一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶及其制备方法技术

一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶及其制备方法，具体为一种由两类球形聚合物微凝胶组成的通过静电作用形成的超分子体系及制备方法；采用反相微乳液光聚合法和反相乳液热聚合法制备，密度与注入水基本相同，可迅速在注入水中分散并吸水膨胀；在进入地层初期表现为相同电性的游离态，非常容易进入地层深部；在到达设计部位后分别表达出阴、阳离子电性进而形成超分子体系聚集体。聚集体的大小、紧密度、空间拓扑结构和电性表达可调，被剪切分散后可自修复、再聚集；解决了油藏深部调驱材料的注入性、孔喉匹配、封堵深度、封堵强度、起效时间、突破失效等问题，拓宽了微球类调驱材料的适用范围，具有广谱性、长效性和多轮次性。

A supramolecular system polymer microgel for Deep Reservoir Flooding and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶及其制备方法
本专利技术属于丙烯酰胺聚合物驱油材料领域，具体涉及一种由两种类球形聚合物微凝胶组成的由静电作用形成的超分子体系及制备方法，适用于油田水驱油藏深部调驱及提高采收率。
技术介绍
随着油藏的注水开发进入后期，油井含水逐渐升高，储层非均质性增强，注入水沿高渗透条带指进，单元含水上升快，产量递减大，油田采油速度低。经过长期的研究与实践，各种用于调剖堵水的技术、材料不断得到应用并取得了不错的效果。例如：通过注聚可以解决油藏层间和流向的问题；而凝胶的应用在一定程度上放宽了聚合物的使用条件并大大的降低了成本。不以封堵为主要工作机理的聚合物微球的应用兼顾了层间、方向、韵律的问题，纳米级的粒径特征很好的解决了调驱材料的注入性问题，聚合物微球独特的交联线团结构使其对可应用的地层温度和地层水、注入水的矿化度不敏感，更大的丰富了油藏进入高含水期后的深部调驱手段，进一步提高了采收率。但是，随着聚合物微球的推广和使用，其不足之处也逐渐显现，比较突出的主要有如下两点：一、见效较慢，尤其是在药剂加注期间，一般见不到效果或者效果不明显。表现为注水压力较正常注水压力波动频率高、波动幅度大，少部分注水井的注水压力不升反降。这种情况在采出程度较高的油田区块表现尤为突出，在加药结束转入单纯注水之后效果才得以体现。究其原因是因为小尺寸微球，尤其是纳米尺寸的微球不是以“堵”为主要工作模式，主要是通过对毛管力的干扰起作用，因此对突进的注入水的流动速度降低的程度有限，后续注水对地层能量的补充和积累速度较慢。而来源于能量得到补充和积累的波及体积扩大也较慢，进而表现为宏观调驱增油见效需要的时间较长。二、聚合物微球类调驱材料的初始粒径与油藏的孔喉匹配一直是业界讨论和争论最多的问题。仔细分析后发现这种匹配其实是一个“无解”的命题。分析如下：首先，聚合物微球是一种在水中膨胀的材料，其膨胀速度和最终粒径至少与原料组成有关、与生产工艺有关、与地层温度有关、与注入水和地层水的矿化度有关，那么是设计成初始粒径匹配还是膨胀中间粒径匹配亦或最终粒径匹配？其次，要与之匹配的孔喉数据质量如何，是不是准确、是不是具有代表性。要与之匹配的油藏孔喉由于层位、方向、沉积韵律等纵向上和平面上因素的差异性影响，孔喉的大小分布是很宽的，那么如何去匹配？即便在加药初期的粒径匹配准确、生产品控严格，然而随着材料进入地层深部、起效，后续注入水如果发生向相对低渗、其他方向、甚至层间的转向，又依据什么数据匹配？在加药调驱的过程中是不是要多次更换不同粒径的药剂？最后，无论用微乳液法或乳液法生产的聚合物微球粒径是一个分布，微球的大小不会完全一致，而且从材料和生产工艺本身而言并不是可以做成任意粒径。综上，如果将微球材料设计成既可以干扰毛管力同时又可以通过静电作用发生聚集、具有封堵功能的超分子体系，而且由于其分子之间聚集不是通过共价键作用，因此在通过孔喉时聚集体可以被剪切分散，通过以后又能再次形成聚集体，对下一孔喉形成封堵。这样就可以较好的解决聚合物、凝胶破胶即突破、突破即失效的问题，也可以解决微球类调驱产品见效慢和孔喉匹配的问题，扩大了聚合物微球类调驱产品的应用范围和应用条件。
技术实现思路
本专利技术的
技术实现思路
为提供一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶，该超分子体系聚合物微凝胶以质量百分比计，由如下成分组成：在配料釜中加入5％-92％的材料A，在搅拌条件下加入5％-92％的材料B，需充分搅拌30分钟；加入2％-10％的溶剂4，充分搅拌30分钟，再加入1％-10％的反相剂，充分搅拌60分钟以上，使之形成均匀的超分子体系聚合物微凝胶；其中，所述的溶剂4选自脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的反相剂选自壬基酚聚氧乙烯醚系列、辛基酚聚氧乙烯醚系列、脂肪醇聚氧乙烯醚系列中的一种或一种以上的混合物；而材料A和材料B的具体组成材料配方如下：(1)材料A以质量百分比计，由如下成分组成：所述的阴离子单体选自丙烯酸及其钠钾铵等盐、甲基丙烯酸及其钠钾铵等盐、烯丙基磺酸及其钠钾铵等盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其钠钾铵等盐之中的至少一种或一种以上的混合物；所述的功能单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物。所述的丙烯酰胺衍生物选自2-甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-二乙基丙烯酰胺，N-乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中和一种或一种以上的混合物。