一种采油用界面活性型核壳微球及其制备方法与流程

本发明属于石油工业
技术领域：
，具体来说涉及一种采油用界面活性型核壳微球及其制备方法。
背景技术：
：油田在长期注水开发过程中，由于地下原油粘度大，地层非均质性严重，导致部分注水开发井组注水效果差，层内及层间矛盾日益突出。为了改善这些地区的注水开发效果，提高注入水波及系数，需要对注水井进行深部调驱。聚合物微球是通过特定聚合技术合成的一种弹性微球，由于其尺寸可控、在水中分散性好、易进入地层深部及在油藏温度下遇水膨胀等特点被用于油田深部调驱来扩大注入水波及体积，封堵油田开发中后期形成的大孔道，改变液流方向，提高注入水利用率，改善水驱开发效果，是近年发展的主要调驱技术之一。目前制备聚合物微球的主要聚合方式为反相乳液聚合和分散聚合，微球粒径可以在纳米至毫米范围内调控，但制备所得微球在遇水膨胀后成为聚合物凝胶后通常抗压或抗剪切的强度不够，而且这些微球的功能也比较单一。因此，研究具有更高强度和具有一定功能的核壳微球对于油田调驱具有重要的生产意义。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采油用界面活性型核壳微球及其制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的：一种采油用界面活性型核壳微球，通过以下步骤制备获得：一、嵌段聚醚大单体的制备将异丁烯醇和催化剂氢氧化钾加入到密闭高温高压反应釜，开动搅拌并升温至120℃后停止加热，滴加环氧乙烷，控制反应温度不超过140℃且压力在0.4mpa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0mpa；接着滴加环氧丙烷，控制反应温度不超过140℃且压力在0.4mpa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0mpa，最后降温开釜出料得到以异丁烯醇为起始剂的两嵌段聚醚大单体。二、改性纳米sio2的制备配制乙醇/水混合溶剂，然后用其配置0.05g/ml的亲水型纳米sio2溶液，超声分散1h；接着加入与二氧化硅质量比为1:2的硅烷偶联剂，在80℃下反应12h后离心分离；乙醇洗涤3次以上除去后真空干燥得到改性纳米sio2。三、界面活性型核壳结构微球的制备首先，称取乙醇/水溶液于烧杯中，加入改性纳米sio2，超声分散30min；接着，称取分散剂聚乙烯吡咯烷酮和交联剂n,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入丙烯酰胺和嵌段聚醚大单体，搅拌溶解并通入氮气除氧；最后，称取引发剂过硫酸铵用少量水溶解后加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。在上述技术方案中，步骤一中，在升温前先用氮气吹扫置换，然后抽真空，先氮气吹扫置换再抽真空的操作反复至少两次。在上述技术方案中，步骤一中，异丁烯醇与环氧乙烷质量比为1:50，异丁烯醇与环氧丙烷质量比为1:32.5,氢氧化钾的加量为环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.3％。在上述技术方案中，步骤二中，所述乙醇/水混合溶剂的ph＝5，乙醇和水的体积比为99:1。在上述技术方案中，步骤二中，采用的硅烷偶联剂为kh570。在上述技术方案中，步骤三中，乙醇/水溶液中乙醇和水的体积比为1:1。在上述技术方案中，步骤三中，丙烯酰胺和嵌段聚醚大单体的质量比在9:1至6:4范围内，优选7:3。在上述技术方案中，步骤三中，丙烯酰胺和嵌段聚醚大单体的总质量分数为12wt％-20wt％范围内，优选16wt％。在上述技术方案中，步骤三中，交联剂加量的质量分数为0.024wt％至0.054wt％范围内，优选0.048wt％。在上述技术方案中，步骤三中，改性sio2加量的质量分数为0.1wt％至0.5wt％范围内，优选0.3％。在上述技术方案中，步骤三中，改性分散剂加量的质量分数为2.4wt％，引发剂加量为所有单体总质量的0.8wt％。本发明的优点和有益效果为：本发明以丙烯酰胺、嵌段聚醚大单体、表面带有双键的改性sio2为原料，通过醇水体系分散聚合制备得到了具有界面活性的核壳结构(无机sio2核/共聚物壳)微球。本发明的微球为纳米级，遇水可膨胀5-6倍至微米级，可用于油田的调驱。附图说明图1为本发明反应式。图2a为核壳微球的透射电镜观察图(一)。图2b为核壳微球的透射电镜观察图(二)。图3a为核壳微球膨胀0天显微镜图片。图3b为核壳微球膨胀18天显微镜图片。图4为界面活性型核壳微球界面活性的测定结果示意图。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1嵌段聚醚大单体的制备将10g异丁烯醇和2.4g氢氧化钾加入到高温高压反应釜，密闭好反应釜。