聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，主要解决现有技术中聚合物微球调剖后易被后续水驱突破、高温高盐下膨胀性能差的问题。本发明通过一种聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，是在氧化还原复合引发剂作用下，由反相微乳液经聚合反应制得的；所述的反相微乳液，以重量份，包含以下组份：1）10~70份的油性溶剂；2）1~25份的乳化剂；3）0.01~15份的疏水单体；4）5~60份丙烯酰胺；5）1~40份水溶性耐温抗盐单体；6）0.001~5份交联剂；7）10~60份水的技术方案，较好地解决了该问题，可用于三次采油作业中。
【专利说明】聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 国内各大油田经过一次、二次采油，原油含水率不断增加，部分大油田先后进入三 次采油阶段。聚合物驱是三次采油的主要技术方法，驱油机理清楚，工艺相对简单，技术日 趋成熟，是一项有效的提高采收率技术措施。然而对于非均质地层，驱替仅能作用于高渗透 层，波及不到含油的低渗透层，这就造成了原油的采收率降低，成本费用升高。一般针对非 均质地层常采用注水井调剖和生产井堵水技术，但这种技术有效范围仅限于近井地带，不 能深入到油井深部，达不到大幅度提高原油采收率的目的。
[0003] 采用反相微乳液聚合可得到纳米尺寸的交联聚合物微球用于注水开发油藏逐级 深部调驱材料，其使用原理是利用纳尺寸的聚合物微球，初始尺寸远小于地层孔喉尺寸，随 注入水可以顺利地进入地层深部，在地层中不断向前运移，吸水逐步膨胀后在渗水通道孔 喉处形成封堵，造成液流改向，实现扩大水波及体积，提高原油采收率的目的。
[0004] 近年来国内外科研院所在聚丙烯酰胺反相微乳液领域已有较多研究，并取得了较 好的进展和成果。中国专利CN101805423A采用两次微乳液聚合法制得了高固含量的聚丙 烯酰胺微乳液，但其未对聚合物微球做膨胀性能分析。中国专利CN101759838A采用复配 乳化体系提供了一种低界面张力聚丙烯酰胺纳米微球调驱体系的制备方法，评价了胜利油 田桩因采油厂桩106井条件下对原油的降低张力状况，但对于聚合物微球的膨胀性能未作 分析和表述，因此体系对于油藏的调驱能力不得而知。中国专利CN101298488采用逐步聚 合方法制备了阳离子型聚丙烯酰胺反相微乳液，产物具有分子量适中、乳液稳定性好、溶解 速度快、粒径分布窄等特点，但其固含量仅11. 6%。中国专利CN1903974A采用低温光引发 齐IJ，合成出纳米尺寸的聚合物微凝胶，其微乳液稳定，粒径便于控制，但所用乳化剂含量高 达25%以上，势必造成高生产成本。综上来看，目前对于聚丙烯酰胺微乳液的研究主要集中 在丙烯酰胺反相微乳液聚合的机理、动力学研究等方面，而对于降低乳化剂用量，提高聚合 物微球体系的可析出固形物含量和微乳液体系的稳定性等研究结果不佳。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚合物微球在调剖后极易 被后续水驱突破、在高温高矿化度条件下微球膨胀性能差、不可控的问题，提供一种新的聚 丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，该体系中所引入的疏水单体不仅有利于微乳液调驱体系的 稳定性，而且使聚合物微球间发生一定程度的黏联，从而提高堵水调剖效果，能够满足油田 三次采油中作堵水、深部调剖和驱替等提高原油采收率现场作业要求，经济性良好。
[0006] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种解决技术问题之一中的聚丙烯酰胺 反相微乳液调驱体系的制备方法，选用丙烯酰胺、水溶性耐温抗盐单体和合适的疏水单体、 乳化剂及油性溶剂，使得微乳液体系的过程易操作、聚合反应平稳，可析出固形物含量较 高，微球粒径分布窄、可在高温高矿化度盐水中可控膨胀。
[0007] 为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚丙烯酰胺反相微 乳液调驱体系，是在氧化还原复合引发剂作用下，由反相微乳液经聚合反应制得的；所述的 反相微乳液，以重量份，包含以下组份计：1) 1(T70份的油性溶剂；2) 1~25份的乳化剂；3) 0. 01~15份的疏水单体；4) 5飞0份丙烯酰胺；5) 1~40份水溶性耐温抗盐单体；6) 0. 001~5 份交联剂；7)KT60份水。
[0008] 上述技术方案中，所述油性溶剂优选自脂肪烃、芳香烃、矿物油或植物油中的至少 一种。其中，脂肪烃优选自环已烷、己烷、庚烷、辛烷和异辛烷中的至少一种；芳香烃优选自 苯、甲苯、乙苯、二甲苯和异丙苯中的至少一种；矿物油优选自液体石蜡、白油、汽油、柴油和 煤油中的至少一种；植物油优选自花生油、大豆油、葵花籽油和蓖麻油中的至少一种。
[0009] 上述技术方案中，所述乳化剂优选自司盘类、吐温类和如式（i)所示的脂肪醇或烷 基酚聚氧乙烯醚、式（ii)所示的脂肪醇或烷基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、式（iii)所示的脂 肪酸聚氧乙烯酯、式（iv)所示的脂肪酸聚氧丙烯聚氧乙烯酯、式（V)所示的脂肪胺聚氧乙 烯醚、式（vi)所示的脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚中的至少一种：
【权利要求】