所述的甲基丙烯酸脂选自甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙脂；所述的交联剂1选自二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇双丙烯酸脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸脂中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂1为司盘系列、聚氧乙烯蓖麻油系列中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂2选自吐温系列、AEO系列、辛基酚聚氧乙烯醚系列、曲拉通系列、琥珀酸双异辛酯磺酸盐、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂1选自：脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂2选自苯、甲苯、二甲苯中的一种或一种以上的混合物；所述的引发剂1选自安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、三甲基苯甲酰基膦酸乙脂、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A为采用微乳液法经光引发聚合而成的类球形凝胶颗粒，颗粒粒径30nm～150nm；(2)材料B以质量百分比计，由如下成分组成：所述的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N,N-二甲胺基乙基丙烯酸酯盐酸盐、N,N-二甲胺基乙基丙烯酸酯硫酸盐、N,N-二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐、N,N-二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯硫酸盐、烯丙基胺盐、烯丙基烷基盐、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵中的一种或一种以上的混合物；所述的阴离子单体选自丙烯酸及其钠钾铵等盐、甲基丙烯酸及其钠钾铵等盐、烯丙基磺酸及其钠钾铵等盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其钠钾铵等盐之中的一种或一种以上的混合物；所述的功能单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺衍生物、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸脂、甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物。所述的丙烯酰胺衍生物选自2-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-二乙基丙烯酰胺，N-乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的一种或一种以上的混合物；所述的丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙脂；所述的交联剂2选自二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇双丙烯酸脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸脂中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂3选自司盘系列、聚氧乙烯蓖麻油系列中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂3选自脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的引发剂2选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶，其特征在于，该超分子体系聚合物微凝胶以质量百分比计，由如下成分组成：

【技术特征摘要】
1.一种用于油藏深部调驱的超分子体系聚合物微凝胶，其特征在于，该超分子体系聚合物微凝胶以质量百分比计，由如下成分组成：在配料釜中加入5％-92％的材料A，在搅拌条件下加入5％-92％的材料B，需充分搅拌30分钟；加入2％-10％的溶剂4，充分搅拌30分钟，再加入1％-10％的反相剂，充分搅拌60分钟以上，使之形成均匀的超分子体系聚合物微凝胶；其中，所述的溶剂4选自脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的反相剂选自壬基酚聚氧乙烯醚系列、辛基酚聚氧乙烯醚系列、脂肪醇聚氧乙烯醚系列中的一种或一种以上的混合物；而材料A和材料B的具体组成材料配方如下：(1)材料A以质量百分比计，由如下成分组成：所述的阴离子单体选自丙烯酸及其钠钾铵等盐、甲基丙烯酸及其钠钾铵等盐、烯丙基磺酸及其钠钾铵等盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其钠钾铵等盐之中的至少一种或一种以上的混合物；所述的功能单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酰胺衍生物、甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物；所述的丙烯酰胺衍生物选自2-甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-二乙基丙烯酰胺，N-乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中和一种或一种以上的混合物；所述的甲基丙烯酸脂选自甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙脂；所述的交联剂1选自二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇双丙烯酸脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸脂中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂1为司盘系列、聚氧乙烯蓖麻油系列中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂2选自吐温系列、AEO系列、辛基酚聚氧乙烯醚系列、曲拉通系列、琥珀酸双异辛酯磺酸盐、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂1选自：脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂2选自苯、甲苯、二甲苯中的一种或一种以上的混合物；所述的引发剂1选自安息香、安息香双甲醚、安息香乙醚、三甲基苯甲酰基膦酸乙脂、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A为采用微乳液法经光引发聚合而成的类球形凝胶颗粒，颗粒粒径30nm～150nm；(2)材料B以质量百分比计，由如下成分组成：所述的阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N,N-二甲胺基乙基丙烯酸酯盐酸盐、N,N-二甲胺基乙基丙烯酸酯硫酸盐、N,N-二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐、N,N-二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯硫酸盐、烯丙基胺盐、烯丙基烷基盐、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵中的一种或一种以上的混合物；所述的阴离子单体选自丙烯酸及其钠钾铵等盐、甲基丙烯酸及其钠钾铵等盐、烯丙基磺酸及其钠钾铵等盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其钠钾铵等盐之中的一种或一种以上的混合物；所述的功能单体选自N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺衍生物、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸脂、甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物；所述的丙烯酰胺衍生物选自2-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺，N,N-二乙基丙烯酰胺，N-乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的一种或一种以上的混合物；所述的丙烯酸酯或甲基丙烯酸脂选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸二甲胺基乙脂；所述的交联剂2选自二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙二醇双丙烯酸脂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇三丙烯酸脂中的一种或一种以上的混合物；所述的表面活性剂3选自司盘系列、聚氧乙烯蓖麻油系列中的一种或一种以上的混合物；所述的溶剂3选自脂肪烃、工业白油、液体石蜡、溶剂油、芳烃中的一种或一种以上的混合物；所述的引发剂2选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧化氢叔丁基、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒盐酸盐、N,N-二甲基苯胺、N,N,N,N-四甲基乙二胺；所述的材料B为采用乳液法经热引发聚合而成的类球形凝胶颗粒，颗粒粒径500nm～1500nm。2.根据权利要求1所述的超分子体系聚合物微凝胶，其特征在于：所述的材料A组分表面活性剂1中的表面活性剂司盘系列选自司盘60、司盘65、司盘80、司盘85中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A组分表面活性剂1中的表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油系列选自EL-10、EL-20、EL-30、EL-40、EL-60、EL-80、EL-90中的一种或一种以上的混合物。3.根据权利要求1或2所述的超分子体系聚合物微凝胶，其特征在于：所述的材料A组分表面活性剂2中的表面活性剂吐温系列选自吐温20、吐温40、吐温60、吐温61、吐温65、吐温80、吐温81、吐温85中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A组分表面活性剂2中的所述的表面活性剂AEO系列选自AEO-4至AEO-9中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A组分表面活性剂2中的辛基酚聚氧乙烯醚系列选自OP-5、OP-7、OP-9、OP-10、OP-11、OP-13中的一种或一种以上的混合物；所述的材料A组分表面活性剂2中的表面活性剂曲拉通系列选自TX-5至TX-9中的一种或一种以上的混合物。4.根据权利要求1-3中任一项所述的超分子体系聚合物微凝胶，其特征在于：所述的材料B组分表面活性剂3中的所述的表面活性剂司盘系列选自司盘60、司盘65、司盘80、司盘85中的一种或一种以上的混合物；所述的材料B组分表面活性剂3中的表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油系列选自EL-10、EL-20、EL-30、EL-40、EL-60、EL-80、EL-90中的一种或一种以上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛伟，赵英，
申请(专利权)人：薛伟，赵英，
类型：发明
国别省市：河北,13