一种自增粘毛发状聚合物微球的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田三次采油技术领域，具体的说，涉及一种自增粘毛发状聚合物微 球的制备方法。
【背景技术】
[0002] 深部调驱是目前是高含水期油田控水稳油、提高采收率的重要措施之一。深部调 驱剂要求可以进入含油饱和度比较低的地层，产生流动阻力，还要求能够运移进入地层深 部，起到驱油作用，即满足"进得去、堵得住、能运移"的特性。
[0003] 随着主力油田开发程度的不断提高，人们对深部调驱剂提出了更高的要求。目前 深部调驱剂种类繁多，其中有机体系主要有以下几种，胶态分散凝胶、延迟交联冻胶、预交 联凝胶颗粒、交联聚合物溶液、可动弱冻胶、聚合物微球等。其中，聚合物微球在油藏地层中 具有运移、封堵、弹性变形、再运移、再封堵的全油层运移特征，抗盐耐温能力也比较强，因 此受到广大研宄者的关注。
[0004] 而传统的微球体系粘度较低，所以不具备自分散能力。在水溶液体系中悬浮能力 有限，导致微球在管道或井底沉积滞留（杨怀军，张杰，徐国安等，高渗油藏聚合物溶液携 带弹性微球驱室内实验，石油钻采工艺，2011年33卷1期69~72页）。如果使用聚合物 溶液携带微球技术，在地层中会发生色谱分离效应。因此，需要开发出一种具有自增粘能力 的聚合物微球满足深部调驱的需要。
【发明内容】
[0005] 为解决目前微球体系不具备自分散能力、在管道或井底沉积滞留的技术问题，本 发明的目的在于提供一种自增粘毛发状聚合物微球的制备方法，能够制备得到具有自增粘 能力的聚合物微球，能满足深部调驱的需要。
[0006] 1、本发明目的是这样实现的一种自增粘毛发状聚合物微球的制备方法，其关键在 于由以下步骤组成：
[0007] a、聚合物微球内核的制备
[0008] 将重量百分比分别为5-15%的丙烯酰胺、0. 05-0. 2%的N，N-亚甲基双丙烯酰胺、 1-5%的2-氯丙烯酸甲酯或者2-氯丙烯酸乙酯、0. 2-0. 8%的引发剂依次溶解于第一溶剂 中，该第一溶剂的所占重量百分比补足100 %，通氮气鼓泡除氧30min，升温至60-70°C，反 应10-12h，得到白色沉淀，将反应混合物使用0. 45 μ m的微孔滤膜过滤，并用少量第一溶剂 冲洗白色沉淀，最后于50°C的真空干燥箱中烘干至恒重，得到表面具有氯丙酸甲酯的聚合 物微球内核；
[0009] b、自增粘毛发状聚合物微球的制备
[0010] 将重量百分比为20-30%的聚合物微球内核均匀分散在第二溶剂中，再依次加入 重量百分比分别为5-8%的丙烯酰胺、0. 1-0. 5%的催化剂、0. 2-1. 0%的络合剂，所述第二 溶剂所占重量百分比补足100%，通入氮气鼓泡30min，于60-70°C水浴中反应2-4小时， 然后将反应混合物倒入两倍第二溶剂重量份数的沉淀剂中，得到褐色沉淀，将沉淀放置于 50°C的真空干燥箱中烘干至恒重，得到具有自增粘能力的毛发状聚合物微球。
[0011] 优选地，上述步骤a中的引发剂为偶氮二异丁腈。
[0012] 优选地，上述步骤a中的第一溶剂为二氧六环或二甲基甲酰胺，所述步骤b中的第 二溶剂为蒸馏水。
[0013] 优选地，上述步骤b中的催化剂为氯化亚铜或氯化亚铁。
[0014] 优选地，上述步骤b中的络合剂为三（2-二甲氨基乙基）胺、N，N，N，N-四甲基乙 二胺或2, 2' -联吡啶。
[0015] 优选地，上述步骤b中的沉淀剂为丙酮或乙醇。
[0016] 2、毛发状聚合物微球的粘度的考察
[0017] 将1.8 %的氯化钠、0.05 %的氯化镁、0.03的氯化钙依次溶解于91 %的蒸馏水 中配制成油田模拟水。分别取多组0.2%聚合物微球内核及毛发状聚合物微球均匀分 散于油田模拟水中，装入老化罐密封，放入80摄氏度的烘箱中，保持恒温30天。使用 Brookfield-II粘度计测定粘度（零号转子，6转/分），测定出毛发状聚合物微球体系的平 均粘度为37mPa. s，聚合物微球内核体系的平均粘度为4mPa. s。对比实验结果，经老化后， 毛发状聚合物微球的粘度平均比普通的聚合物微球内核高33mPa. s。
