【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚合物胶囊的制备方法，属于油气田开发工程。
技术介绍
1、在油田开采中，聚合物驱是最常用的采油方式之一，聚合物可以提高驱替相的黏度，改善油水流度比，扩大注入水的波及体积，从而提高驱替效率。随着石油资源开采地不断进行，对于开发中低渗透油藏的研究与实践日益引起关注，但是由于其低孔和低渗特征，传统聚合物驱尤其是高黏弹聚合物驱面临严峻挑战，存在注入压力高、黏度损失大等严峻挑战。
2、为了改善聚合物的注入性，提出了延迟增黏的概念，旨在将增黏过程从地面转移到油藏的驱替过程中。近年来，微胶囊以其独特的缓慢释放特性逐渐被应用于各种领域，如生物医学、食品、自修复材料和化妆品等行业。微胶囊是通过胶囊化作用将聚合物封装在外壳中，形成具有核壳结构的颗粒，有效隔离内部核心物质与外部环境，实现对核心物质的保护和释放的精确控制。
3、微胶囊也作为石油开发领域的添加剂，具有潜在的经济价值。然而，目前很少有能在模拟地层条件下进行可视化研究的微胶囊。迫切需要开发一种可在模拟实际地层环境中进行可视化微观渗流机制研究的聚合物胶囊，聚合物胶囊密度可根据学术研究或实际驱替需求进行调整，但无论密度的具体数值如何，均能够有效增强驱油效果，以深入探讨其运移吸附、变形封堵和破裂扩散等关键机制，不仅为学术界提供一种灵活且高度可控的研究工具，同时为实际应用提供了可行性和经济性的解决方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，为生成接枝高分子量单体的聚合物胶囊，精确研究聚合物胶囊在实际地层环境中
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种聚合物胶囊的制备方法，包括步骤如下：
4、（1）测量岩石颗粒密度和被驱替相的密度；
5、（2）选择原始高黏弹聚合物和高分子量单体，测量原始聚合物溶液的密度，根据原始聚合物溶液分别与岩石颗粒和被驱替相的密度差，设置原始聚合物与高分子量单体的混合比例；通过化学接枝法，合成接枝高分子量单体的高密度目标聚合物作为芯材；
6、（3）通过微流控方法制备聚合物胶囊；
7、（4）将制备出的聚合物胶囊配制成溶液注入到饱和油的岩心中，通过ct扫描得到岩心切片图像，通过图像处理软件，确定聚合物胶囊、岩石颗粒和原油分别在扫描图像中的灰度值范围，如果聚合物胶囊分别与岩石颗粒和原油的灰度值范围重合度大于等于10%，则返回步骤（2）调节原始聚合物与高分子量单体的混合比例，重新制备聚合物胶囊。
8、优选的，步骤（1）中，使用核磁共振技术测量岩石密度，常规岩石密度在2.2-2.8g/cm3之间，使用密度计测量被驱替相的密度，被驱替相为原油，常规原油密度在0.8-0.95g/cm3之间；通过密度计测量所用聚合物溶液的密度。
9、优选的，步骤（2）中，所述原始聚合物为聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺、磺化聚丙烯酸、磺化聚丙烯酰胺、丙烯酸-磺化丙烯酸聚合物、磺化聚乙烯醇、磺化聚乙烯中的一种。
10、优选的，步骤（2）中，所述高分子量单体为溴代苯酚、甲基丙烯酸异丁酯、乙烯基二甲氧基硅烷中的一种。
11、优选的，步骤（2）中，所述目标聚合物的制备方法包括以下步骤：
12、（2-1）根据原始聚合物溶液分别与岩石颗粒和被驱替相的密度差，调控原始聚合物与高分子量单体的混合比例，配比在1：1-1：10的范围内变化；
13、（2-2）根据配比加入0.1%-2%的无机催化剂，高分子量单体的比例越高，加入无机催化剂的量越大，原始聚合物、高分子量单体、无机催化剂的质量比在1：（0.02-0.2）：（0.002-0.1）；
14、（2-3）整个制备在氮气氛围下进行，在65-85℃温度范围下，在500 r/min的条件下搅拌4-9 h。
15、优选的，步骤（2-1）中，所述原始聚合物溶液中的聚合物的质量分数为40-60%。
16、优选的，步骤（2-2）中，无机催化剂为过氧化氢、过硫酸铵、过氧乙酸、过氧乙酸乙酯的一种。
17、优选的，步骤（3）中，聚合物胶囊的壁材由纤维素纳米晶体-海藻酸盐水凝胶构成，在500 r/min的条件下分散4-6 h，纤维素纳米晶体含量在0.05wt%-0.3wt%范围内，海藻酸盐含量在1%-6%范围内。
18、进一步优选的，步骤（3）中，所述纤维素纳米晶体长度在100-200nm，直径在3-20nm，海藻酸盐为海藻酸钠、半乳糖醛酸钙、卡拉胶和古拉胶中的一种。
19、优选的，步骤（3）中，所述聚合物胶囊使用微流控设备进行合成，微流控设备包括三个微量驱替系统和一个同流及共聚焦组合毛细管，三个微量驱替系统分别为微量驱替系统a、微量驱替系统b、微量驱替系统c，每个微量驱替系统均包括微量驱替泵、微量注射器、导管，同流及共聚焦组合毛细管内设有注入毛细管和收集毛细管，注入毛细管、收集毛细管均包括内径减小的锥形体，注入毛细管、收集毛细管最小开口处相对设置，注入毛细管内形成通道一，收集毛细管与同流及共聚焦组合毛细管内壁之间形成通道二，注入毛细管与同流及共聚焦组合毛细管内壁之间形成通道三；
20、制备方法包括以下步骤：
21、（3-1）微量驱替系统a中装有目标聚合物，作为芯材，从通道一中注入；微量驱替系统b中装有纤维素纳米晶体-海藻酸盐水凝胶，作为壁材，从通道二中注入；微量驱替系统c中装有有机物溶液，作为中间相，从通道三中注入，有机物为乙醇、异丙醇、十一醇、十二烷醇、苯甲醇、辛醇、乙二醇二甲醚、乙二醇甲醚、丙酮、甲基叔丁基酮、乙酸乙酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种；
