耐温抗盐聚合物微球及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种采用耐温抗盐聚合物微球及其制备方法，主要解决现有技术中存在的反相微乳液聚合用常规乳化剂用量大、反相微乳液稳定性差且现有技术中聚合物微球前期膨胀较为迅速，后期膨胀缓慢，在大孔道中封堵强度低的问题。本发明专利技术通过一种耐温抗盐聚合物微球，所述耐温抗盐聚合物微球是由反相微乳液体系经自由基聚合反应制得的；所述反相微乳液体系，以质量份数计，包括以下组分：20～80份的基础油；10～70份水；10～50份水溶性单体；0.5～18份磺酸盐复合乳化剂；0.01～10份乳化助剂等，所述磺酸盐复合乳化剂包括如式I所示磺酸盐表面活性剂的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油田三次采油中提高原油采收率。

Temperature resistant and salt resistant polymer microsphere and preparation method thereof

The present invention relates to the temperature and salt resistant polymer microsphere and preparation method thereof, mainly solving the problems of the prior art by inverse microemulsion polymerization using conventional emulsifier, inverse microemulsion stability is poor in the prior art and the expansion of polymer microspheres is relatively rapid, late expansion slow, low strength of plugging in large pores problem. The present invention by a temperature and salt resistant polymer microspheres, the temperature and salt resistant polymer microspheres by inverse microemulsion system by free radical polymerization; the reverse microemulsion system, to the quality of the number of copies, including the following components: 20 to 80 portions of the base oil; 10 ~ 70 10 to 50 parts of water; water soluble monomer; 0.5 ~ 18 sulfonate compound emulsifier; 0.01 ~ 10 emulsion additives, the sulfonate compound emulsifier such as technical solution formula I sulfonate surfactants, solves the problem, can be used for enhanced oil recovery enhanced oil three recovery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐温抗盐聚合物微球及制备方法。
技术介绍
目前，我国大部分油田已经进入三次采油阶段，采出液含水率高达98％以上，很多矿井失去开采价值。但通过油藏分析发现，开采过的油藏中仍有油层存在。这种现象在非均质性严重和高渗油藏中很常见。而目前提高采收率的主要手段依然是水驱和化学驱，因此，对非均质油藏的深部调剖技术就显得尤为重要。但由于三次采油中经压裂改造导致地层存在大量裂缝、高渗透条带，经长期后续注水开发，层内动用程度差异大，注水剖面突进现象严重。另外，低渗透油层渗透率低、孔隙度小，吸水能力低，加之地层极易堵塞，吸水能力不断降低，注水压力不断上升，致使注水井附近形成高压区，深部注入困难。对此，为提高不同渗透层注入水的波及系数，增高采油产量，就必须对注水剖面进行调整，即引入堵水调剖剂。一般地，对调剖剂要求即为：进得去、堵得住、能移动。而传统调剖剂如无机调剖剂、聚合物剂、泡沫剂均存在一定缺陷，对微球调剖研究与应用对稳油控水意义重大。聚合物微球技术是一种新型深部调剖堵水技术，可直接污水配制，成本较低，注入无粘度，依靠纳/微米级遇水可膨胀的微球来逐级封堵地层孔喉实现其深部调剖堵水的效果。其调剖机理为：封堵高渗层，在地层缝隙间变形、运移、再封堵，使后注入水改变流向，扩大水驱波及系数，达到深部调驱。