聚合物微球及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油田用聚合物微球及其制备方法，主要解决现有技术的聚丙烯酰胺反相乳液不稳定、固含量低并且乳液中的聚合物微球膨胀性差的问题。本发明专利技术通过采用油田用聚合物微球，是在氧化还原复合引发剂作用下，由反相乳液经聚合反应制得的；所述的反相乳液，以重量份数计，包含以下组分：50份的油溶性溶剂；2～15份的乳化剂；10～60份的水溶性单体A；0.5～15份的耐温抗盐单体；所述耐温抗盐单体选自水溶性耐温抗盐单体或油溶性耐温抗盐单体中的至少一种；10～50份的水的技术方案，较好地解决了该问题，可用于在高温高矿化度油藏的三次采油。

Polymer microsphere and preparation method thereof

The invention relates to the use of polymer microspheres and a preparation method of oil, the problem of poor polymer microspheres of polyacrylamide inverse emulsion mainly solves the instability, low solid content and emulsion swelling. The invention adopts oil with polymer microspheres in redox composite initiator. By inverse emulsion polymerization was prepared by inverse emulsion; wherein, the weight portion, comprises the following components: 50 oil soluble solvent; 2 to 15 portions of the emulsifier; 10 ~ 60 a water soluble monomer A; 0.5 to 15 copies of the temperature and salt resistant monomer; at least one of the temperature and salt resistant monomer selected from water-soluble monomers with heat resistance and salt tolerance or oil soluble monomers with heat resistance and salt tolerance in 10 ~ 50; technical scheme of water, better solves the problem, can be used in the extraction of three times of high temperature and high salinity reservoir.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油田用聚合物微球及其制备方法。
技术介绍
国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，部分大油田先后进入三次采油阶段。聚合物驱是三次采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施。然而对于非均质地层，驱替仅能作用于高渗透层，波及不到含油的低渗透层，这就造成了原油的采收率降低，成本费用升高。一般针对非均质地层常采用注水井调剖和生产井堵水技术，但这种技术有效范围仅限于近井地带，不能深入到油井深部，达不到大幅度提高原油采收率的目的，为此急需寻找新型的深部调剖堵水剂。近年来国内外研究人员在聚丙烯酰胺反相乳液微球用于油藏深部调驱材料方面已有较多研究，并取得了较好的进展和成果。专利CN102399345A采用反相乳液聚合制备了一种含有核壳结构凝胶微球的乳液深部调驱剂，乳液有效成分含量高，但是较高的有效成分含量使得该调驱剂在长时间存放过程中容易油水分层，影响调驱效果，而且多次投料工艺复杂，反应不易控制。专利CN1927895A采用反相乳液热聚合法制备了一种水溶性微凝胶驱油材料，操作简单，制备的乳液也较稳定，但是该调驱剂在高温高矿化度油藏条件下的膨胀性能未做评价，所以调驱效果更加无从考证。