[0018] 3、毛发状聚合物微球的阻力系数、残余阻力系数考察
[0019] 使用80-100目石英砂湿法装填30cm填砂管，使其水测渗透率左右，测定其孔隙体 积。以0· 5ml/min的流量驱替填砂管，直到压力稳定，记录入口压力得到注水时的压力降 APw，并根据达西公式计算水测渗透率Kw。分别取同组的0.25%聚合物微球内核及毛发状 聚合物微球分散于油田模拟水中得到两种不同的微球体系。将两类微球体系以相同的流量 (0. 5ml/min)注入填砂管，注入量为0. 3倍的孔隙体积时，分别记录进口压力，得到注入微 球体系的压力降ΔΡΠ ，通过式（1)计算阻力系数Fk。微球体系降低水相流度的能力可以用 阻力系数来评价。接下来进行后续水驱，使用模拟水再次以0. 5ml/min的流量驱替填砂管， 直到压力稳定，记录入口压力降Δ P，根据达西公式计算微球体系通过后水冲洗渗透率Kf， 结合水测渗透率1，根据式（2)计算得到残余阻力系数F kk。微球在岩石孔隙结构中的滞留 能够降低水的有效渗透率，降低的程度可用残余阻力系数（Fkk)来评价。
[0022] 不同条件下，分别测定聚合物微球内核与毛发状聚合物微球的阻力系数与残余阻 力系数，数据如表1所示，在渗透率相近的情况下，毛发状聚合物微球的阻力系数和残余阻 力系数均高于聚合物微球内核，渗透率越低，阻力系数和残余阻力系数越高。结果表明，毛 发状聚合物微球比聚合物微球内核能够建立更高的流动阻力。
[0023] 表L不同渗透率条件下两类微球的阻力系数和残余阻力系数
[0024]
[0025] 4、毛发状聚合物微球提高原油采收率能力考察
[0026] 使用胜坨脱水原油做模拟原油，粘度在80摄氏度下为27mP. s。使用直径为2. 5cm， 长度为50cm的填砂管模型，使用80-100目的石英砂采用湿添法填充填砂管，测定渗透率并 计算孔隙体积。分别取〇. 25%聚合物微球内核及毛发状聚合物微球分散于油田模拟水中 得到两种不同的微球体系。使用模拟水以〇. 34mL/min的速度进行驱油，当单次含水率连 续两次达到98 %以上时，停止水驱，分别注入0. 3个孔隙体积倍数的微球体系，之后再次水 驱，当单次含水率连续两次达到98%以上时，停止驱油实验。不同渗透率条件下，两类微球 提高采收率实验数据见表2。对比结果显示，在渗透率相近的条件下，与聚合物微球内核相 比，毛发状聚合物微球具有更高的"提高原油采收率幅度"。
[0027] 表2不同渗透率条件下两类微球的采收率
[0028]
[0029] 有益效果：
[0030] 本发明一种自增粘毛发状聚合物微球的制备方法，制备得到的聚合物微球具有自 增粘能力，能够通过降低水的流度来增加波及系数，达到提高采收率的目的；聚合物微球的 毛发状支链能够吸附在岩石孔隙结构表面，从而降低水的有效渗透率来增加波及系数，达 到提高采收率的目的；而且具有较高的阻力系数和残余阻力系数，能够建立较高的流动阻 力。
【附图说明】
[0031]图1为本发明中毛发状聚合物微球的反应流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0033] 实施例1毛发状聚合物微球的制备
[0034] 将8%的丙烯酰胺、0. 1%的N，N-亚甲基双丙烯酰胺、1. 5%的2-氯丙烯酸甲酯、 〇. 2%的偶氮二异丁腈依次溶解于90. 2%的二甲基甲酰胺中，充分搅拌均匀。通氮气鼓泡 30min，升温至60°C，反应llh，得到白色沉淀。将反应混合物使用0. 45ym的微孔滤膜过 滤，并用少量二甲基甲酰胺冲洗，将过滤出的沉淀放置于50°C的