[发明专利]一种核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油工业油田高温高盐油藏的调驱、提高水驱采收率的核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法。

背景技术

水驱后高渗透层或高渗透带的吸水能力强，驱油效率高，而低渗透层或低渗透带的吸水能力弱，油未起动或动用程度很低。要提高采收率，需改善流度比，提高水的波及效率。采用注入适当的调剖剂，调整高低渗透层或高低渗透带的吸水剖面，使高渗透层或高渗透带的吸水能力降低，低渗透层或低渗透带的吸水能力增强或得到一定程度的起动，使后续水大量进入低渗透层或低渗透带，驱油效率增加，达到剖面调整，实现稳油控水的目的。对于90～130℃高温5～10×10⁴mg/L高盐的油藏，常规调驱材料的使用受到限制，因而需要新型抗温抗盐调驱材料。

目前颗粒调驱剂主要是采用水溶性聚合法，以亲水性单体交联共聚制备的吸水材料和加入无机材料复合制备的复合吸水材料，经造粒、烘干、粉碎、筛分等工艺过程制备成凝胶颗粒。这两类材料颗粒较大，适合在较高渗透油藏调驱，而在中低渗透率油藏中注入性较差，难以有效应用。且前者高温高矿化度情况下稳定性较差，后者由于复合强度增加导致柔性降低，不易运移到地层深部，很难达到深部调驱的效果。

发明内容

本发明的目的是：针对弱凝胶在恶劣油藏条件下难成胶和HPAM在恶劣油藏条件下稳定性不好的情况，配制注入困难、无法实现段塞处理、耐温耐盐性差以及常规凝胶颗粒调驱剂难以正真到达地层深部等技术难题，特提供一种核壳型聚合物微球调驱剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种核壳型聚合物微球调驱剂，其特征是：该调驱剂所用原料及各组分的含量为，其质量的单位为克或千克， 疏水性单体15～20是苯乙烯、或α-甲基苯乙烯、或对苯基苯乙烯、或丙烯酸酯中的一种；亲水性单体为2～10是用丙烯酰胺、或丙烯酰胺的衍生物、或丙烯酸、或丙烯酸盐、或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐、或二甲基二烯丙基氯化铵的一种或两种单体混合；去离子水60～85；壳相交联剂即交联剂1为 0.00005～0.00015是用N，N’-亚甲基双丙烯酰胺；核相交联剂即交联剂2 为0.00005～0.00015是用二乙烯基苯；引发剂0.01～1是用过硫酸铵、或过硫酸钾、或过氧化氢-硫酸亚铁、或过硫酸钾-亚硫酸氢钠的一种。               

聚合物微球调驱剂是由疏水单体苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对苯基苯乙烯为第一单体作为核相材料单元，以亲水单体丙烯酰胺、丙烯酸为第二单体作为壳相材料单元，以N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺为壳相交联剂即交联剂1，以二乙烯基苯为核相交联剂即交联剂2，在引发剂和适合温度下，在水相介质中进行无皂乳液聚合而制得。

一种核壳型聚合物微球调驱剂的制备方法，其特征是：先在装有60～85g去离子水的三颈瓶中，加入0.00005～0.00015g交联剂1 N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和2～10g丙烯酰胺或它的衍生物或丙烯酸或丙烯酸盐的混合物，充分溶解后，再加入0.00005～0.00015g交联剂2二乙烯基苯和10～15g苯乙烯或苯乙烯衍生物，升温到30～75℃，通氮气保护，加入引发剂0.01～1g，搅拌速度控制在300～400rpm，反应6～8h，制得核壳型聚合物乳液，得到平均粒径300～800nm的聚合物微球调驱剂溶液；该聚合物乳液一般不需要分离，稀释到需要浓度下直接用于调驱。

聚合物乳液通过离心破乳分离，无水乙醇洗涤提纯三次，真空干燥后得纯净产物核壳型聚合物微球，红外分析亲水基和疏水基伸缩振动峰的强度比可以定性的说明共聚微球中亲水单体单元和疏水单体单元的数量之比，以确认具有核壳结构。在温度为90～130℃范围内，矿化度为10×10⁴mg/L NaCl+5×10³mg/L CaCl₂情况下测定膨胀率。搅拌速度不同，可得到不同粒径的凝胶颗粒，可满足中低渗透性油藏。

上述疏水性单体是指苯乙烯、或α-甲基苯乙烯、或对苯基苯乙烯的一种；上述的亲水单体包括了阴离子型单体、非离子型单体和阳离子单体。其阴离子型单体用丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠等；非离子型单体用丙烯酰胺、或N—甲基丙烯酰胺、或N—已基烯酰胺的一种；阳离子亲水单体用二甲基二烯丙基氯化铵、或2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；这些不饱和单体是用一种单体或二种单体混合使用，若使用二种单体其非离子型单体与阴离子型单体或阳离子单体之比为15.0:5.0～19.5: 0. 5。