反相乳液聚合虽已有相关文献报道(王中华，钻井液用超支化反相乳液聚合物的合成及其性能，钻井液与完井液，2014年第31卷第3期)，但其主要应用为油田聚合物降滤失剂，虽然它的有效成分含量较高(﹥29％)，但由于其流动性差(反相乳液聚合物的水溶液表观粘度达66～71mPa·s)，使得它在油田实际应用过程中存在注入困难的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚丙烯酰胺乳液不稳定和乳液中的聚合物微球膨胀性差的问题，提供一种油藏深部调驱用含聚合物微球的乳液，本专利技术的含聚合物微球的乳液具有稳定性好的特点，而且所述的聚合物微球具有膨胀性好的优点。本专利技术所要解决的技术问题之二是与上述技术问题之一所述的油田用聚合物微球的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题之三是所述的油田用聚合物乳液在高温高矿化度油藏调驱中的应用。为解决上述技术问题之一，本专利技术的技术方案如下：一种聚合物微球，所述聚合物微球在复合引发剂作用下，由反相乳液经聚合反应制得；所述的反相乳液，以重量份数计，包含以下组分：a)50份的油溶性溶剂；b)2～15份的乳化剂；c)10～60份的水溶性单体A；d)0.5～15份的耐温抗盐单体；所述耐温抗盐单体选自水溶性耐温抗盐单体或油溶性耐温抗盐单体中的至少一种；e)10～50份的水；其中，所述复合引发剂，以上述全部单体重量百分比计，包含以下组分：(a)0.02～1.0％的氧化剂；(b)0.02～2.0％的还原剂；(c)0.03～2.0％的偶氮类化合物；(d)0.01～1.0％的交联剂；(e)0.1～10％的尿素、硫脲；(f)0.01～0.5％的氨羧络合剂；(g)0.5～5％的电解质盐。上述技术方案中所述油溶性溶剂优选自烃和酯中的至少一种。所述的烃可以是脂肪烃、芳香烃、石油馏分；所述脂肪烃优选C4～C8的脂肪烃，例如环已烷、己烷、庚烷、辛烷和异辛烷等；所述的芳香烃优选C6～C10的芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、二乙苯、异丙苯等；所述的石油馏分优选白油、液体石蜡、汽油、煤油、柴油、石油醚等。所述的酯优选羧酸酯，可更优选C4～C8的单酯，例如乙酸乙酯、乙酸丙酯等；还可更优选C4～C10的双酯，例如草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸甲乙酯等；还可以更优选植物油，植物油优选自花生油、大豆油、葵花籽油和蓖麻油。上述技术方案中，所述乳化剂的HLB值优选为5～8。所述乳化剂更优选非离子表面活性剂。所述乳化剂最好是由HLB为1～7的非离子表面活性剂与HLB8～18的非离子表面活性剂复配成HLB为5～9的非离子表面活性剂混合物形式。所述非离子表面活性剂，如脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪酸酯或胺的烷氧基加成物，例如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪胺聚氧乙烯醚等，再例如多元醇的部分羟基酯化的产物，例如失水山梨醇脂肪酸酯，也即公知的司盘类，以及多元醇的部分羟基或全部羟基乙氧基化及脂肪酸酯化物，例如吐温类。上述技术方案中，所述乳化剂中还可以进一步包括助乳化剂。所述助乳化剂可选小分子醇类。所述小分子醇优选C3～C12的醇，例如异丙醇、叔丁醇、正戊醇等。助乳化剂含量优选占乳化剂中所述非离子表面活性剂的5～30wt％。上述技术方案中，所述水溶性单体A优选非离子单体、阴离子单体和阳离子单体中的至少一种；所述非离子水溶性单体优选自式(1)或式(2)所示的单体中的至少一种，其中R1、R3和R4独立选自为甲基或氢，R2为C1～C3的烷基或羟基取代烷基。例如，式(1)所示的单体有丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等，式(2)所示的单体有N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺等。所述阴离子单体选自式(3)至(6)所示单体中的至少一种，其中R5至R7独立选自甲基或氢，R8选自C1～C6的亚烷基、亚环烷基或亚苯基，M、Z、Y和T独立选自氢、碱金属或NH4，例如所述阴离子单体有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸和/或其水溶性碱金属、碱土金属和铵盐。所述阳离子单体选自式(7)所示单体，其中R9为甲基或氢，R10为氧或NH基团，R11为C1～C4的亚烷基，R12～R14独立选自C1～C3的烷基，X选自氯或溴，例如所述的阳离子单体有丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化铵等。