1. 一种聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，是在氧化还原复合引发剂作用下，由反相微 乳液经聚合反应制得的；所述的反相微乳液，以重量份计，包含以下组份：1) 1(T70份的油 性溶剂；2) 1~25份的乳化剂；3) 0. 01~15份的疏水单体；4) 5~60份丙烯酰胺；5) 1~40份水 溶性耐温抗盐单体；6) 0. 001飞份交联剂；7) 1(T60份水。
2. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述油性溶剂选自 脂肪烃、芳香烃、矿物油或植物油中的至少一种。
3. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述乳化剂选自司 盘类、吐温类和如式（i)所示的脂肪醇或烷基酚聚氧乙烯醚、式（ii)所示的脂肪醇或烷基 酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、式（iii)所示的脂肪酸聚氧乙烯酯、式（iv)所示的脂肪酸聚氧丙 烯聚氧乙烯酯、式（v)所示的脂肪胺聚氧乙烯醚、式（vi)所示的脂肪胺聚氧丙烯聚氧乙烯 醚中的至少一种：
其中，1^、1?2、1?3、1?4各自独立选自（：5飞 25的烃基；1?5和1?6取自氢原子或(：2飞 28的烃基，且 R5和R6不能同时为氢原子；R7和R8取自氢原子或C 2?C28的烃基，且R5和R6不能同时为氢原 子；m和n各自独立选自1?40。
4. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述反相微乳液包 括助乳化剂；所述助乳化剂选自乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、乙 二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、甘油、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铵、乙酸钠、乙酸钾、乙酸 铵、已二酸钠或丙二酸钠中的至少一种；其用量为乳化剂用量的0. 〇l~l〇wt%。
5. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述疏水单体选自 如式（I)所示的丙烯酸酯类、式（II)所示的N取代丙烯酰胺类、式（III)所示的N取代马来 酰亚胺和式（IV)所示的苯乙烯类化合物中的至少一种：
其中，Ri、R3和R7各自独立选自甲基或氢原子；R2为（：广(： 28的烃基；R4和R5取自氢原子 或C广C28的烃基，且RjPR5不能同时为氢原子；R6取自C 2~C18的烃基；R8取自氢原子或(：广(：8的烃基。
6. 权利要求5所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述R2为C6~28的烃 基；R4和R5取自氢原子或C6~C28的烃基，且R 4和R5不能同时为氢原子；R6取自C4~C18的烃 基；R8取自C2~C8的烃基。
7. 权利要求6所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述疏水单体由取 自式（I)和式（II)中的至少一种和取自式（III)和式（IV)中的至少一种组成。
8. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述水溶性耐温抗 盐单体选自非离子单体、阴离子型单体或阳离子单体中的至少一种；其中所述非离子单体 选自N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-N-二甲基丙烯酰胺、N-N-二乙基丙烯酰 胺、N-乙烯基吡啶或N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种；所述阴离子型单体选自乙烯基磺 酸及其盐、乙烯基苯磺酸及其盐、烯丙基磺酸及其盐、烯丙基苯磺酸及其盐或2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸及其盐中的至少一种，所述的盐为碱金属盐或铵盐；所述阳离子型单体 选自二甲基乙基烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯 酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙 基三甲基氯化铵中的至少一种。
9. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述交联剂选自二 乙烯基苯、亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双甲基丙烯酰胺、三烯丙基胺、季戊四醇三丙烯酸酯、 N，N' -间苯撑双马来酰亚胺中的至少一种，其用量为l(TlOOOOppm。
10. 权利要求1所述的聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系，其特征在于所述氧化还原复 合引发剂，以总单体重量百分比计，包含以下组份：1)〇. 〇1~2%的氧化剂；2)0. 01~2%的还原 齐[J ;3) 0. 05?5%的脲和/或硫脲；4) 0. 01?2%的偶氮化合物；5) 0. 005?1%的乙二胺四乙酸 二钠和/或二乙烯三胺五乙酸钠；6) 0. 005?1%的分子量调节剂。
【文档编号】C08F226/10GK104277175SQ201310286399
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】于志省, 夏燕敏, 苏智青, 蔡红 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院