[发明专利]阴阳复合核壳结构聚合物微球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阴阳复合核壳结构聚合物微球及其制备方法，主要解决了分散聚合中双烯类交联剂失效、微球容易粘结等问题，同时解决了聚丙烯酰胺微球类产物的在地下深度调剖运移的问题。通过采用聚丙烯酰胺类聚合物凝胶微球，包括以下结构单元：丙烯酰胺结构单元、离子单体I结构单元、非离子单体I结构单元、稳定剂I结构单元构成的聚合物微球内核部分，丙烯酰胺结构单元、离子单体II结构单元、非离子单体II结构单元、稳定剂II结构单元构成的聚合物微球外壳部分；所述交联剂结构单元在成核反应和成壳反应后与聚合物微球核壳结构中聚合物链反应形成交联结构的技术方案，较好地解决了该问题，可以适用于油田开发中的深度调剖。

技术领域

本发明涉及一种后期交联方法制得的单分散核壳结构的阴阳复合聚合物微球，具体的涉及一种微米尺寸的聚丙烯酰胺复合微球，可在三次采油中作为深度调剖堵水剂使用。

背景技术

石油是现代工业的重要能源来源之一，是化工行业的基础原料的重要来源，随着对油田现有原油的不断开采，石油开采难度逐渐增加，成本逐步加大，开采经济效益降低，不利于油田在低油价时代的生存发展。同时原油产量的自然递减也对油田开采增加了压力，不利于国家能源战略安全和经济发展。我国油田大多数为陆相沉积油藏，地质环境复杂，经过常年的开采，地下水窜严重，非均质性加剧，无效注水使得开采成本进一步增加。由于长期的冲刷，近井地带原油饱和度较低，而剩余油主要集中在油藏深部，现有各类堵剂对油藏深部调剖效果受限使得注入水或驱油剂在油藏深部窜流严重，非常不利于油田的进一步开发。

聚合物微球是在地面上合成的由亲水性高分子组成的聚合物交联球体，由于其在地层中有较好的运移能力，因此可以有效进入地层深部起到深部调剖的作用。聚合物微球在地面上合成，避免了类似地下冻胶体系在地下交联成胶效果差等问题，同时避免了凝胶颗粒类较大颗粒对近井地带封堵将强而无法有效运移至深部的问题。

目前用于调剖的聚合物微球主要是以反相微乳液或反相乳液合成获得的纳米级微球及反相悬浮合成获得的粒径在几十到几百微米的微球。其中反相悬浮所得的聚合微球一般粒径在几十至上百微米，微球较大，在地层中运移能力较差，无法实现深度运移，而反相微乳液或反相乳液合成获得的纳米级聚合物微球却由于粒径过小，对高渗地层的封堵能力有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是解决现有聚合物调剖剂在地层中运移能力不足的问题，为此本发明提供了一种阴阳复合核壳结构聚合物微球，通过精确调控聚合物微球的核壳结构来使得聚合物能够在地层中定点到达指定深度进而实现深度调剖。

本发明解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的阴阳复合核壳结构聚合物微球的制备方法，采用分散聚合合成获得了粒径均一单分散微米级的聚合物微球结构同时明确验证了聚合微球的核壳结构的存在。

本发明解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的阴阳复合核壳结构聚合物微球的应用方法。

为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚丙烯酰胺类聚合物凝胶微球，包括以下结构单元：丙烯酰胺结构单元、离子单体I结构单元、离子单体II结构单元、非离子单体I结构单元、非离子单体II结构单元、交联剂结构单元、稳定剂I和稳定剂II结构单元；其中，所述丙烯酰胺结构单元、离子单体I结构单元、非离子单体I结构单元、稳定剂I结构单元构成聚合物微球内核部分，所述丙烯酰胺结构单元、离子单体II结构单元、非离子单体II结构单元、稳定剂II结构单元构成聚合物微球外壳部分；所述交联剂结构单元在成核反应和成壳反应后与聚合物微球核壳结构中聚合物链反应形成交联结构，所述稳定剂结构单元在微球表面形成稳定隔离层结构；所述离子单体I和离子单体II的电性相反。

上述技术方案中，所述聚丙烯酰胺类聚合物凝胶微球，按重量份数计，由包含以下组分的反应体系反应得到：

内核部分：

(1)5-25份丙烯酰胺I；