張志榮，孫靈輝，陳燦燦，李博文，馮春，孫東盟

(1.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 工程科學(xué)學(xué)院，北京 100049；2.中國(guó)科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所，河北 廊坊 065007；3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

超分子材料指在動(dòng)態(tài)可逆的非共價(jià)作用力(氫鍵、主-客體作用、π-π堆積等)驅(qū)動(dòng)下形成高度有序的功能自組裝材料，同時(shí)在一定條件下超分子結(jié)構(gòu)能夠發(fā)生解組裝[1-2]。引入非共價(jià)作用力能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)和功能進(jìn)行調(diào)控，賦予材料刺激響應(yīng)性以及自愈特性等優(yōu)異性能[2]。目前超分子材料在生命科學(xué)[3]、制藥工程[4]、能源科學(xué)[5]、化學(xué)催化等[6]領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在油田化學(xué)工程發(fā)展中，超分子化學(xué)與油田化學(xué)交叉融合、相互結(jié)合成為一門(mén)全新學(xué)科，有效推動(dòng)了油田化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。超分子材料在油氣開(kāi)采方面的研究主要包括超分子聚合物、超分子表面活性劑、超分子納米復(fù)合材料等諸多不同形式的超分子材料[7-8]。目前超分子材料在油田化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在鉆井施工、壓裂增產(chǎn)、提高采收率、調(diào)剖與油田廢水處理等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

1 超分子材料在鉆井施工中的應(yīng)用

鉆井液的主要功能包括從井底移除巖屑、冷卻/潤(rùn)滑鉆頭、平衡地層壓力以防止井噴、形成低滲泥餅穩(wěn)定井壁[9]，隨著鉆探開(kāi)發(fā)區(qū)域不斷拓寬，復(fù)雜的地層條件對(duì)鉆井工作液的流變性能、攜砂能力、抗溫耐鹽等性能提出更加高的要求。超分子自組裝理論為鉆井液新技術(shù)提供了新的研究思路和技術(shù)方法，基于超分子化學(xué)理論研發(fā)的高性能鉆井液擁有攜砂能力強(qiáng)、濾失量低、抗溫耐鹽、剪切自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。

流變性是鉆井液的關(guān)鍵特性，直接影響鉆井液的攜砂能力。張領(lǐng)宇等[10]將陰離子單體(AMPS)、陽(yáng)離子單體(DMDAAC)與丙烯酰胺共聚制備了超分子增黏提切劑-ZJA，由于酰胺基間的氫鍵與陰、陽(yáng)離子間的離子鍵協(xié)同作用，觀察到了具有超分子結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)絡(luò)，表觀黏度與動(dòng)塑比提高了3～4倍，在共聚物與基漿作用后黏度和切力大幅度增強(qiáng)。

張縣民等[11]在兩性離子聚合物基礎(chǔ)上引入疏水單體S合成了一種超分子增黏提切劑(CZN)，在TEM下觀察到了該四元共聚物的支鏈形成了較強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到一定濃度后表觀黏度和動(dòng)塑比遠(yuǎn)超同濃度的聚丙烯酰胺溶液，同時(shí)CNZ具有較好的剪切稀釋性。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中，以CNZ為增黏提切劑的鉆井液性能穩(wěn)定、能較好的攜帶煤屑。

此外，過(guò)濾性能也是鉆井液的重要性能，高性能鉆井液要求濾失量低，濾餅薄而致密，蔣官澄等[12]通過(guò)自由基聚合得到了“AMPS/AM/NVP”抗高溫超分子降濾失劑，通過(guò)性能測(cè)試，這種超分子降濾失劑在高達(dá)180 ℃工作環(huán)境下防濾失性能優(yōu)于常用降濾失劑(PAC-LV)。同時(shí)在分析透射電鏡圖像后，觀察到的伸展分子鏈與有序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由多種作用非共價(jià)作用形成。上述研究表明在非共價(jià)作用力驅(qū)動(dòng)下合成的超分子聚合物能夠形成排列有序的空間結(jié)構(gòu)。

