[发明专利]一种包覆型微凝胶颗粒调剖剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种包覆型微凝胶颗粒调剖剂及其制备方法，所述制备方法包括：将含有丙烯酰胺类单体、交联剂、稳定剂和引发剂的水溶液与疏水纳米材料在高速下搅拌，形成干粉状包覆体预反应体系，将预反应体系进行自由基聚合及干燥后得到所述包覆型微凝胶颗粒调剖剂。本发明的包覆型微凝胶颗粒调剖剂固含量接近100％，凝胶核外部包覆有疏水纳米材料，颗粒平均粒径在微米级。该包覆型微凝胶颗粒调剖剂具有表面活性剂响应性，在清水中不发生膨胀，在表面活性剂溶液中膨胀。利用该响应性可在调剖作业中实现对包覆型微凝胶颗粒调剖剂膨胀时间的延缓与控制，实现油藏的深部调剖。该包覆型微凝胶颗粒制备方法原理可靠，操作简便，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及提高原油采收率技术中的油田化学技术领域，特别涉及一种包覆型微凝胶颗粒调剖剂及其制备方法。

背景技术

油田在注水开发后期会出现注入水沿高渗通道窜流的问题，进而造成注入水波及效率低，大部分原油滞留在地层难以开采，经济效益差。当前，基于凝胶调剖体系的深部液流转向技术是油田解决注入水高渗通道窜流问题的主要手段。其中，微凝胶颗粒调剖体系以其良好的抗温抗盐性能、成胶过程精确可控等技术优势在油田调剖作业中被广泛应用。这类体系具有较小的初始粒径尺寸(通常在亚微米-微米级)，因此在被注入地层的初期可以表现出良好的运移能力。微凝胶颗粒在被注入地层中后会发生吸水膨胀，当其自身粒径及体积增大至一定尺寸后会在地层孔吼中产生堵塞，从而发挥液流转向作用促进注入水从高渗层转向进入低渗层，提高注入水的波及效率，提高原油采收率。

然而，现有的大部分商用微凝胶颗粒调剖体系膨胀速度较快，还未进入地层深处便会膨胀完全产生封堵，难以实现深部调剖，调剖作业效果较差。为了延长微凝胶颗粒调剖体系的膨胀时间以实现深部调剖，部分环境响应型的微凝胶颗粒调剖体系被开发出来。现阶段应用最为广泛的环境响应型微凝胶颗粒体系是由BP、Chevron、Nalco和Texaco等多家机构联合研制的“Brightwater”体系，该体系中含有两种交联剂，其中一种交联剂会在高温下缓慢分解从而延长体系的膨胀事件，但是该体系的应用工艺较为复杂且抗盐效果不佳，另外其温敏特性会限制其可应用的油藏温度范围。

另外，现有技术中，微凝胶颗粒体系通常由丙烯酰胺类单体通过反相(微)乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合等合成方法制备而成，上述制备方法会使用大量的液体，制得产品后分离提纯难度较大，离心分离和滤膜过滤等实验室常见分离方法在工业应用上会产生很高的运行成本。为了节约成本，微凝胶颗粒商业产品通常会连同合成所用液体一同以悬浮液的形式出售，但悬浮液中有效微凝胶颗粒含量仅为30％～60％左右，悬浮液中大量无用的液体会增加产品储存和运输的商业成本。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种包覆型微凝胶颗粒调剖剂及其制备方法，所述包覆型微凝胶颗粒调剖剂通过在调剖剂外设置疏水壳体包覆层，使得所述包覆型微凝胶颗粒调剖剂在地层中的膨胀性更加可控。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种包覆型微凝胶颗粒调剖剂，包括调剖剂和包覆所述调剖剂的疏水壳体，所述调剖剂包括以下以质量分数计的组分：丙烯酰胺20％～30％、丙烯酰胺离子类单体2％～8％、丙烯酰胺糖类单体0.5％～1.5％、交联剂0.02％～0.15％、引发剂0.02％～0.12％和稳定剂0.04％～0.35％，其余为去离子水。

进一步地，所述丙烯酰胺离子类单体为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二甲基二丙烯基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种；所述丙烯酰胺糖类单体为乙烯基糖苷或6-O-乙烯基-β-环糊精；所述交联剂为N，N’-亚甲基双丙烯酰胺；所述稳定剂为氯化钠或氯化钾；所述引发剂为氧化还原引发体系。

进一步地，所述引发剂的氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾，所述引发剂的还原剂为亚硫酸氢钠，所述氧化剂与所述还原剂的质量比为1:1。