在升温前先用氮气吹扫置换，然后用真空泵抽真空，反复两次，然后开动搅拌并升温，当温度升至120℃时停止加热，打开进料阀，滴加环氧乙烷500g，控制反应温度不超过140℃且压力控制在0.4mpa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0mpa；再滴加环氧丙烷325g，控制反应温度不超过140℃且压力控制在0.4mpa以下，待物料反应完毕，压力回落后再反应30min，使压力降至0mpa；最后降温开釜，出料得到嵌段聚醚大单体。实施例2改性sio2的制备配制ph＝5的乙醇/水混合溶剂(乙醇和水的体积比为99:1)200ml；向其中加入10g亲水型纳米sio2，超声分散1h；接着加入5g硅烷偶联剂，在80℃下反应12h后离心分离；乙醇洗涤3次以上除去后真空干燥得到改性纳米sio2。实施例3界面活性型核壳微球的制备首先，称取75g体积比为1:1的乙醇/水溶液于烧杯中，加入0.3g改性sio2，超声分散30min；接着，称取2.4g聚乙烯吡咯烷酮和0.128gn,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入14.4gam和1.6gpep(am和pep的质量比为9:1)，补水至总质量为100g，搅拌溶解并通入氮气10min除氧；最后，称取0.128gaps用加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。实施例4界面活性型核壳微球的制备首先，称取75g体积比为1:1的乙醇/水溶液于烧杯中，加入0.3g改性sio2，超声分散30min；接着，称取2.4g聚乙烯吡咯烷酮和0.128gn,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入12.8gam和3.2gpep(am和pep的质量比为8:2)，补水至总质量为100g，搅拌溶解并通入氮气10min除氧；最后，称取0.128gaps用加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。实施例5界面活性型核壳微球的制备首先，称取75g体积比为1:1的乙醇/水溶液于烧杯中，加入0.3g改性sio2，超声分散30min；接着，称取2.4g聚乙烯吡咯烷酮和0.128gn,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入11.2gam和4.8gpep(am和pep的质量比为7:3)，补水至总质量为100g，搅拌溶解并通入氮气10min除氧；最后，称取0.128gaps用加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。实施例6界面活性型核壳微球的制备首先，称取75g体积比为1:1的乙醇/水溶液于烧杯中，加入0.3g改性sio2，超声分散30min；接着，称取2.4g聚乙烯吡咯烷酮和0.128gn,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入12.6gam和5.4gpep(单体浓度为18％)，补水至总质量为100g，搅拌溶解并通入氮气10min除氧；最后，称取0.128gaps用加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。实施例7界面活性型核壳微球的制备首先，称取75g体积比为1:1的乙醇/水溶液于烧杯中，加入0.3g改性sio2，超声分散30min；接着，称取2.4g聚乙烯吡咯烷酮和0.128gn,n-亚甲基双丙烯酰胺加到烧杯中搅拌均匀；将烧杯中溶液倒入三口瓶中，升温至55℃后加入14gam和6gpep(单体浓度为18％)，补水至总质量为100g，搅拌溶解并通入氮气10min除氧；最后，称取0.128gaps用加入至三口瓶中，开始计时，反应10h。反应结束后得到白色的乳液样品。实施例8界面活性型核壳微球粒径的测定将实例3至实例6中的样品分散至纯水中，然后采用动态光散射测定它们的粒径中值，结果见下表。结果表明可以制备得到纳米级微球。样品实例3实例4实例5实例6实例7粒径中值(nm)12317196467521211实施例9界面活性型核壳微球界面活性的测定配制不同浓度微球(实例5)溶液，在55℃下测定油水界面张力(原油密度为0.9365g/cm3)，结果见下图4。结果表明微球可以降低油水界面张力至10-1级。综上，以丙烯酰胺、嵌段聚醚大单体、表面带有双键的改性sio2为原料，通过醇水体系分散聚合可制备得到界面活性型核壳结构(无机sio2核/共聚物壳)微球。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。当前第1页12