隨著鉆井深度增加，井下條件復(fù)雜性提高，常規(guī)鉆井液體系面臨剪切稀釋性不理想、濾失量高、高速剪切下黏度被破壞等[13]問(wèn)題。基于非共價(jià)作用力的可逆性，超分子鉆井液體系在高速剪切后三維網(wǎng)絡(luò)被破壞，在流經(jīng)低剪切速率的空間時(shí)超分子單元重新發(fā)生自組裝，重構(gòu)超分子三維網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井液在黏度上的剪切自適應(yīng)性能。蔣官澄等[14]以自制超分子提切劑與超分子防濾失劑為核心研發(fā)了具有良好剪切恢復(fù)特性的超分子鉆井液體系。該體系的極限高剪切速率黏度與卡森動(dòng)切力處于理想范圍(∞=5.88 mPa·s，τc=0.51 Pa)，擁有較好的懸浮性能；當(dāng)膨潤(rùn)土漿：超分子降濾失劑：超分子提切劑：封堵劑：NaCl=1∶1.15∶1∶1.5∶15時(shí)，超分子鉆井液具有較好的“自組裝”能力，在高應(yīng)變后彈性模量能夠訊速恢復(fù)并趨于穩(wěn)定。蔣官澄課題組[15]還通過(guò)黃原膠-環(huán)糊精-表面活性劑(XG-β-CD-S)自組裝體系將氫鍵、主客體作用、疏水相互作用力引入到鉆井液體系，實(shí)現(xiàn)了“鹽響應(yīng)”與“熱響應(yīng)”，其中自組裝體系0.4%XG+1.8%S+1.8%β-CD動(dòng)切力、動(dòng)塑比合理，流變性、濾失性良好，能夠適應(yīng)高達(dá)150 ℃的工作環(huán)境。然而黃原膠在高溫下氧化降解是難以避免的，自組裝體系抗溫性能提升有限。

總的來(lái)說(shuō)，引入非共價(jià)作用力的超分子鉆井液體系擁有優(yōu)異的流變性、泥餅造壁性、攜砂能力等性能，同時(shí)能夠適應(yīng)高溫高鹽環(huán)境、對(duì)環(huán)境友好、儲(chǔ)層保護(hù)性強(qiáng)。這些研究成果說(shuō)明了超分子材料在鉆井工程中應(yīng)用前景廣闊。目前我國(guó)非常重視深部?jī)?chǔ)層的開(kāi)發(fā)，研制出適應(yīng)苛刻工作環(huán)境的鉆井液、明確超分子作用力在地層環(huán)境中的反應(yīng)機(jī)理、降低超分子處理劑的成本等都是現(xiàn)在亟待解決的問(wèn)題。

2 超分子材料在壓裂液領(lǐng)域中的應(yīng)用

水力壓裂是開(kāi)發(fā)低滲透(10～50 mD)、特低滲透(1～10 mD)油藏的有效增產(chǎn)措施，壓裂液的特性對(duì)壓裂增產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。為了進(jìn)一步適應(yīng)非常規(guī)油氣資源特殊的開(kāi)發(fā)條件，須開(kāi)發(fā)更有效的壓裂液來(lái)滿足壓裂的需要。羅亞平等[16]綜合了“結(jié)構(gòu)溶液流變學(xué)”與“超分子化學(xué)”理論，較早提出通過(guò)非共價(jià)作用來(lái)形成可逆結(jié)構(gòu)溶液來(lái)滿足儲(chǔ)層對(duì)新型壓裂液的特殊要求。向壓裂液體系中引入非共價(jià)作用力，通過(guò)分子之間的物理交聯(lián)、聚合物與膠束自組裝形成超支化復(fù)合結(jié)構(gòu)、引入刺激響應(yīng)基團(tuán)等方式來(lái)改善壓裂液的流變性、耐溫抗剪切性，同時(shí)賦予超分子壓裂液體系剪切恢復(fù)性、pH響應(yīng)性等刺激響應(yīng)性能，有望解決常規(guī)壓裂液濾失嚴(yán)重、污染儲(chǔ)層、不易返排等問(wèn)題[17]。

