[發明專利]一種微米級共聚物微球及制備方法

無效

• 申請號: 201310340097.6
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN104341548A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 柯揚船;胡祥龍;徐井水
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/58;C08F212/36;C08F222/14;C08F222/38;C08F2/20;C09K8/42
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技術領域

本發明涉及一種高分子共聚物微球，尤其涉及一種微米級共聚物微球及制備方法，所述的微米級共聚物微球用作為油田開采調堵劑或封堵劑。

背景技術

目前，大部分油氣藏呈非均質性特征，且進入高含水或特高含水開發階段。這類非均質油氣藏相比于均質油氣藏，表現出油氣資源利用率低、開發效益低的特點。在注水開采這類非均質油氣藏過程中，油氣層間的深部竄流和層內深部繞流現象嚴重，造成注入水沿高滲帶或優勢通道突進，產生無效循環。在中低滲透油氣層注水開采中，注水波及不到的部位受效很低，致使油氣采收率很低。近年來，發展的聚合物微球技術是一種新型深部油氣層的調堵技術，該技術設計原理是針對油氣藏巖石孔喉的尺度特征，合成與之相匹配的聚合物微球，這些微球在油氣層孔喉中產生運移、封堵、變形及再運移封堵效應，直至在地層深處逐級封堵水竄優勢通道，實現油氣層深部孔道的調堵效果，從而提高水驅油的采收率。

實際上，現有技術中的聚合物微球，也用于鉆井、完井工程的封堵或堵水作業的封堵劑。現有技術的丙烯酰胺類共聚物引進新型抗溫抗鹽性單體共聚或交聯，提供多種聚合物微球調堵劑。但是，這些現有技術所合成的聚合物微球在地層水、油藏溫度、壓力、礦化度等多重因素作用下，易產生降解、絮凝沉淀、失效等問題，使其調堵效果不顯著，這主要源于共聚單體的有效性及其共聚反應特性。

現有技術中，針對不同類型油藏特點和不同開發階段的封堵或堵水技術要求，已研制出系列堵水材料。將現有技術中的堵水材料分類為：(1)水泥類堵劑，如油基水泥、水基水泥、活化水泥和微細水泥等；(2)無機鹽沉淀類堵劑，以水玻璃為主；(3)聚合物凍膠類堵劑，主要包括合成聚合物、天然改性聚合物、生物聚合物等；(4)顆粒類堵劑，包括鈉基膨潤土、果殼、青石粉、石灰乳、輕度交聯的聚丙烯酰胺顆粒、聚乙烯醇顆粒等；(5)改變巖石潤濕性的堵劑，主要包括陽離子聚丙烯酰胺堵水劑、有機硅類堵水劑、活性稠化油、氰凝等。

現有技術(王艷麗，譚德新，張明旭，張彬.無皂乳液制備小微球聚合型P(AMPS-MMA)微球，高分子材料科學與工程，2010，26(4)：149-152.)，采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)作為功能單體與甲基丙烯酸甲酯(MMA)進行無皂乳液共聚，得到了小微球集合型P(AMPS-co-MMA)微球，平均粒徑大約為20μm，呈單分散性，每個微球都由更小的微球聚合而成，小微球的粒徑約為0.1μm，但該體系由于沒有加交聯劑導致合成出的微球球形度不好，且聚合率低。

現有調堵或封堵工藝技術，存在的問題可歸結為：(1)無機物體系具有較高的強度，能封堵高滲透帶，但易堵死油氣流動通道、封堵段處于淺層、封堵段難移動或不移動，這都很不利于油氣層深部及后續調堵工藝實施；(2)有機物體系堵而不死、可移動、能實現深部調堵，但封堵強度低、封堵有效期短；(3)聚丙烯酰胺為主的交聯體系，成膠條件苛刻、堵塞程度低，不適宜油氣層大孔道和裂縫性油藏。

針對現有技術存在的問題，尤其是聚合物微球調堵技術存在的不足，本發明提出采用懸浮聚合技術，提供一種微米級共聚物微球及制備方法。本發明采用親油性單體、親水性單體和交聯劑等為原料，制備一種微米級交聯共聚微球，該共聚物微球作為抗溫抗鹽堵劑，用于非均質油氣藏的調堵、暫堵或封堵。

與現有技術相比，本發明提供的共聚微球的制備方法易于實施，反應條件溫和；所制備的微球表面光滑，粒徑可控，呈多分散性，適宜復雜油氣孔道的調堵、暫堵或封堵；所制備的共聚微球粘度低，易泵入，具有抗溫抗鹽性，可用污水配制，具有吸水膨脹性，吸水膨脹后封堵油藏孔道或裂縫。

為達到上述目的，本發明提供的一種微米級共聚物微球，是由親油性單體、親水性單體和交聯劑共聚合而得；所述的微米級共聚物微球，按質量份組成的原料及其處理過程為：首先，80.0～99.0份親油性單體，反應前用等體積的質量濃度5.0％氫氧化鈉溶液洗至無色，接著用去離子水洗滌至中性，無水硫酸鈉干燥，再減壓蒸餾即得提純的單體；其次，所述的經處理的80.0～99.0親油性單體、0.5～10.0份親水性單體、0.5～10.0份交聯劑、0.5～6.0份引發劑及0.5～6.0份懸浮劑，組成反應體系。

發明內容

一種微米級共聚物微球，各組分相對于單體總質量份組成如下：