一种耐酸性纳米聚合物微球及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐酸性纳米聚合物微球及其制备方法，原料包括质量比为1:(1～3)的水相溶液A和油相溶液B，按质量浓度计，水相溶液A中包括10％～40％的丙烯酰胺AM单体、2％～4％的耐酸功能单体、1％～3％的耐温功能单体、1％～3％的甜菜碱功能单体、1％～2％的交联剂和0.5％～2％的引发剂体系，其余为水；油相溶液B中包括20％～48％分散剂、1％～15％的乳化剂和1％～15％的表面活性剂；本发明专利技术制得的耐酸性纳米聚合物微球在CO2驱油藏中具有良好调剖效果且作用有效期长。效果且作用有效期长。效果且作用有效期长。

【技术实现步骤摘要】
一种耐酸性纳米聚合物微球及其制备方法


[0001]本专利技术属于油田调剖堵水用剂
，具体属于一种耐酸性纳米聚合物微球及其制备方法。

技术介绍

[0002]油田开发后期，常规注水开发难度不断增加，应用注CO2气驱技术能够有效解决注水困难等问题，提高了原油采收率。国内外近年来大力开展了CO2驱油提高采收率技术的研发和应用，我国已在江苏、中原、长庆、胜利等油田已成功进行了现场试验。
[0003]CO2驱油的主要机理：降低原油粘度，改善水油流度比；使原油体积大幅度膨胀，增加地层的弹性能量，有利于膨胀后的剩余油变成可动油，驱油效率升高；二氧化碳溶于水，使其碳酸化，碳酸水与油藏的碳酸盐反应，生成碳酸氢盐。碳酸氢盐易溶于水，导致井筒周围有大量水和二氧化碳通过的碳酸岩渗透率提高，使地层渗透率得以改善。
[0004]但是，地层渗透率提高的同时也会出现窜流等问题。聚合物微球深部调剖剂因其优异的性能在窜流封窜中发挥着重要作用。如，其具有良好的吸水性和弹性，可有效减少调剖剂对非目的层的伤害且配制方便、注入过程简单、环保友好。但是，高温高压油藏中CO2气体达到超临界状态，在此状态下的CO2会使油藏成为pH值在2～3的酸性环境。而常规的聚合物微球在酸性条件下不稳定易降解，有效期短，深部调剖效果有限。