超分子體系在不添加化學(xué)交聯(lián)劑的情況下，通過(guò)在分子尺度上調(diào)節(jié)材料的微觀結(jié)構(gòu)(如基團(tuán)種類、鏈型結(jié)構(gòu)、鍵接方式和基團(tuán)分布)這一可控因素使壓裂液表現(xiàn)出高應(yīng)用性能。蒲陽(yáng)峰等[18]采用膠束共聚法將疏水單體、親水陰、陽(yáng)離子單體進(jìn)行四元共聚，開(kāi)發(fā)出一種超分子活性聚合物清潔壓裂液體系，疏水作用力與氫鍵協(xié)同形成了超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予了體系較高粘彈性、耐溫且易返排、同時(shí)對(duì)儲(chǔ)層傷害較低。Ying-Xian Ma等[19]通過(guò)氫鍵使聚丙烯酰胺與羧甲基羥丙基瓜爾膠進(jìn)行物理交聯(lián)，研發(fā)了一種具有雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合壓裂液體系(PAM/CMHPG)。在體系保持足夠粘度的情況下，由于氫鍵賦予的自愈特性使體系在高速剪切后能夠恢復(fù)流變性能。

在過(guò)去十年中，具有特殊結(jié)構(gòu)的更復(fù)雜的自組裝體系引起了人們極大的研究興趣。祝琦等[20]通過(guò)流變實(shí)驗(yàn)對(duì)締合壓裂液體系粘度剪切“回復(fù)”的機(jī)理，聚合物鏈與膠束相互作用、超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成因進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)表面活性劑與疏水締合聚合物存在協(xié)同作用，表面活性劑形成的球狀或蠕蟲(chóng)狀膠束可作為物理交聯(lián)劑增強(qiáng)聚合物的疏水締合強(qiáng)度，形成超支化復(fù)合結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了聚合物壓裂液的粘彈性與攜砂性。

Wan-fen Pu等[21]在合成β-環(huán)糊精功能化疏水締合聚合物(HMPAM)的基礎(chǔ)上引入粘彈性表面活性劑(VES)，兩者組成的新型壓裂液(NAF)具有良好的耐溫性、抗剪切性和攜砂能力。Jiang Yang等[22]研究了蠕蟲(chóng)膠束與締合聚合物的復(fù)合壓裂液體系，肯定了兩者存在協(xié)同作用，超分子復(fù)合壓裂液擁有更低的壓差、更高的粘彈性和耐溫性，與瓜爾膠相比幾乎不傷害地層。

綜上，超分子壓裂液體系具有比高分子聚合物更加牢固、緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠改善壓裂液體系的流變性和懸砂性。然而對(duì)締合聚合物與表面活性劑形成的超分子復(fù)合壓裂液體系而言，由于聚合物本體黏度的影響，有時(shí)仍需添加額外破膠劑。從自適應(yīng)化學(xué)的角度出發(fā)，有研究者通過(guò)引入刺激響應(yīng)基團(tuán)，控制環(huán)境因素來(lái)調(diào)控壓裂液體系的黏度，有望在不添加化學(xué)試劑的情況下實(shí)現(xiàn)破膠。

3 超分子材料在提高采收率領(lǐng)域中的應(yīng)用

提高采收率技術(shù)主要是通過(guò)擴(kuò)大波及系數(shù)和提高驅(qū)油效率以獲得更多的油氣資源，由于聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)效果突出，受到廣泛研究與應(yīng)用。然而隨著開(kāi)采程度的加深，儲(chǔ)層復(fù)雜性提高，油藏環(huán)境愈發(fā)苛刻，傳統(tǒng)聚合物驅(qū)面臨著增粘能力弱、高溫高礦化度下易降解、低滲油藏難注入等難題。以“超分子化學(xué)”、“自適應(yīng)化學(xué)”理論為基石的超分子材料得到了油田工作者的重視。通過(guò)向驅(qū)油體系中引入靜電相互作用、主客體作用、氫鍵等非共價(jià)作用，在油藏環(huán)境愈發(fā)苛刻條件下有望改善驅(qū)油劑的流變性能，大幅度提高驅(qū)油效率。

Changjun Zou等[23]將丙烯酰胺、改性環(huán)糊精分別與陰離子單體和陽(yáng)離子單體共聚，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了靜電相互作用的引入對(duì)聚合物提高采收率的影響。Chen I C等[24]以靜電相互作用為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)氨基酰胺與馬來(lái)酸之間的小分子自組裝形成蠕蟲(chóng)狀膠束，實(shí)現(xiàn)了具有pH循環(huán)響應(yīng)性的高粘度流體，提出通過(guò)調(diào)控pH控制黏度解決注入性問(wèn)題。

