[发明专利]高温高矿化度油藏深部调剖的聚合物微球及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域中的一种用于高温高矿化度油藏深部调剖的聚合物微球及制备方法，特别适合水驱开发油藏开发过程应用。

背景技术

在油田开发过程中，注水开发是补充地层能量，提高原油采收率最经济和有效的方法。由于我国油藏大部分属于陆相沉积，含油饱和度相对较低，储层分散，油藏非均质性严重，因此，注水开发过程中往往会形成高渗条带，注入水不能在油藏中有效地驱动原油，而很快地从油井流出，形成无效循环，致使油井含水上升快，造成水淹。现有的调剖材料和技术要么不能进入地层深部，只是在近井地带形成封堵，要么存在稳定性和可靠性差，成本高等问题。

聚合物微球用于注水开发油藏逐级深部调驱材料，其使用原理是利用纳、微米尺寸的聚合物微球，初始尺寸远小于地层孔喉尺寸，随注入水可以顺利的进入地层深部，在地层中不断向前运移，吸水逐步膨胀后在渗水通道孔喉处形成封堵，造成液流改向，实现扩大水波及体积，提高原油采收率的目的。该思想的实现基于以下两个关键问题的解决：大量廉价稳定生产纳、微米尺寸聚合物微球的技术；微球水化膨胀和尺寸控制技术。通过本发明研制的纳、微米聚合物微球逐级深部调驱材料完全满足了上述两方面的要求。

通过大量的室内封堵和调驱实验证明，该类材料可以有效的改善地层非均质性，扩大水相波及体积，在不同的地质条件下，提高石油采收率10～15％。其特点是注入水和地层水的温度和矿化度对其的影响较小，适用于各类注水开发油藏；地层非均质性越严重，调驱效果越明显；由于封堵仅针对地层孔喉，用量少，成本低；进入地层深部可控，可以有效的提高动用储量，有效期长；注入设备简单，方便。我国现有注水开发的石油储量有80亿吨以上，本技术适合90％的水驱开发油藏使用，其现实意义和社会效益显而易见。

通过分析注水开发过程中影响水驱开发效果的各种矛盾，借鉴现有调剖技术的合理部分，根据基础的化学反应，微乳聚合基本原理，提出了本发明。

发明内容

本发明提出一种适合高温高矿化度油臧深部调剖的聚合物微球及其制备方法。本发明采用光聚合反应制备聚合物微球的方法，通过采用增加3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或丙烯酰胺单体等耐温抗盐材料和水溶性阴离子单体，添加分散剂和交联剂，在表面活性剂和溶剂混合介质中形成油水混合乳液，在可控温条件下通过光聚合反应方式，引发剂被紫外光分解后引发乳液聚合，形成尺寸在50-500纳米范围的微球。聚合物微球适合中高温油藏深部调剖、调驱，在50℃～150℃的中高温油藏深部，聚合物微球能保持相对稳定，耐受矿化度范围2000～30×10⁴mg/L，能长时间形成有效封堵，改善注水开发效果，提高采收率。本发明利用聚合物微球可以任意浓度的分散在注入水中并能够进入地层深部后逐渐溶胀对孔喉形成封堵的能力、有效的封堵地层的高渗透条带，扩大水的波及体积，显著提高水驱开发油藏的原油采收率。

技术方案包括：

一、高矿化度油藏深部调剖的聚合物微球是将耐温抗盐材料、水溶性阴离子单体、分散剂、表面活性剂、溶剂、去离子水、交联剂和光引发剂，在可控温条件下通过光聚合反应方式形成尺寸在50-500纳米范围的微球，各成分的质量百分比计分别是：耐温抗盐材料15～35％，水溶性阴离子单体5～30％，分散剂1～15％，表面活性剂10～40％，溶剂20～60％，去离子水10～20％，交联剂0.05～5％，光引发剂0.1～3.0％；所述的耐温抗盐材料为3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或丙烯酰胺单体中的一种或两种以上的混合物；所述的水溶性单体为丙烯酸、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸甲氧基乙酯中的一种或两种以上的混合物；所述的表面活性剂为司盘、土温、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种以上的混合物；所述的分散剂为N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种的混合物；所述的溶剂为溶剂油、脂肪烃或芳烃中的一种或两种以上的混合物；所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇双丙烯酸脂中的一种或两种种以上的混合物；所述的光引发剂为安息香醚类衍生物、羟基或胺基取代的苯乙酮衍生物、双偶氮引发剂的一种或两种以上的混合物。