一种聚合物微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚合物微球及其制备方法和应用，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体，所述方法还包括在进行聚合反应前向水中加入硫酸盐。根据本发明专利技术提供的聚合物微球，具有高韧性以及良好的膨胀性能和封堵性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
目前，随着油田开采程度的提高，油井出水是目前油田开发中普遍存在的一个问 题，特别是长期注水开发的老油田，由于油藏的非均质性和油水黏度的差异，注入水沿注水 井和生产井间的高渗透层或裂缝进行突进和指进，会使生产井出现过早水淹、产油量下降 和含水量增加等现象。聚合物微球作为一种最常用的有机堵水调剖剂，特别是交联型丙烯 酰胺类聚合物能有效封堵高渗透层，改善储层非均质性。然而不同的油藏有不同的渗透率 及非均质性，因此对丙烯酰胺类聚合物的要求也越来越高。 现有技术中制备聚合物微球一般用反相乳液聚合法和反相微乳液聚合法。例如 CN102603966A公开了利用反相微乳液聚合法合成出具有良好的热稳定性和注入性聚合物 微球的方法；CN102504793B公开了利用乳液聚合法，引入疏水单体，合成出一种核壳型抗 温抗盐聚合物微球调驱剂的方法；CN101619119A公开了利用光聚反应合成出的一种适用 于高温高矿化度油藏深部调剖的聚合物微球。但是以上聚合物微球制备方法成本较高，并 且得到的聚合体系内含有大量有机溶剂，环保性差。 因此，本领域亟需开发一种环保、成本较低并且能够适用于高温高盐油藏的聚合 物微球调剖堵水剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的聚合物微球调剖堵水剂含有大量有机溶剂，环保性差 且成本较高的缺点，提供一种环保、成本较低且能够适用于高温高盐油藏深部堵水的聚合 物微球及其制备方法和应用。 本专利技术的专利技术人研究发现，加入叔胺型单体既能够参加聚合反应，还具有引发剂 的功能，能够引发多个自由基引发点使得聚合物聚合成支链结构，能够形成聚合物的水化 层，起到封堵地层的效果，改善储层的非均质性。另外，本专利技术的专利技术人通过进一步研究发 现，通过加入硫酸盐能够使得单体混合物更好的在水中分散，得到的聚合物微球具有更好 的韧性、膨胀性能和封堵性能。 为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种聚合物微球的制备方法，该方法包 括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其 特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体，所述方法还包括在 进行聚合反应前向水中加入硫酸盐。 第二方面，本专利技术还提供一种由上述制备方法制备得到的聚合物微球。 第三方面，本专利技术还提供一种上述聚合物微球作为调剖堵水剂的应用。 根据本专利技术提供的聚合物微球的制备方法不使用任何有机溶剂，对环境友好且成 本较低。 toon] 此外，根据本专利技术提供的聚丙稀酰胺微球能够适用于高温高盐油藏深部堵水。该 聚合物微球在高温高盐条件下，具有高韧性、优异的膨胀性能以及高的封堵效率，具体地， 该聚合物微球的韧性系数达到〇. 88以上，封堵效率达到96. 8%以上。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。【具体实施方式】 以下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。 本专利技术提供了一种聚合物微球的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下， 在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含 有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体，所述方法还包括在进行聚合反应前向水中加入 硫fe盐。 根据本专利技术，对于所述聚合反应的过程并没有特别的限定，优选情况下，所述聚合 反应的过程为：先将丙烯酰胺、耐温抗盐单体和硫酸盐溶解于水中，得到混合水溶液；再将 得到的混合水溶液与叔胺型单体接触进行聚合反应。 为了进一步提高聚合物微球的性能，优选情况下，以100重量份的所述丙烯酰胺 为基准，所述耐温抗盐单体的用量为5-25重量份，进一步优选为10-20重量份；所述叔胺型 单体的用量为〇. 