主客體超分子驅(qū)油體系近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于提高采收率領(lǐng)域[25]，Bing Wei等[26]報(bào)道了一種新型自組裝聚合物(SAP)體系，通過(guò)聚合物鏈上的疏水基團(tuán)與β-CD的主客體效應(yīng)，新的SAP系統(tǒng)建立了牢固致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Changjun Zou等[27]將丙烯酰胺、改性環(huán)糊精與疏水單體共聚研發(fā)了一種新型聚合物(AM-co-A-b-CD-co-AE)，由于β-CD與該疏水單體間的“互鎖效應(yīng)”對(duì)溫度和金屬陽(yáng)離子不敏感，該聚合物具有更好的耐溫抗鹽性，在高溫高礦化油田有潛在應(yīng)用前景。

此外，以氫鍵為主構(gòu)建超分子體系也逐漸被應(yīng)用于三次采油，Tianhong Zhao等[28]采用葡萄糖合成了可聚合單體Gf(N,N-二甲氨基乙基葡萄糖苷)，再與丙烯酰胺聚合后得到了一種對(duì)環(huán)境友好的驅(qū)油聚合物，在礦化度200 g/L的苛刻環(huán)境下，該體系依然能保持較高黏度。這些優(yōu)異的性能歸因于分子間氫鍵的形成、金屬陽(yáng)離子與葡萄糖苷單元的絡(luò)合作用。然而以氫鍵為主要驅(qū)動(dòng)力的超分子材料要真正應(yīng)用在提高采收率領(lǐng)域還有很長(zhǎng)的發(fā)展歷程，由于氫鍵在極性水環(huán)境下強(qiáng)度被大大減弱，需要其他包括疏水作用力、絡(luò)合作用等協(xié)同氫鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)材料可靠的超分子結(jié)構(gòu)[29-31]，這增加了分子設(shè)計(jì)、單體合成、聚合等方面的難度。

超分子材料是提高采收率領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，超分子聚合物、超分子材料與表面活性劑協(xié)同、超分子納米復(fù)合材料等不同驅(qū)油體系已經(jīng)取得了不小的進(jìn)展。目前超分子驅(qū)油體系還處于室內(nèi)研究階段，在油藏中“超分子-原油-巖石”部分作用機(jī)制也尚未明確。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了超分子材料現(xiàn)場(chǎng)化應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)后，對(duì)油氣田中后期開(kāi)發(fā)有重要意義。

4 超分子材料在注氣調(diào)剖中的應(yīng)用

低滲透油藏面臨注水困難、注采比高、壓力傳遞緩慢、地層能量不足等問(wèn)題，注氣開(kāi)發(fā)可有效解決注入性難題，然而由于天然/人工裂縫的發(fā)育，儲(chǔ)層宏觀與微觀非均質(zhì)性強(qiáng)[32]，導(dǎo)致低滲透油藏CO2驅(qū)油過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的氣竄現(xiàn)象，波及效率有所降低。近年來(lái)，超分子材料在控制CO2遷移率方面得到應(yīng)用，在補(bǔ)充地層能量時(shí)起到了較好的效果，推動(dòng)了注氣調(diào)剖材料的發(fā)展。

超分子材料在堵水調(diào)剖領(lǐng)域已被廣泛研究。Guoqiang Gao等[33]研究一種低分子量酚醛樹(shù)脂形成的超分子聚集體，這種以氫鍵為驅(qū)動(dòng)力的復(fù)合聚集體能充分封堵1.2 μm的核孔膜，并且該調(diào)剖體系的微觀結(jié)構(gòu)在多孔介質(zhì)中存在動(dòng)態(tài)變化，能夠?qū)崿F(xiàn)“封堵-傳播-再封堵”。Yongqing Bai等[34]將FT超分子網(wǎng)絡(luò)、聚丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)、聚丙烯酸鈉網(wǎng)絡(luò)相互交聯(lián)，得到了具有自潤(rùn)滑功能的高強(qiáng)度凝膠，具有較好的深度調(diào)剖能力。

