[发明专利]核壳结构的超支化聚合物复合微球、制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种核壳结构的超支化聚合物复合微球，其特征在于，所述超支化聚合物微球为内核与壳层的复合结构，所述内核为超支化聚合物，所述壳层为聚苯乙烯‑醋酸乙烯酯。本发明还包括核壳结构的超支化聚合物复合微球乳液的制备方法和应用。本发明的复合微球在实际生产使用过程中，当壳层部分的聚苯乙烯‑醋酸乙烯酯水解后，表面产生大量的羟基，具有亲水性，因此有利于在水中分散。当地层温度低于80℃时，聚苯乙烯‑醋酸乙烯酯壳层材料能够保持长时间不分解；当温度为120℃时，聚苯乙烯‑醋酸乙烯酯壳材料能在2～3个月出现破碎，使其内部的超支化聚合物被释放出来，随着超支化聚合物吸水膨胀和分解，逐步产生具有粘度的聚合物，粘度可保持2～3个月。

技术领域

本发明涉及一种核壳结构的功能复合微球的制备方法，属于功能高分子微球制备技术领域，具体涉及一种以超支化聚合物为内核的微球、其制备方法和应用，属于石油工程提高石油采收率领域，用于油藏的深部调剖控水或酸化解堵的酸液转向剂。

背景技术

石油开采过程中，注水开发和三次采油是提高石油采收率的最重要技术。由于油藏的非均质性，水驱和化学驱的驱替液会沿着高渗透带流动，降低了波及体积，严重影响石油的开采效率。因此改善水驱和化学驱的波及体积就是经济有效地提高石油产量，这也是石油工作者长期重视的研究课题。

目前，改善非均质油藏水驱和化学驱波及体积的技术主要是使用高分子量(2000～3600万)聚丙烯酰胺溶液及其交联的流动性凝胶来改善波及效率。由于油藏复杂多变，聚合物受机械和地层剪切，生物降解和耐温差等问题，依靠流度比来改善波及效率的目标有时不能实现。因此，石油科技工作者研发了预交联体膨颗粒，但由于其颗粒粒径较大，只能适用于大孔道，高渗带的高含水油藏的调剖。聚合物微球调驱调剖技术是近年来发展的一种新型深部调驱调剖技术，利用纳米或微米级的聚合微球实现逐级封堵地层孔喉，达到深部调剖的目的。另外，利用纳米级或亚微米聚合物微球和驱油剂组成的化学驱替液，能适应于较高温度油藏，实现提高石油采收率的目的。

中国专利CN1903974A公开一种纳米水溶性微凝胶驱油材料及其制备方法，通过采用丙烯酰胺/阴离子单体/第三单体合成出三元共聚物纳米尺寸微凝胶驱油材料，第三单体(M3)选自丙烯酰胺衍生物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、N-乙烯基吡啶盐、N-乙烯基吡咯烷酮中的一种或一种以上的混合物等。中国专利CN102399345A公开一种“含有核壳结构凝胶微球的乳液深部调驱剂的制备方法及乳液深部调驱剂”，使水溶性单体(包括丙烯酰胺、离子单体I、离子单体II、第三单体)与交联剂反应而制备含有纳米至微米尺寸范围的核壳结构凝胶微球的乳液深部调驱剂，内核为丙烯酰胺、基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和N-甲基丙烯酰胺交联共聚反应制成，壳层为丙烯酰胺、丙烯酸钠和N-甲基丙烯酰胺交联共聚制成，其核壳成分十分接近。中国专利CN101735413A公开“一种多层核壳结构的功能复合微球的制备方法及其应用”，由苯乙烯单一聚合组成核部分，由丙烯酰胺、阳离子单体及交联剂共聚组成阳离子壳部分；由丙烯酰胺、阴离子单体及交联剂共聚组成阴离子壳部分。该核壳结构微球是核为硬材料，壳为交联聚合物。中国专利CN104829784A公开“反相悬浮聚合制备可分解聚合物微球深部调驱剂”，是由丙烯酰胺单体，耐温耐盐单体，可分解交联单体共聚而成，可分解交联单体为聚乙二醇双丙烯酸酯类单体，该类交联单体具有温度依赖性，可通过调节其加量控制分解温度及时间，以适应不同油藏温度。

现有技术公开的各种聚合物微球或凝胶微球，虽然很大程度上改善了波及体积，但耐温不够高(只能适用于80℃以下)，并且吸水膨胀后变得很脆，易被地层剪切。

发明内容

本发明主要针对现有技术中存在的聚合微球耐温差，吸水膨胀后强度低，以及不能分解出较高粘度的聚合物等不足，提供一种核壳结构的超支化聚合物复合微球，使本发明的聚合物微球具有耐高温、高强度，延长超支化聚合物粘度保持时间，能适应于较高温度油藏开采，提高石油采收率。