03-0. 1重量份，进一步优选为0. 075-0. 09重量份；所述硫酸盐的用量为 10-80重量份，进一步优选为40-70重量份。 根据本专利技术，所述聚合反应开始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的 总重量的比例没有特别的限定，可以在较宽的范围内变动，优选情况下，所述聚合反应开 始时，所述单体混合物的重量与水和单体混合物的总重量的比例为0. 01-0. 12 :1，优选为 0. 02_0. 1 :1。 在本专利技术中，优选情况下，所述耐温抗盐单体为甲基丙烯酸乙基磺酸和/或2-丙 烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述叔胺型单体为N，N-二甲氨基丙烯酰胺、丙烯酸-N，N-二甲 氨基乙酯和甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯中的一种或多种；所述硫酸盐为硫酸钠和/或 硫酸铵。 根据本专利技术，所述引发剂可以为本领域各种用于烯烃溶液聚合的引发剂，例如 所述引发剂为氧化还原系引发剂，所述氧化还原系引发剂的用量可以为单体混合物的总 重量的0. 1-0. 8重量％,进一步优选为0. 15-0. 3重量％ ;所述氧化还原系引发剂可以包 括氧化剂和还原剂，所述氧化剂与所述还原剂的重量比可以为0.6-1. 6:1，进一步优选为 0· 9-1. 4 :1〇 在本专利技术中，对于所述还原剂和所述氧化剂并没有特别的限定，例如所述还原剂 可以为水溶性亚硫酸盐，优选为亚硫酸铵、亚硫酸钾和亚硫酸氢钠中的一种或多种；所述氧 化剂可以为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种或多种，优选为过硫酸铵和/或过硫酸 钾。 在本专利技术中，对于聚合反应的条件并没有特别的限定，优选情况下，所述聚合反应 在保护气体存在下进行，所述聚合反应的条件包括：温度为〇°C至50°C，优选为10-40°C;时 间为1-10小时，优选为2-9小时。 在本专利技术中，所述保护气体包括本领域常规的氮气或元素周期表中第零族元素气 体中的至少一种，优选为氮气。所述保护气体保护除了包括在聚合反应进行当中通入保护 气体进行保护以外，还包括在加入引发剂之前向反应体系中通入保护气体，以除去水溶液 中的溶解氧，该步骤通入保护气体的方法为本领域技术人员共知的方法，本专利技术中，通入保 护气体的时间优选为20-40分钟。 本专利技术的专利技术人还发现，交联剂可以使得聚合物发生交联，使聚合物分子具有弹 性，进一步提高聚合物微球的性能，优选情况下，所述方法还包括在进行聚合反应前向水中 加入交联剂。优选情况下，以1〇〇重量份的丙烯酰胺为基准，所述交联剂的用量为〇. 2-0. 6 重量份，进一步优选为〇. 25-0. 5重量份。 在本专利技术中，对于交联剂并没有特别的限定，可以为本领域常规使用的交联剂，例 如所述交联剂可以为N，N-亚甲基双丙烯酰胺和/或双丙烯酸亚乙酯。 在本专利技术中，为了进一步提高聚合物微球的分散性能，优选情况下，所述方法还可 以包括在进行聚合反应前向水中加入聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和聚乙二醇，以 100重量份的丙烯酰胺为基准，所述聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的用量可以为1-7 重量份，进一步优选为2-6重量份；所述聚乙二醇的用量可以为1-12重量份，进一步优选为 2-10重量份。 对于所述聚乙二醇并没有特别的限定，优选情况下，所述聚乙二醇的数均分子量 为 750-5000。 本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的聚合物微球。 在本专利技术中，为了适应地质条件不同的油藏，可以在上述制备方法中的各组分用 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物微球的制备方法，该方法包括：在溶液聚合反应条件下，在引发剂存在下，使一种单体混合物在水中进行聚合反应，其特征在于，所述单体混合物含有丙烯酰胺、耐温抗盐单体和叔胺型单体，所述方法还包括在进行聚合反应前向水中加入硫酸盐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘希，伊卓，方昭，杜超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11