注氣調(diào)剖中科研工作者聚焦于CO2響應(yīng)性的研究。CO2自響應(yīng)材料在CO2驅(qū)中適用性較高，有良好的研究前景。在滿足調(diào)剖能力的同時(shí)，通過(guò)引入CO2響應(yīng)官能團(tuán)(如脒、胺和胍等堿性基團(tuán))能夠?qū)崿F(xiàn)材料的CO2響應(yīng)性能。

Yan Zhang等[35]利用不同表面活性劑自組裝形成蠕蟲(chóng)狀膠束，來(lái)生成塊狀凝膠封堵底層，提高注采壓差，并且篩選了5種具有CO2響應(yīng)官能團(tuán)的化學(xué)物質(zhì)，對(duì)最佳體系(DOAPA/SPTS)進(jìn)行優(yōu)化，封堵效率可達(dá)99.2%，提高采收率20%。Xinjie Luo等[36]開(kāi)發(fā)了一種三嵌段共聚物，并將其加入水段塞中，以控制氣竄并強(qiáng)化WAG提高采收率，研究發(fā)現(xiàn)這種共聚物同時(shí)具有熱增稠和CO2凝膠化雙響應(yīng)機(jī)制，在WAG驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中，可以有效補(bǔ)充地層能量，總采收率提高約22%。盡管上述兩種體系組成分別為表面活性劑和聚合物，但實(shí)現(xiàn)CO2響應(yīng)性的基本原理都是在CO2弱酸性環(huán)境下將響應(yīng)基團(tuán)質(zhì)子化，在不同非共價(jià)驅(qū)動(dòng)力下發(fā)生自組裝形成超分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以增加體系的粘彈性或使其凝膠化，從而封堵高滲儲(chǔ)層，擴(kuò)大CO2波及體積。

超分子材料可以憑借自組裝和自響應(yīng)性，有望在非均質(zhì)油藏中適應(yīng)不同滲透率，達(dá)到逐級(jí)調(diào)剖的作用，彌補(bǔ)現(xiàn)有材料的不足，然而現(xiàn)場(chǎng)使用還未見(jiàn)報(bào)道。此外，通過(guò)將堿性基團(tuán)質(zhì)子化使分子發(fā)生自組裝來(lái)調(diào)控自響應(yīng)性能，這類CO2響應(yīng)體系本質(zhì)上是pH響應(yīng)[37]，可能會(huì)受到地層pH變化的干擾影響調(diào)剖效果。若能研究新型CO2響應(yīng)性超分子體系，CO2作為唯一環(huán)境刺激信號(hào)，有利于超分子材料在油田調(diào)剖的進(jìn)一步應(yīng)用。例如，通過(guò)受挫路易斯對(duì)(FLP)構(gòu)建CO2響應(yīng)智能軟材料[37-38]。

5 超分子材料在其他方面的應(yīng)用

超分子材料在環(huán)保型緩蝕劑、油田廢水處理、粘土穩(wěn)定劑等其他方面也取得了研究進(jìn)展。

油氣田開(kāi)發(fā)和石油開(kāi)采推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也造成了眾多的環(huán)境污染問(wèn)題。隨著油田污水處理難度的增加，許多油田工作者開(kāi)始聚焦于超分子材料處理油田廢水的研究。Kingshuk Basu等[39]設(shè)計(jì)了一種低分子量多肽基凝膠分子，可選擇性的從油水混合物中分離汽油、柴油等多種有機(jī)溶劑。分子結(jié)構(gòu)表明研究者引入了π-π相互作用、氫鍵、疏水相互作用力，多種非共價(jià)作用的存在賦予了新型功能凝膠劑處理含有復(fù)雜成分的油田廢水的能力。

