[發(fā)明專利]聚丙烯酰胺微球乳液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710040906.X
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108314758B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏燕敏;許匯;蘇智青;宋曉芳
• 申請（專利權(quán)）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: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F2/32;C08F4/40;C09K8/588
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本發(fā)明涉及一種高固含量、穩(wěn)定性好的亞微米級聚丙烯酰胺微球乳液及其制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的用反相微乳液法制備聚丙烯酰胺微球乳液乳化劑用量高、用普通反相乳液法制備產(chǎn)物固含量偏低且穩(wěn)定性不好的問題。本發(fā)明通過采用在復(fù)合乳化劑體系和復(fù)合引發(fā)劑存在下由以重量份數(shù)計，包含以下組分：a)10～40份的油相；b)1～8份復(fù)合乳化劑體系；c)50～80份的含有聚合單體的水相，聚合單體在水相中的含量為40～70％；d)0.01～1.0份的交聯(lián)劑等的反相乳液體系聚合制得的聚丙烯酰胺微球乳液的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于中低滲油田三次采油用深度調(diào)剖、堵水、驅(qū)油等提高采收率的現(xiàn)場應(yīng)用中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚丙烯酰胺微球乳液及其制備方法，尤其是一種高固含量、穩(wěn)定性好的亞微米級聚丙烯酰胺微球乳液及其制備方法。

背景技術(shù)

近幾十年來，油藏的非均質(zhì)性對水驅(qū)和化學(xué)驅(qū)驅(qū)替液波及系數(shù)的影響日益嚴重，研究者開始認識到只有通過深部調(diào)剖才能更經(jīng)濟有效地調(diào)整及改善油藏的非均質(zhì)性，提高注入液的體積波及系數(shù)，從而提高原油采收率。深部調(diào)剖堵水理論主要是通過封堵材料隨著驅(qū)替液進入地層的深部，封堵高滲水通道，造成液流改向達到擴大水驅(qū)波及體積的目的。聚合物微球技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型深部調(diào)剖堵水技術(shù)，其優(yōu)點包括受外界影響小，可以直接用污水配制，耐高溫高鹽，以及注入低粘度、無污染、成本較低等。該技術(shù)的設(shè)計機理是依靠納米/微米級遇水可膨脹微球來逐級封堵地層孔喉實現(xiàn)其深部調(diào)剖堵水的效果。

油田所用的微球調(diào)驅(qū)劑一般指含交聯(lián)劑的聚丙烯酰胺類球狀微粒，按照粒徑的大小，一般用反相微乳液聚合法制備納米級微球、反相乳液法制備亞微米級微球、反相懸浮法制備微米至毫米級的微球。三者雖然都含有油相、水相和乳化劑(或穩(wěn)定劑)，但其聚合機理是不同的。

反相微乳液聚合制得的聚丙烯酰胺納米微球穩(wěn)定性好，但必須用大量的乳化劑才能形成熱力學(xué)穩(wěn)定的微乳體系，不僅成本較高，而且體系中大量的乳化劑基本對驅(qū)油沒有效果，反而容易破壞驅(qū)油用表活劑降低油水界面張力的能力；反相乳液聚合減少了乳化劑的用量，但容易造成聚合物微球的粒徑分布較寬，多數(shù)為從納米到微米，這樣乳液體系的穩(wěn)定性就較差，一般數(shù)月甚至數(shù)天后就出現(xiàn)沉降或分相等現(xiàn)象。傳統(tǒng)的反相乳液聚合，一般采用親油的失水山梨醇脂肪酸酯(SPAN系列)和親水的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(TWEEN系列)復(fù)合做乳化體系，用量為3～10％，為了保障聚合過程及產(chǎn)品的穩(wěn)定性，一般采用較低的單體濃度從而造成產(chǎn)品的固含量較低，并且采用較大的油水體積比以防止體系中聚合物粒子間的黏并。

近年來國內(nèi)在聚丙烯酰胺微球體系的制備及三次采油調(diào)剖、驅(qū)油應(yīng)用方面取得了較好的進展和成果，各大石油院校、研究機構(gòu)等都研制出了不同尺寸的聚合物微球，用于不同滲透率底層的調(diào)剖。對于亞微米至微米級聚合物微球乳液，中國海洋石油總公司的呂鑫(CN101289523A)制得了一種反相乳液聚合有機-無機復(fù)合親水性納米微球，但其微球固含量低于10％；李群(CN102603966A)通過加入樹枝狀功能單體增加了反相乳液制得的用于油田調(diào)驅(qū)的交聯(lián)聚合物微球的穩(wěn)定性；中科院理化所的施盟泉(CN1927895A)采用反相乳液熱聚合法制備納微米寬尺寸范圍水溶性微凝膠驅(qū)油材料，其中水相微凝膠為類球形，粒徑為50nm-2μm，乳化劑的用量大約為10％，雖然能使乳液比較穩(wěn)定、不會很快產(chǎn)生油水分層，但較寬的粒徑分布很難保證微球不產(chǎn)生沉降，這會對現(xiàn)場使用帶來一定麻煩；中國石油大學(xué)(北京)的楊子浩(CN 103613706 A)采用反相細乳液聚合制得一種單分散三元共聚微球，乳化劑含量較低，微球粒徑為300-500納米，穩(wěn)定性較好，但固含量仍較低，為10～20％。