、且能破胶返排，用于高温条件下不压井作业的耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂及制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂，其特征在于：它是由下述质量百分比的原料制成的：
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%；纳米颗粒：0.2-1%；余量为水。
所述的聚合物为高分子量聚丙烯酰胺，分子量为1500-1600万，水解度20%；
所述的交联剂为低分子量聚乙烯亚胺，分子量为50000。
所述的缓凝剂为草酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、乙酸钠中的一种。
所述ph调节剂为质量分数5%的氢氧化钠溶液或质量分数5%的盐酸溶液。
所述的纳米颗粒为锂皂石纳米颗粒，粒径为1-10nm。
上述耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂的制备方法如下：
1）、在水中加入聚合物并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物溶液，备用；或在水中加入聚合物和缓凝剂并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物缓凝溶解，备用；
2）、将交联剂加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液，备用；
3）、然后将交联剂溶液、ph调节剂、纳米颗粒加入至聚合物溶液或聚合缓凝溶解中，搅拌均匀后在130℃恒温条件下反应12h，得，高温高强度复合交联冻胶封隔剂。
本发明的成胶时间在30-120min可控；
本发明的有益效果：
（1）采用低毒性的低分子量聚乙烯亚胺作化学交联剂，采用锂皂石纳米颗粒作物理交联剂，在高温下与聚丙烯酰胺进行复合交联，形成适用于冻胶阀技术的耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂。
（2）传统聚丙烯酰胺与聚乙烯亚胺的交联速度过快，限制了该体系冻胶的现场应用。本发明采用有机酸盐作交联剂，能在高温下有效的延长该冻胶体系的交联时间，保证冻胶溶液到达目标区域后形成冻胶段塞。
（3）模拟井筒环境采用氮气加压测得冻胶材料的密封抗压强度为0.012-0.015mpa/m，冻胶密封性良好没有气窜现象。
（4）本发明提供的冻胶封隔剂可在120-150℃下稳定成胶15天以上，耐矿化度为15×104mg/l，其中ca2+、mg2+为5000mg/l，且加入质量分数8-12%的盐酸溶液，该冻胶封隔剂可在12-48h内破胶成粘度为15-20cp的液体，满足冻胶阀技术对冻胶材料的要求。
具体实施方法
下面结合实例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明。除特别说明外，实施例子中所有百分比均为质量百分比，各实例中的化学品均为工业品。
实施例1：
在500g水中加入聚丙烯酰胺3.5g并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物溶液，将聚乙烯亚胺加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液；将交联剂溶液10g、锂皂石2.5g加入至聚合物溶液搅拌至混合均匀后，使用质量分数5%的氢氧化钠溶液调节其ph值至10；然后倒入老化罐中置于130℃恒温条件下反应12h，即得本发明的高温高强度复合交联冻胶封隔剂。该冻胶封隔剂130℃下成胶时间为32min，130℃下稳定成胶15天以上，加入10%盐酸溶液破胶时间24h，密封抗压强度0.015mpa/m。
实施例2：
在水中加入聚丙烯酰胺2.5g和柠檬酸钠2.5g并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物缓凝溶解，将聚乙烯亚胺加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液，将聚乙烯亚胺溶液10g、锂皂石2.5g加入至聚合物缓凝溶解搅拌至混合均匀后，使用5%的盐酸溶液调节其ph值至8后，倒入老化罐中置于130℃恒温条件下反应12h，即得本发明的高温高强度复合交联冻胶封隔剂。该冻胶封隔剂在130℃下成胶时间为60min，130℃下稳定成胶15天以上，加入8%盐酸溶液破胶时间15h，密封抗压强度0.012mpa/m。
实施例3：
在水中加入聚丙烯酰胺2.5g和草酸钠2.5g并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物缓凝溶解，将聚乙烯亚胺加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液；将聚乙烯亚胺溶液15g、锂皂石2.5g加入至聚合物缓凝溶液搅拌至混合均匀后，使用5%的盐酸溶液调节其ph值至7，然后倒入老化罐中置于130℃恒温条件下反应12h，即得本发明的高温高强度复合交联冻胶封隔剂。该冻胶封隔剂在130℃下成胶时间为55min，130℃下稳定成胶15天以上，加入8%盐酸溶液破胶时间20h，密封抗压强度0.015mpa/m。
实施例4：
在水中加入聚丙烯酰胺3.5g和葡萄糖酸钠5.0g并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物缓凝溶解，将聚乙烯亚胺加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液；将聚乙烯亚胺溶液10g、锂皂石2.5g加入至聚合物缓凝溶液搅拌至混合均匀后，使用5%的盐酸溶液调节其ph值至7，然后倒入老化罐中置于130℃恒温条件下反应12h，即得本发明的高温高强度复合交联冻胶封隔剂。该冻胶封隔剂在130℃下成胶时间为72min，130℃下稳定成胶15天以上，加入8%盐酸溶液破胶时间18h，密封抗压强度0.015mpa/m。
实施例5：
在水中加入聚丙烯酰胺4.5g和乙酸钠2.5g并搅拌溶解，静置老化24h，制备成聚合物缓凝溶解，将聚乙烯亚胺加入水中并搅拌制备为质量分数为5%的交联剂溶液；将聚乙烯亚胺溶液10g、锂皂石2.5g加入至聚合物缓凝溶液搅拌至混合均匀后，使用5%的氢氧化钠溶液调节其ph值至11，然后倒入老化罐中置于130℃恒温条件下反应12h，即得本发明的高温高强度复合交联冻胶封隔剂。该冻胶封隔剂在130℃下成胶时间为45min，130℃下稳定成胶15天以上，加入10%盐酸溶液破胶时间20h，密封抗压强度0.015mpa/m。
本发明提供的冻胶在高温下具有良好的密封抗压性能，可有效的封隔井筒油气压力，防止气窜，有利于保障后续施工作业的顺利进行。