[發明專利]互穿網絡締合型聚合物微球調驅劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710962869.8
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN109666096B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 夏燕敏;李應成;蘇智青;許匯;王蘭
• 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: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/06;C08F222/38;C08F226/02;C08F220/34;C08F220/58;C08F220/60;C08F222/20;C08F212/14;C08F212/36;C08F2/30;C08F4/40;C09K8/512
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本發明涉及一種互穿網絡締合型聚合物微球調驅劑及其制備方法，主要解決現有技術中存在的聚合物微球主要為均相結構，對于中高滲油藏需較大的粒徑才能產生有效的封堵，但大粒徑微球產品的穩定性又較差；如果制備核殼型的聚合物微球，工藝條件又較為復雜，并且較難保證是正向結構的核殼型的問題。本發明通過采用一種互穿網絡締合型聚合物微球調驅劑，以重量份數計，由包含以下組分的反應體系在復合引發劑存在下反應制得：20～50份油溶性溶劑；2～10份復合乳化劑體系；30～80份含有丙烯酰胺、疏水單體及其他共聚單體的水相，所用單體在水相中的含量為40～70％的技術方案，較好的解決了該問題，可用于油田提高采收率的現場應用中。

技術領域

本發明涉及一種互穿網絡締合型聚合物微球調驅劑及其制備方法。

背景技術

在傳統乳液聚合中，雖然乳化劑對生成聚合物粒子數目有強烈影響，并對最終的乳膠粒子大小和粒徑分布起著重要作用，但是不同的聚合方法對粒子的大小和分布也會產生顯著作用。例如種子乳液聚合方法，在總配方不變的情況下，采用不同的加料程序，可以有效地控制聚合物乳膠粒子的大小和分布。尤其是要制備粒徑較大、分布較窄的乳膠粒子，種子乳液聚合更是一種行之有效的聚合方法。另外，利用種子復合乳液(或核/殼)聚合技術，控制聚合程序和條件，既可以制備正常形態的核/殼型乳膠粒子，又可以得到異型結構的特種聚合物粒子。這樣，就可將傳統乳液聚合得到的0.05～1μm的均相粒子擴展為粒徑更大的特殊結構的微球顆粒。

除了草莓型、雪人型、啞鈴型等一些異形結構的微球形態，常見的球形顆粒有均相型、核殼型、互穿網絡(過渡層)型、海島型等。其中，核殼型和海島型等微球的制備受單體加入的方式、單體和引發劑的性質等條件的影響較大，都需要嚴格而復雜的聚合工藝，才能形成所設計的結構；而過渡層型乳膠粒在核與殼之間通過一個(接枝、互穿網絡或離子鍵合)過渡層，把核層與殼層以化學鍵的形式緊密地結合起來，可以消除由于分明的相界面存在而產生的力學缺陷，這可以顯著地提高核殼乳液聚合物的力學性能。這個過渡層可以用引入不同結構和電性的疏水單體加以一定的聚合工藝來實現，在油包水反相乳液制備種子聚合物微球的時候，引入帶電荷的親水性疏水單體，使得形成的種子聚合物微球較為致密和穩定性，第二步補加的單體中引入帶相反電荷的疏水單體，并且這部分單體溶液一次性加入到已形成的種子聚合物微球乳液中，攪拌均勻后溶脹一段時間，然后升溫到一定溫度引發聚合。這樣兩種不同電性和親水性能的疏水單體會在初期形成的微球核及后期形成的微球殼之間，通過接枝、互穿、離子鍵合等作用形成一定厚度的互穿網絡締合過渡層，即增大了微球的尺寸，又增強了微球的強度和耐溫抗鹽性能。

聚合物微球作為一種公認的深部調剖劑具有以下優點：微球能夠滿足封堵水流通道的孔喉處“進得去、堵得住”的要求，微球遇水可以膨脹，遇油不變化，是一種選擇性堵劑；微球膨脹層經過長時間的注入水沖刷后不斷稀釋剝落，最后隨著油水被油井采出，不會在地層造成污染，不傷害地層，后期不需要專門的處理液處理調剖的水井。但是，一般的微球體系因其采用反相微乳液或反相乳液聚合，生成的粒子尺寸較小而且一般為均相結構，對于高溫高鹽、中高滲油藏聚合物微球的適應性較差，不能起到有效的深度調剖、驅替作用。

近年來國內在聚丙烯酰胺微球調驅劑研究方面開展了較多研究，眾多高校和研究機構在聚丙烯酰胺微球制備及三次采油驅油應用方面取得了較好的進展和成果，制得了從納米級、亞微米級到微米級各類尺寸的聚合物微球乳液，但得到現場應用的聚合物微球結構多數為均相型，固含量偏低；少數文獻中報道的核殼結構的微球，制備工藝較為復雜，研究多數偏重于反應機理、動力學及表征等方面的研究，較多關注聚合物的分子量、粒徑等基本物性，對于聚合物微球在油藏條件下的穩定性及微球的膨脹性能等直接影響應用的因素考慮不多或研究結果不理想。