22、（3-2）调节目标聚合物和纤维素纳米晶体的流量范围，其中目标聚合物的注入流量在1-100 μl/min范围变化，纤维素纳米晶体的注入流量在100-1000 μl/min范围变化，生成稳定的乳液型聚合物；
23、（3-3）将生成的乳液型聚合物置于含交联剂的溶液中稳定2-4 h，使其形成水凝胶外壳，交联剂为硫酸铝、氯化钙、硝酸钙、氯化铵、硝酸铁、氯化铝中的一种；
24、（3-4）使用紫外光照射，固化聚合物胶囊的外壳，形成稳定的聚合物胶囊颗粒；
25、（3-5）分别使用蒸馏水、乙醇对聚合物胶囊进行清洗两次；
26、（3-6）在35℃烘箱中放置24 h，得到纯净干燥的聚合物胶囊颗粒。
27、优选的，步骤（4）中，重合度的计算公式如式（1）所示：
28、 （1）
29、其中： d是范围1和范围2的重合度，%； a是范围1的长度； b是范围2的长度， c是范围1和范围2重合的长度。范围1、范围2分别指代需要计算重合度的灰度值范围。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，使用核磁共振技术测量岩石密度，常规岩石密度在2.2-2.8 g/cm3之间，使用密度计测量被驱替相的密度，被驱替相为原油，常规原油密度在0.8-0.95 g/cm3之间；通过密度计测量所用聚合物溶液的密度。
3.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，重合度的计算公式如式（1）所示：
4.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述目标聚合物的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（2-1）中，所述原始聚合物溶液中的聚合物的质量分数为40-60%；步骤（2-2）中，无机催化剂为过氧化氢、过硫酸铵、过氧乙酸、过氧乙酸乙酯的一种。
6.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，聚合物胶囊的壁材由纤维素纳米晶体-海藻酸盐水凝胶构成，在500 r/min的条件下分散4-6
7.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述聚合物胶囊使用微流控设备进行合成，微流控设备包括三个微量驱替系统和一个同流及共聚焦组合毛细管，三个微量驱替系统分别为微量驱替系统A、微量驱替系统B、微量驱替系统C，每个微量驱替系统均包括微量驱替泵、微量注射器、导管，同流及共聚焦组合毛细管内设有注入毛细管和收集毛细管，注入毛细管、收集毛细管均包括锥形体，注入毛细管、收集毛细管最小开口处相对设置，注入毛细管内形成通道一，收集毛细管与同流及共聚焦组合毛细管内壁之间形成通道二，注入毛细管与同流及共聚焦组合毛细管内壁之间形成通道三；
8.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（4）包括步骤如下：
9.根据权利要求8所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，测试系统还包括以下方案之一：
10.根据权利要求8所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤1中，首先对填砂管或岩心进行抽真空，饱和模拟地层水处理，计算出填砂管或岩心模型的孔隙度和渗透率，填砂管或岩心模型的渗透率和孔隙度的公式如式（2）和式（3）所示：
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，使用核磁共振技术测量岩石密度，常规岩石密度在2.2-2.8 g/cm3之间，使用密度计测量被驱替相的密度，被驱替相为原油，常规原油密度在0.8-0.95 g/cm3之间；通过密度计测量所用聚合物溶液的密度。
3.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，重合度的计算公式如式（1）所示：
4.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述目标聚合物的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（2-1）中，所述原始聚合物溶液中的聚合物的质量分数为40-60%；步骤（2-2）中，无机催化剂为过氧化氢、过硫酸铵、过氧乙酸、过氧乙酸乙酯的一种。
6.根据权利要求1所述的聚合物胶囊的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，聚合物胶囊的壁材由纤维素纳米晶体-海藻酸盐水凝胶构成，在500 r/min的条件下分散4-6 h，纤维素纳米晶体含量在0.05wt%-0.3wt%范围内...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯健，薛钰，韦贝，刘永盛，宋考平，郑宁宇，郭拥军，杨二龙，黄斌，周康，杜庆军，刘永革，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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