[发明专利]微悬浮聚合制备的阴阳复合柔性聚合物微球及制备方法

说明书

本发明涉及一种微悬浮聚合制备的阴阳复合柔性聚合物微球及制备方法，主要解决解决现有聚合物微球深度调剖能力及可控性不足、及现有方法制备的微球粒径普遍为纳米级、或几十到几百微米级的问题，通过采用一种阴阳复合柔性聚合物微球的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酰胺单体、任选的阳离子单体、阴离子单体、非离子单体、长效交联剂与水配制成pH值为6‑10之间的水溶液；将分散剂溶解于油溶剂中，配置成溶液；将引发剂或引发剂水溶液，加入步骤a配制所得的水溶液中；将步骤c所得溶液加入到步骤b配制成的溶液中，控制温度不大于25℃，搅拌除氧，得到反应体系等步骤的技术方案，较好地解决了该问题，可适用于油田开发中的深度调剖。

技术领域

本发明涉及一种微悬浮聚合制备的阴阳复合柔性聚合物微球及制备方法。具体的涉及一种微米级尺寸的聚丙烯酰胺核壳结构阴阳复合微球，可以在三次采油中作为深度调剖剂使用。

背景技术

能源问题是现代社会普遍面临的最严峻问题之一，而作为能源的重要来源的石油则是现代工业中不可或缺的重要组成部分。在我国，经过长期的开发，各大油田陆续进入高含水期，开采难度逐渐增大，成本升高，开采经济效益降低。

以胜利油田为例，中高渗油藏在储量和产量中占主体地位，综合含水达到 94％，采出程度30.8％。经过长期的注水开发，地下油水分布更加复杂，宏观的剩余油呈分散状态，可采储量采出程度高，综合含水进入特高期，此类双极高油藏要保持继续正常开发难度较大。在特高含水后期，地层非均质加剧，地下流场更加复杂，高吸水层发育严重，其中极端高耗水区域体积约占油藏的 15％，但却消耗了90％的注入水，进而使得吨油耗水量急剧增加，油田开发效益下降。

高含水期油藏的开题，调剖堵水是关键技术之一。而聚合物微球则是目前用于油田深度调剖的重要调剖剂。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。

但目前，市面上最主要的聚合物微球产品为反相微乳液法制备的粒径在 100多纳米的聚合物微球，其次有部分粒径数百纳米的反相乳液法制备的微球和粒径在几十到数百微米的反相悬浮法制备的微球。由于技术的限制，反相乳液法制备的微球初始粒径一般在数百纳米，粒径更大则体系稳定性较差。而反相悬浮法制备的微球则粒径在数十微米以上，两种方法均对粒径在1-10um尺寸的微球没有较好的覆盖。而能获得1-10um范围的聚合方法报道中主要为分散聚合，本课题组前期研究也采用了该方法，由于该方法所得微球长期耐老化性不足，因此也无法作为有效的合成长效深度调剖剂的合成方法使用。且目前常见的微球多为均一的微球，核壳结构不清晰，无法有效通过结构进行性能的调控。

同时现有的调剖用微球与传统凝胶颗粒有相同的特点，即进入地层后很快膨胀至最大值，封堵能力也达到最大，进而在地层中逐渐降解失效。因此造成其封堵能力随着运移时间的延长逐渐降低，强的封堵能力出现在近井地带而在地层深处的封堵能力不足。相关研究中通过改性进行缓膨研究的微球也在深度调剖能力的调控上有明显的不足。

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微球深度调剖能力及可控性不足、及现有方法制备的微球粒径普遍为纳米级、或几十到几百微米级的问题。为此，本发明提供了一种阴阳复合柔性聚合物微球的制备方法，该方法为微悬浮聚合，制得的结构清晰的阴阳核壳结构的聚丙烯酰胺微球，初始平均粒径为 1～10微米，小的粒径尺寸能保证其在地层大孔道中的运移，同时负电性外壳能保证其在进入地层初期与地层有较弱的吸附作用，进而可以保证其能运移至地层深处，通过调整微球外壳的降解时间和微球内核的带电性质，实现了在地下运移一定时间后微球间聚集能力骤增，封堵能力明显增强的特质。