因此，该技术手段对提高中低渗、高温、高矿化度等油藏的采收率具有重要意义。另外，目前采用反相微乳液聚合制备纳米级/微米级可膨胀性的聚合物微球时，常常使用了大量的表面活性剂作油水界面稳定的乳化剂，如烷基酚聚氧乙烯醚类、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯及其复合物等，大大增加了生产投入成本。而烷基酚聚氧乙烯醚类对水生物毒性和对皮肤刺激性、致畸性以及差的生物降解性，近年来已在多数国家和地区限制其使用；失水山梨糖醇脂肪酸酯油水界面活性较差，基本上对提高洗油效率无贡献作用。因此，寻求一种能替代或部分替代上述常规表面活性剂用于配制稳定、透明的反相微乳液体系，从而制备具有好的堵水调剖效果兼具驱油和调堵双重功效的微乳液体系，意义重大而深远。
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反相微乳液聚合用常规乳化剂用量大、反相微乳液稳定性差且现有技术中聚合物微球前期膨胀较为迅速，后期膨胀缓慢，在大孔道中封堵强度低的问题，提供一种采用磺酸盐复合乳化剂制备的耐温抗盐聚合物微球，所制备的耐温抗盐聚合物微球具有好的堵水调剖效果，同时所得到的微乳液体系还兼具洗油驱油功效，能够满足油田三次采油中作堵水、深部调剖和驱替等提高原油采收率现场作业要求，经济性良好。本专利技术所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一中的采用磺酸盐复合乳化剂的耐温抗盐聚合物微球的制备方法。为解决上述技术问题之一，本专利技术采用的技术方案如下：一种耐温抗盐聚合物微球，所述耐温抗盐聚合物微球是由反相微乳液体系经自由基聚合反应制得的；所述反相微乳液体系，以质量份数计，包括以下组分：(1)20～80份的基础油；(2)10～70份的水；(3)10～50份的水溶性单体；(4)0.5～18份的磺酸盐复合乳化剂；其中，所述水溶性单体选自非离子型单体、阴离子型单体、阳离子性单体；所述磺酸盐复合乳化剂包括通式如式I结构所示磺酸盐表面活性剂：式中，R为C1～C18的脂肪烃或芳香烃；Y为氧基、亚胺基或羰基氧基；m＝0～50；n＝2～55；M选自碱金属、碱土金属或铵盐，x选自1或2，且当M选自碱金属或铵盐时，x＝1，当M选自碱土金属时，x＝2。上述技术方案中，所述反相微乳液体系，以质量份数计，优选还包括以下组分：(5)0.01～10份的乳化助剂；(6)0.001～5份的氧化剂；(7)0.001～5份的还原剂；(8)0.001～5份的交联剂；(9)0.1～5份的pH调节剂。上述技术方案中，所述的基础油优选自环已烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、液体石蜡、植物油、白油、汽油、柴油和煤油中的至少一种。上述技术方案中，所述的磺酸盐复合乳化剂优选还包括司盘类表面活性剂和吐温类表面活性剂，其中司盘类表面活性剂和吐温类表面活性剂是本领域常用的表面活性剂，本领域技术人员可以进行常规选择，例如但不限定司盘类表面活性剂进一步优选为司盘20、司盘80、司盘85等，吐温类表面活性剂进一步优选为吐温20、吐温60、吐温80等，所述的磺酸盐复合乳化剂复配后的HLB值优选为3～9；为了提高乳液稳定性，还可以添加乳化助剂，所述的乳化助剂优选自乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、聚甘油酯、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铵、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铵、已二酸钠、丙二酸钠中的至少一种。上述技术方案中，所述的磺酸盐表面活性剂的制备方法，优选包括如下步骤：(1)式II结构的烃基聚环氧烯烃基卤代物的制备：其中，X为氯原子或溴原子；将亚硫酰氯或亚硫酰溴与式III结构所示的烃基聚环氧烯烃基表面活性剂在摩尔比为1～15：1混合均匀，于10～160℃反应温度下，反应2～15小时，反应结束后经碱液、去离子水处理得到式II结构所示的烃基聚环氧烯烃基卤代物；(2)式I结构所示的磺酸盐表面活性剂的制备：向步骤(1)中所合成的烃基聚环氧烯烃基卤代物在搅拌作用下加入磺化剂亚硫酸钾和/或亚硫酸氢钾，磺化剂与卤代物的摩尔比为1～10：1，于30～220℃温度下，反应2～16小时，反应结束后经碱液、去离子水处理得到式I结构所示的磺酸盐表面活性剂。上述技术方案中，所述的非离子型单体优选丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种；阴离子型单体优选乙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、烯丙基磺酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其碱金属盐和铵盐中的至少一种；阳离子型单体优选二甲基乙基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、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中的至少一种。