[發明專利]一種單分散三元共聚微球及其制備方法

無效

• 申請號: 201310585943.0
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103613706A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 楊子浩;趙茜;林梅欽;黨雙敏
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F2/32;C09K8/588
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 朱海江

技術領域

本發明涉及一種單分散三元共聚微球及其制備方法，尤其涉及一種油田深部調剖用的單分散三元共聚微球及其制備方法，屬于石油開采技術領域。

背景技術

隨著油田進入高含水或特高含水開發期，油田水驅問題越來越復雜，調剖等控水穩油技術的難度及要求越來越高。而深部調剖用聚合微球數量龐大，良好的懸浮分散性、膨脹性、彈性和良好的耐溫、耐礦化度特性使其在油田實際生產中得到了較為廣泛的應用。目前，應用最廣泛的是丙烯酰胺類共聚微球，針對丙烯酰胺類微球的制備方法，主要有反相懸浮聚合法、反相乳液聚合法、分散聚合法等。其中，反相懸浮聚合法制備聚丙烯酰胺（PAM）微球是目前應用廣泛、技術相對成熟的一種方法。該方法的工藝簡單、聚合熱易去除、后處理簡單、容易實現工業化，但產物單分散性較差。而反相乳液聚合法有更多的優點，包括聚合速率快、產物固含量高、分子量大且分布窄、反應條件溫和等。反相細乳液聚合法兼顧了以上兩種方法的優點，包括產物含量高、制得微球粒徑單分散性好、后處理簡單等。

CN102127189N公開了一種聚丙烯酰胺微球及其制備方法，該方法制得的微球粒徑為30-150微米。CN1004113A公開了一種丙烯酰胺微球，該方法制得的微球粒徑為10-60微米。上述方法制得的微球粒徑范圍寬、單分散性差、粒徑大小可控性差，耐溫性能不理想，因此在油田實際生產中難以滿足不同的生產需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種單分散三元共聚微球及其制備方法。本發明的單分散三元共聚微球具有單分散性及耐溫性能優異的優點。

為達上述目的，本發明提供一種單分散三元共聚微球，以重量百分比計，其原料組成包括：丙烯酰胺5%-15%、功能性單體4%-6%、交聯劑0.05%-1%、引發劑0.1%-0.3%、白油40%-60%、乳化劑3%-5%以及水余量，各原料的百分比之和為100%。

根據本發明的具體實施方式，優選地，上述單分散三元共聚微球是通過以下方法制備的：

（1）、將丙烯酰胺、功能性單體和交聯劑的混合水溶液加入到乳化劑和白油的混合油溶液中，剪切攪拌后，得到混合相液；

（2）、在68±2℃及攪拌條件下，將引發劑的水溶液滴加到所述混合相液中，反應4h后，得到單分散三元共聚微球的粗產物；

（3）、將所述單分散三元聚合物的微球粗產物進行離心洗滌后，得到所述的單分散三元共聚微球。

在上述單分散三元共聚微球中，優選地，所述功能性單體包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉等聚合單體中的一種或兩種。更優選地，所述功能性單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和N-乙烯基吡咯烷酮的組合。

在上述單分散三元共聚微球中，優選地，所述交聯劑包括N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、季戊四醇烯丙基醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯。更優選地，所述交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺。

在上述單分散三元共聚微球中，優選地，所述引發劑包括過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸氫鈉、過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈和過氧化月桂酰中的一種或幾種的組合。更優選地，所述引發劑為過硫酸鉀。

在上述單分散三元共聚微球中，優選地，所述乳化劑包括失水山梨醇脂肪酸酯（司班80）、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯（吐溫60）、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸鈉中的兩種以上的組合。更優選地，以重量百分比計，所述乳化劑包括2%-4%的司盤80和0.7%-1.5%的吐溫60。

根據本發明的具體實施方式，優選地，上述單分散三元共聚微球的粒徑為300-500納米。

本發明還提供一種上述的單分散三元共聚微球的制備方法，其包括以下步驟：

（1）、將丙烯酰胺、功能性單體和交聯劑的混合水溶液加入到乳化劑和白油的混合油溶液中，剪切攪拌后，得到混合相液；

（2）、在68±2℃及攪拌的條件下，將引發劑的水溶液滴加到所述混合相液中，反應3-5h，得到單分散三元共聚微球的粗產物；

（3）、將所述單分散三元聚合物的微球粗產物進行離心洗滌后，得到所述的單分散三元共聚微球。

在上述制備方法中，優選地，步驟（1）中的剪切攪拌的速度為10000-22000r/min。

在上述制備方法中，優選地，步驟（1）中的剪切攪拌為間歇剪切攪拌，剪切攪拌的時間為6min，次數為3次。

在上述制備方法中，優選地，步驟（2）中的攪拌的速度為600-750r/min。