[發明專利]聚丙烯酰胺類微球深部調驅劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710033714.6
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108315003B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 夏燕敏;蘇智青;許匯;沙鷗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C09K8/584;C08F220/56;C08F226/02;C08F220/06;C08F222/38;C08F220/34;C08F220/58;C08F212/08;C08F212/36;C08F220/54;C08F226/10;C08F222/20
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1.一種聚丙烯酰胺類微球深部調驅劑，以重量份數計，包含以下組分：

a)0.05～0.5份的聚合物微球乳液；

b)0.1～1份驅油用表面活性劑；

c)0～99.85份的水；

其中，所述聚合物微球乳液中的聚合物微球核殼型結構，核為含離子單體結構單元的交聯聚合物凝膠微球，殼為含有與核中的離子單體結構單元帶不同或相同電性的離子單體結構單元的交聯聚合物凝膠；

所述聚合物微球，以重量份數計，由包括以下組分的聚合體系制得：

a)10～40份的油相；

b)1～8份復合乳化劑體系；

c)50～80份的含有聚合單體I的水相I，以占水相I總的質量百分數計，聚合單體I在水相I中的含量為40～70％；

d)10～160份的含有聚合單體II的水相II，以占水相II總的質量百分數計，聚合單體II的濃度為40～70％；

e)0.01～1.0份的交聯劑；

所述復合乳化劑體系，以重量份數計，包含以下組分：

a)0.2～3份的失水山梨醇脂肪酸酯乳化劑；

b)0.2～3份高分子乳化劑；

c)0.01～0.2份脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑；

d)0～5份助乳化劑；

其中，所述微球的核由油相和水相I形成的反相乳液體系在引發劑I存在下經成核反應得到；所述微球的殼由半連續投入水相II于已制得的包含所述微球的核的反相乳液中在引發劑II存在下經包殼反應得到；其中，所述水相II與水相I的質量比為0.2～2：1；

所述高分子乳化劑選自低聚環氧乙烷甲基丙烯酸酯、聚異丁烯丁二酸酐酯、聚(乙烯-丁烯)和聚氧乙烯的嵌段共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的至少一種；

所述聚合單體I、聚合單體II分別獨立選自非離子水溶性單體、陰離子單體、陽離子單體、疏水單體中的一種或兩種以上；所述非離子水溶性單體選自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和N-羥甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡啶及N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一種；所述陰離子單體選自2-丙烯酰胺基-2- 甲基丙磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸、乙烯基苯磺酸、乙烯基磺酸、乙烯基膦酸、烯丙基磺酸、烯丙基膦酸和/或其水溶性堿金屬、堿土金屬和銨鹽中的至少一種；所述陽離子單體選自二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化銨中的至少一種；所述疏水單體選自8-22個碳原子的單乙烯基類化合物；

所述引發劑I，以占上述聚合單體I的重量百分數計，包含以下組分：0.001～0.5％的氧化劑和0.001～1.0％的還原劑；所述引發劑II，以占聚合單體II的質量百分數計，包括以下組分：0.001～0.5％的氧化劑和0.001～1.0％的還原劑，或0.001～1.0％的偶氮類引發劑；

所述助乳化劑選自小分子醇類或鈉、鉀的鹽類中的至少一種；

所述水相I和水相II中，以占相應的所述水相I或水相II總的質量百分數計，都分別獨立包括0.1～10％的尿素、0.01～0.5％的乙二胺四乙酸二鈉或二乙烯三胺五乙酸鈉中的至少一種作為助劑；

所述的聚合物微球乳液由包括以下步驟在內的方法制備而成：

(1)微球成核反應

(a)將所需量的油相中的油和失水山梨醇脂肪酸酯乳化劑、高分子乳化劑、脂肪醇聚氧乙烯醚乳化劑，攪拌均勻，成為連續油相；

(b)將成核反應所需量的聚合單體I、助劑、助乳化劑在水中溶解、攪拌均勻，調節pH值為6～9，形成水相Ⅰ；分別將所需量的氧化劑和還原劑分別溶解在水中形成氧化劑水溶液和還原劑水溶液；

(c)將水相Ⅰ加入油相中，同時高速剪切，形成乳白色乳液投入反應釜中；將反應釜內溫度控制在5～30℃，除氧，然后滴入氧化劑水溶液；

(d)再連續滴加還原劑水溶液引發聚合，并通過控制聚合釜夾套的循環水浴溫度使得釜內升溫速度≤2℃/分鐘下，滴加完引發劑I后使得反應最高溫度≤60℃，溫度到達最高峰后保溫繼續反應，得到含有聚合物微球核部分交聯聚合物凝膠微球的乳白色或半透明的聚合物微球乳液；

(2)微球包殼反應

(a)將包殼反應所需量的聚合單體II、助劑、助乳化劑在水中溶解、攪拌均勻，調節pH值為6～9，形成水相Ⅱ；所需引發劑II用水或乙醇配成引發劑II的溶液；

(b)引發劑II如果包括氧化-還原型引發體系則將氧化劑溶液投入所述微球成核反應得到的聚合物微球乳液中攪拌均勻，并同時除氧，然后升溫至30～40℃，而將還原劑加入到水相Ⅱ中；引發劑II如果是偶氮類引發劑，則將偶氮類引發劑全部加入到水相Ⅱ中，將已成核微球乳液升溫至40～65℃；

(c)將(b)步驟得到的水相Ⅱ加入到已升溫的微球核乳液中，控制水相Ⅱ的加入速度，使得聚合釜內溫度比釜外夾套加熱水浴溫度高出0.5～5℃并保持穩定，水相Ⅱ全部滴加完后保溫繼續反應，得到所述聚合物微球乳液。