上述技术方案中，所述的氧化剂优选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种；所述的还原剂优选自亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、亚硫酸钠、亚硫酸钾、硫代硫酸钠、氯化亚铁中的至少一种；所述的交联剂优选自二乙烯基苯、亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。上述技术方案中，所述的pH调节剂优选自无水碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾或氨水中的至少一种。为了解决上述技术问题之二，本专利技术采用的技术方案如下：上述技术方案中任一所述的耐温抗盐聚合物微球的制备方法，包括以下步骤：(1)将所需量的还原剂溶于水中，搅拌使之溶解，得到还原剂水溶液；将所需量的水溶性单体、氧化剂、交联剂溶于水中，充分搅拌至溶液澄清无不溶物，并用pH调节剂调节水溶液pH值至7～12，得到单体水溶液；且使得还原剂水溶液与单体水溶液中水的总和为所需量的水；(2)将磺酸盐复合乳化剂、乳化助剂溶于基础油中，充分搅拌溶解均匀，加入单体水溶液，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐温抗盐聚合物微球，所述耐温抗盐聚合物微球是由反相微乳液体系经自由基聚合反应制得的；所述反相微乳液体系，以质量份数计，包括以下组分：(1)20～80份的基础油；(2)10～70份的水；(3)10～50份的水溶性单体；(4)0.5～18份的磺酸盐复合乳化剂；其中，所述水溶性单体选自非离子型单体、阴离子型单体、阳离子性单体；所述磺酸盐复合乳化剂包括通式如式I结构所示磺酸盐表面活性剂：式中，R为C1～C18的脂肪烃或芳香烃；Y为氧基、亚胺基或羰基氧基；m＝0～50；n＝2～55；M选自碱金属、碱土金属或铵盐，x选自1或2，且当M选自碱金属或铵盐时，x＝1，当M选自碱土金属时，x＝2。

【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐聚合物微球，所述耐温抗盐聚合物微球是由反相微乳液体系经自由基聚合反应制得的；所述反相微乳液体系，以质量份数计，包括以下组分：(1)20～80份的基础油；(2)10～70份的水；(3)10～50份的水溶性单体；(4)0.5～18份的磺酸盐复合乳化剂；其中，所述水溶性单体选自非离子型单体、阴离子型单体、阳离子性单体；所述磺酸盐复合乳化剂包括通式如式I结构所示磺酸盐表面活性剂：式中，R为C1～C18的脂肪烃或芳香烃；Y为氧基、亚胺基或羰基氧基；m＝0～50；n＝2～55；M选自碱金属、碱土金属或铵盐，x选自1或2，且当M选自碱金属或铵盐时，x＝1，当M选自碱土金属时，x＝2。2.根据权利要求1所述的耐温抗盐聚合物微球，其特征在于所述磺酸盐复合乳化剂还包括司盘类表面活性剂和/或吐温类表面活性剂。3.根据权利要求1或2所述的耐温抗盐聚合物微球，其特征在于所述基础油选自环已烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、液体石蜡、植物油、白油、汽油、柴油和煤油中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的耐温抗盐聚合物微球，其特征在于所述乳化助剂选自乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、聚甘油酯、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铵、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铵、已二酸钠、丙二酸钠中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的耐温抗盐聚合物微球，其特征在于所述反相微乳液体系，以质量份数计，还包括以下组分：(5)0.01～10份的乳化助剂；(6)0.001～5份的氧化剂；(7)0.001～5份的还原剂；(8)0.001～5份的交联剂；(9)0.1～5份的pH调节剂。6.根据权利要求1所述的耐温抗盐聚合物微球，其特征在于所述非离子型单
\t体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡...

【专利技术属性】
技术研发人员：于志省，李应成，
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