油田開(kāi)采過(guò)程中，產(chǎn)生的廢水酸化對(duì)管道和施工設(shè)備有很強(qiáng)的腐蝕性，使鋼材脆性變大，威脅油田開(kāi)發(fā)的安全。同時(shí)鋼材腐蝕產(chǎn)生的金屬陽(yáng)離子在一定情況下會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成破壞。因此通常在酸性溶液中加入緩蝕劑防止金屬設(shè)備的酸性腐蝕，超分子緩蝕劑具有成為新一代對(duì)環(huán)境友好緩蝕劑的潛力。近年來(lái)，基于β-環(huán)糊精的主客體體系是目前的研究熱點(diǎn)。Fan等[40-41]制備了一種由β-環(huán)糊精和十八胺(ODA)組成的主客體超分子，當(dāng)環(huán)糊精內(nèi)腔釋放客體分子后，ODA分子在鋼材表面吸附形成疏水層。Liu等[42]研究了一種β-環(huán)糊精改性殼聚糖的緩蝕性能，研究表明，這種混合緩蝕劑緩蝕效率隨濃度增加而增加，在鹽酸溶液中最大緩蝕效率高達(dá)96.02%。

6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例

為了應(yīng)對(duì)油基鉆井液用提切劑提切、助懸浮性能弱、非極性環(huán)境無(wú)法有效使溶劑凝膠化的問(wèn)題，蔣官澄等[43]以氫鍵、親疏水作用力為驅(qū)動(dòng)力，依靠小分子間自組裝形成超分子多級(jí)結(jié)構(gòu)，研發(fā)了一種新型高密度無(wú)黏土油基鉆井液體系，在超分子提切劑加量只有0.6%情況下將動(dòng)塑比提高到0.63 Pa/(mPa·s)，懸浮性能強(qiáng)而穩(wěn)定，同時(shí)可與有機(jī)黏土協(xié)同作用。在威204H5-6井強(qiáng)造斜段與水平段的應(yīng)用結(jié)果表明，新型鉆井液性能穩(wěn)定良好且鉆井周期短，現(xiàn)場(chǎng)未出現(xiàn)沉降問(wèn)題和井下復(fù)雜情況。為了解決低滲油藏中常規(guī)胍膠壓裂液返排不徹底、傷害儲(chǔ)層。

賈帥等[44]利用疏水聚合物與蠕蟲(chóng)膠束的協(xié)同增效性研發(fā)了一種新型超分子清潔壓裂液，應(yīng)用到蘇東38-64C4井，返排率超過(guò)80%，節(jié)約成本20%以上，該超分子壓裂液在長(zhǎng)慶油田現(xiàn)場(chǎng)4口井均取得了較好效果，有望大規(guī)模實(shí)現(xiàn)“降本增效”。

為了克服傳統(tǒng)堵漏材料在低壓油藏修井中的缺點(diǎn)，Zhang等[45]通過(guò)非共價(jià)作用使聚己二烯酰胺(PPDA)與聚二乙基二烯丙基氯化銨(PDAC)相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)，在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)低粘度流體和高強(qiáng)度凝膠之間自由轉(zhuǎn)換。該超分子堵漏劑應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)后，4口泵檢查井均解決了漏失問(wèn)題，檢查完泵后在工作溫度變化后凝膠自動(dòng)破膠，儲(chǔ)層保護(hù)效果良好，同時(shí)最大日出油量提高了2.95 t。

7 總結(jié)與展望

(1)復(fù)雜多變的油藏環(huán)境與油田施工現(xiàn)場(chǎng)使常規(guī)共價(jià)材料面臨巨大挑戰(zhàn)，超分子化學(xué)的引入為油氣田開(kāi)發(fā)各環(huán)節(jié)提供了新的研究思路，是目前開(kāi)發(fā)各種復(fù)雜儲(chǔ)層的有力技術(shù)支撐。但現(xiàn)階段超分子材料還未在油田現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)模使用，提高采收率、調(diào)剖等研究領(lǐng)域仍處于室內(nèi)研究階段。

(2)為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，理想的超分子材料應(yīng)該具有簡(jiǎn)單的合成方法、分子結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)、在油田能被廣泛應(yīng)用，在油田化學(xué)領(lǐng)域仍需對(duì)超分子理論進(jìn)行深入探索。

(3)未來(lái)超分子材料在油氣田開(kāi)發(fā)中的發(fā)展可聚焦于“自適應(yīng)性能、環(huán)保、低成本”，在使用廉價(jià)原料合成自適應(yīng)材料的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)層的保護(hù)，降低對(duì)環(huán)境的危害。