上述技术方案中，所述水溶性耐温抗盐单体优选自N-乙烯基吡咯烷酮、式(8)所示的单体(例如N,N-二甲基丙烯酰胺等)或式(9)所示的单体(例如丙烯酰胺-N-十二烷基磺酸钠等)中的至少一种，其中R15和R18独立选自氢或甲基，R16和R17独立选自C1～C3的烷基，R19为C8～C18的亚烷基，D选自氢、碱金属或NH4CH2＝CR15－CONR16R17，(8)；CH2＝CR18－CONHR19SO3D(9)；所述油溶性耐温抗盐单体优选自N-苯基马来酰亚胺、式(10)所示的单体(例如(甲基)丙烯酸十二烷基酯等)或式(11)所示的单体(例如苯乙烯、对叔丁基苯乙烯等)中的至少一种，其中R21为甲基或氢，R22为C8～C18的烷基或氟取代烷基，R20为氢或C1～C4的烷基；CH2＝CR21－COO－R22(10)；上述技术方案中，所述氧化剂优选自水溶性氧化剂、油溶性氧化剂中的至少一种，进一步优选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化苯甲酰中的至少一种；还原剂优选自水溶性还原剂、油溶性还原剂中的至少一种，进一步优选自亚硫酸钠、亚硫酸钾，亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钠或氯化亚铁中的至少一种；所述偶氮类化合物选自水溶性偶氮类化合物、油溶性偶氮类化合物中的至少一种，所述水溶性偶氮类化合物优选自偶氮二异丁基脒盐酸盐或2,2'-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐中的至少一种；所述油溶性偶氮类化合物优选自偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物微球，所述聚合物微球在复合引发剂作用下，由反相乳液经聚合反应制得；所述的反相乳液，以重量份数计，包含以下组分：a)50份的油溶性溶剂；b)2～15份的乳化剂；c)10～60份的水溶性单体A；d)0.5～15份的耐温抗盐单体；所述耐温抗盐单体选自水溶性耐温抗盐单体或油溶性耐温抗盐单体中的至少一种；e)10～50份的水；其中，所述复合引发剂，以上述全部单体重量百分比计，包含以下组分：(a)0.02～1.0％的氧化剂；(b)0.02～2.0％的还原剂；(c)0.03～2.0％的偶氮类化合物；(d)0.01～1.0％的交联剂；(e)0.1～10％的尿素、硫脲中的至少一种；(f)0.01～0.5％的氨羧络合剂；(g)0.5～5％的电解质盐。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物微球，所述聚合物微球在复合引发剂作用下，由反相乳液经聚合反应制得；所述的反相乳液，以重量份数计，包含以下组分：a)50份的油溶性溶剂；b)2～15份的乳化剂；c)10～60份的水溶性单体A；d)0.5～15份的耐温抗盐单体；所述耐温抗盐单体选自水溶性耐温抗盐单体或油溶性耐温抗盐单体中的至少一种；e)10～50份的水；其中，所述复合引发剂，以上述全部单体重量百分比计，包含以下组分：(a)0.02～1.0％的氧化剂；(b)0.02～2.0％的还原剂；(c)0.03～2.0％的偶氮类化合物；(d)0.01～1.0％的交联剂；(e)0.1～10％的尿素、硫脲中的至少一种；(f)0.01～0.5％的氨羧络合剂；(g)0.5～5％的电解质盐。2.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于所述油溶性溶剂选自烃或酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于所述乳化剂的HLB值为4～9。4.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于所述水溶性单体A选自非离子单体、阴离子单体和阳离子单体中的至少一种。5.根据权利要求4所述的聚合物微球，其特征在于所述非离子单体选自式(1)或式(2)所示的单体中的至少一种：其中R1、R3和R4独立选自为甲基或氢，R2为C1～C3的烷基或羟基取代烷基；所述阴离子单体选自式(3)至(6)所示单体中的至少一种：其中R5至R7独立选自甲基或氢，R8选自C1～C6的亚烷基、亚环烷基或亚苯基，M、Z、Y和T独立选自氢、碱金属或NH4；所述阳离子单体选自式(7)所示单体：其中R9为甲基或氢，R10为氧或NH基团，R11为C1～C4的亚烷基，R12～R14独立选自C1～C3的烷基，X选自氯或溴。6.根据权利要求1所述的聚合物微球，其特征在于所述水溶性耐温抗盐单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、式(8)所示的单体或式(9)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓芳，夏燕敏，许汇，蔡红，
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上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11