技术实现思路

[0005]为了解决为了克服传统常规聚合物微球抗酸性差的问题，本专利技术提供一种耐酸性纳米聚合物微球及其制备方法，制得的耐酸性纳米聚合物微球在CO2驱油藏中具有良好调剖效果且作用有效期长。
>[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐酸性纳米聚合物微球，原料包括质量比为1:(1～3)的水相溶液A和油相溶液B，按质量浓度计，
[0007]所述水相溶液A中包括10％～40％的丙烯酰胺AM单体、2％～4％的耐酸功能单体、1％～3％的耐温功能单体、1％～3％的甜菜碱功能单体、1％～2％的交联剂和0.5％～2％的引发剂体系，其余为水；
[0008]所述油相溶液B中包括20％～48％分散剂、1％～15％的乳化剂和1％～15％的表面活性剂。
[0009]进一步的，所述耐酸功能单体为二烯丙基季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺或二甲基二烯丙基氯化铵。
[0010]进一步的，所述耐温功能单体为苯乙烯磺酸、4
‑
苯乙烯磺酸钠、N
‑
烷基马来酰亚胺或2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑
丙烷磺酸。
[0011]进一步的，所述甜菜碱功能单体为丙烯酰胺丙基甜菜碱、2
‑
(4
‑
丙烯酰胺基
‑
丙基
‑
二甲基胺)
‑
乙酸钠或N
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基月桂酰基丙磺酸内盐。
[0012]进一步的，所述交联剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯。
[0013]进一步的，所述引发剂体系中包括质量比为2:1的氧化剂和还原剂，氧化剂包括过硫酸铵或过硫酸钾；还原剂包括亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾。
[0014]进一步的，所述乳化剂包括聚山梨酸酯60、聚山梨酸酯80或壬基酚聚氧乙烯醚。
[0015]进一步的，所述表面活性剂为油溶性表面活性剂，具体为山梨坦单硬脂酸酯或失水山梨醇油酸酯；
[0016]进一步的，所述水相溶液A所用水为去离子水，油相溶液B中分散剂为航空煤油、白油或柴油。
[0017]本专利技术还提供一种耐酸性纳米聚合物微球的制备方法，具体步骤如下：
[0018]S1将丙烯酰胺AM单体、耐酸功能单体、耐温功能单体、甜菜碱功能单体加入水相中混合，搅拌至溶液变澄清，然后加入交联剂，搅拌得到水相溶液A；
[0019]S2向分散剂中加入乳化剂和表面活性剂，搅拌，得到油相溶液B；
[0020]S3将水相溶液A滴加到油相溶液B中，搅拌，得到澄清透明的微乳液；
[0021]S4将微乳液置于在保护气氛下，在500r/min～1000r/min搅拌转速条件下，向微乳液中滴加引发剂体系，在30℃～60℃，反应1h～3h，搅拌降温得到耐酸性纳米聚合物微球。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0023]本专利技术在耐酸性纳米聚合物微球中加入耐酸功能单体，耐酸功能单体具有带正电的N
+
基团，其可与酸性环境中的H
+
产生静电排斥作用，从而使本专利技术的纳米聚合物微球具有良好的耐酸性能，在CO2驱油藏条件下调剖效果良好，作用有效期长，应用前景广阔；
[0024]本专利技术的制备方法操作简单，所选用的原料配比，制备步骤及反应条件的配合能得到粒径小、合成产率高的纳米聚合物微球。
附图说明
[0025]图1为一种耐酸性纳米聚合物微球的形貌图；
[0026]图2为合成的耐酸性纳米聚合物微球的粒径分布曲线；
[0027]图3为AM单体和耐酸性纳米聚合物微球的红外谱图，其中曲线(a)为AM单体，曲线(b)为耐酸性纳米聚合物微球；
[0028]图4为耐酸性纳米聚合物微球的粒径分布曲线；
[0029]图5为并联填砂管分流量曲线。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。
[0031]基于上述一种耐酸性纳米聚合物微球的制备方法，如下步骤：油相和水性总重量为100g时，以质量浓度计：
[0032](1)在搅拌的过程中将10％～40％的丙烯酰胺AM单体、2％～4％的耐酸功能单体、1％～3％的耐温功能单体和1％～3％的甜菜碱功能单体依次加入到盛有一定体积的去离子水的烧杯中，搅拌至溶液变澄清，再加入1％～2％的交联剂，搅拌至溶解，制备出分散均匀的水相溶液A。
[0033](2)在20％
‑
48％的分散剂中加入1％～15％的乳化剂和1％～15％的表面活性剂，搅拌一定时间使乳化剂和表面活性剂充分溶解分散，制备出油相溶液B。
4
‑
苯乙烯磺酸钠盐、1.55g丙烯酰胺丙基甜菜碱，边搅拌边依次加入到盛有13.17g的去离子水的烧杯中，搅拌至溶液变澄清；准确称取1.77g N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺添加至上述溶液中，搅拌至全部溶解，制备出分散均匀的水相溶液A。
[0058](2)称取40mL的白油置于烧杯中，并加入5g吐温80，15g司盘80，在磁力搅拌器上搅拌分散均匀，制备出油相溶液B。然后加入到四口烧瓶(带有回流冷凝管、电动搅拌器、恒液漏斗及氮气导管)中，并将四口烧瓶置于恒温水浴(室温)中。将得到的水相溶液A滴加到油相中，在磁力搅拌器上充分搅拌，最终得到澄清透明的微乳液。
[0059](3)将得到的微乳液加入到装有搅拌器的四口烧瓶(带有回流冷凝管、电动搅拌器、恒液漏斗及氮气导管)中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐酸性纳米聚合物微球，其特征在于，原料包括质量比为1:(1～3)的水相溶液A和油相溶液B，按质量浓度计，所述水相溶液A中包括10％～40％的丙烯酰胺AM单体、2％～4％的耐酸功能单体、1％～3％的耐温功能单体、1％～3％的甜菜碱功能单体、1％～2％的交联剂和0.5％～2％的引发剂体系，其余为水；所述油相溶液B中包括20％～48％分散剂、1％～15％的乳化剂和1％～15％的表面活性剂。2.根据权利要求1所述的一种耐酸性纳米聚合物微球，其特征在于，所述耐酸功能单体为二烯丙基季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺或二甲基二烯丙基氯化铵。3.根据权利要求1所述的一种耐酸性纳米聚合物微球，其特征在于，所述耐温功能单体为苯乙烯磺酸、4
‑
苯乙烯磺酸钠、N
‑
烷基马来酰亚胺或2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基
‑
丙烷磺酸。4.根据权利要求1所述的一种耐酸性纳米聚合物微球，其特征在于，所述甜菜碱功能单体为丙烯酰胺丙基甜菜碱、2
‑
(4
‑
丙烯酰胺基
‑
丙基
‑
二甲基胺)
‑
乙酸钠或N
‑
甲基
‑
N
‑
烯丙基月桂酰基丙磺酸内盐。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽萍，吕伟，黄伟，刘笑春，王石头，任建科，杨飞涛，程辰，陈小娟，赵海峰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：