[發明專利]一種非均質調控用聚合物微球及其制備方法

有效

• 申請號: 202110439168.2
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113134328B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 劉銳;陶陽;蒲萬芬;杜代軍;施鵬;田開平
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14
• 代理公司: 成都其知創新專利代理事務所(普通合伙) 51326
• 代理人: 房立普

本發明公開了一種非均質調控用聚合物微球及其制備方法，制備方法是：步驟1、以廢棄墨粉為原料，在溶劑二甲基甲酰胺中，廢棄墨粉與偶聯劑在油浴85℃進行化學耦合反應12h，提純、干燥得到偶聯劑化學耦合的廢棄墨粉。步驟2、在溶劑二甲基甲酰胺中，步驟1得到的廢棄墨粉與聚氧乙烯硬脂酸酯在油浴90℃進行反應12h，得到微米級的聚合物微球。偶聯劑為單烷氧基鈦酸酯、鋁酸三異丙酯、聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚中的一種或組合。廢棄墨粉為印刷用廢棄打印粉。本發明不但使廢棄石墨回收利用，而且制備的聚合物微球有效調控油藏的優勢通道，改善油層的吸液剖面，提高低滲區的波及效率，提高油藏原油采收率。

技術領域

本發明涉及油田化學和油田開采技術領域，尤其是一種基于廢棄墨粉的非均質調控用聚合物微球及制備方法。

背景技術

聚合物微球作為一項實現油藏深部調剖和改善注水開發的新技術，在提高老油田采收率方面具有很大的潛力。傳統的聚合物微球制備方法通常是用反相乳液聚合法，這類方法所制備的微球雖然具有聚合速率高、分子量可控、顆粒分布均勻等優點，但仍存在乳化劑難以去除、成本高、聚合穩定性差、反應條件要求高、工序復雜等缺點。本發明正是基于傳統聚合物微球制備方法的不足所提出來的。

聚合物微球調驅技術主要針對非均質性較強、注水開發效果不明顯、有微裂縫發育的老油田。與傳統的化學劑相比，聚合物微球擁有抗鹽、抗剪切、耐高溫、低粘度等特性，對高溫、低滲透油藏具有較好的適用性。聚合物微球進入地層后，因其具有良好的吸水膨脹性能與地層水接觸發生水化膨脹的現象，其膨脹后的體積能增大至初始尺寸的幾倍至幾十倍，并且其初始尺寸小于油藏孔喉尺寸，可以隨攜帶液運移至油層深部并在吸水膨脹后依靠滯留、卡堵以及架橋封堵作用。廖新武等人針對海上稠油油田開展了聚合物微球技術的室內研究和礦場先導試驗，結果表明：聚合物微球的尺寸分布從納米到微米，其在油田調堵領域的應用應根據具體油藏條件而定，當微球顆粒吸水膨脹后的粒徑與油藏孔喉半徑相匹配時，才能對水流通道處的孔喉進行有效的封堵(廖新武，劉超，張運來，牟春榮，劉維永.新型納米微球調驅技術在海上稠油油田的應用[J].特種油氣藏,2013,20(5):129-132.)。馮海柱基于聚合物微球調剖技術，針對油層孔隙直徑為微米級的低滲透油田，用納米聚合物材料合成機理和方法，研究合成與油層巖石孔隙直徑匹配的有機聚合物微顆粒；大量的微球顆粒隨著地層水的流動進入地層深部，廣泛的分布于地層的各個微裂縫和孔隙中，從而實現深部逐級封堵、調整地層深部吸水剖面、進一步擴大了水驅波及體積，從而有效的實現了改善水驅開發效果以達到提高油田采收率的最終目的(馮海柱.聚合物微球調驅技術研究與應用[D].西安：西安石油大學,2015.)。

隨著的科學技術的不斷發展與提高，我國的印刷行業的技術和規模日益強大，全國每年所消耗的印刷墨粉量與日俱增，尤其是在印刷廠和辦公室這一類場所更是產生了大量的印刷廢墨粉。而這些殘留在打印機墨粉盒里和廢粉收納盒中的墨粉，通常都會被直接倒掉。廢棄的印刷墨粉中通常含有碳粉、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、植物樹脂和Fe₃O₄等，墨粉顆粒粒徑在微米級別，是一種低碳環保可回收利用的資源，可以應用在很多領域。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于廢棄墨粉的非均質調控用聚合物微球的制備方法。

本發明提供的非均質調控用聚合物微球的制備方法，包括兩個步驟：

步驟1、以廢棄墨粉為原料，在溶劑二甲基甲酰胺中，廢棄墨粉與偶聯劑在油浴85℃進行化學耦合反應12h，提純、干燥得到偶聯劑化學耦合的廢棄墨粉。所述廢棄墨粉為印刷用廢棄打印粉。所述偶聯劑為單烷氧基鈦酸酯、鋁酸三異丙酯、聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚中的一種或組合，重均分子量為4000-10000g/mol。

步驟2、在溶劑二甲基甲酰胺中，步驟1得到的廢棄墨粉與聚氧乙烯硬脂酸酯在油浴90℃進行反應12h，得到微米級的聚合物微球。

優選的是，所述步驟1中，廢棄墨粉與偶聯劑的化學耦合反應需要在密封條件下進行。廢棄墨粉與偶聯劑的用量質量比為1:2。