本發(fā)明涉及一種兩性離子復(fù)合微球及其制備方法和應(yīng)用，特別是涉及一種油田調(diào)剖調(diào)驅(qū)的具有耐高礦化度、耐高溫地層條件性能的兩性離子復(fù)合微球及其制備方法和其作為調(diào)剖堵水劑在油田開采中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在油田注水開發(fā)過程中，由于油層縱向和橫向的非均質(zhì)性和粘度的差異，會(huì)導(dǎo)致注入水延高滲透層突進(jìn)，繞流低滲透層，從而形成注入流體波及不到的區(qū)域，甚至出現(xiàn)死油區(qū)，油井采出液含水率增高。就需要使用調(diào)剖劑進(jìn)行調(diào)剖作業(yè)。目前國內(nèi)油田多數(shù)已進(jìn)入開發(fā)后期，含油飽和度逐漸降低。目前國內(nèi)主要油藏儲(chǔ)量集中在中西部，如塔里木油田等。而油藏豐富的油田又由于其高礦化度、高溫的地層條件嚴(yán)重限制了常用調(diào)剖劑的使用。所以兩性離子復(fù)合微球的研究對(duì)于高溫高鹽的油田調(diào)剖十分迫切。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便的X。為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種兩性離子復(fù)合微球，包括以下重量份的組分制備而成：?jiǎn)误w10-50份，交聯(lián)劑0.05-1份，堿1-10份，填充料0-40份，引發(fā)劑0.05-1份，去離子水40-70份，其中所述單體選自丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸鈉，甲基丙烯酸，甲基丙烯酰胺，雙丙酮丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，二甲基二烯丙基氯化銨，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，N-異丙基丙烯酰胺，N,N-二甲基丙烯酰胺，N-羥甲基丙烯酰胺，N-乙烯基吡咯烷酮，N-叔丁基丙烯酰胺，N-羥乙基丙烯酰胺，丙烯酸羥丁酯，丙烯酸二乙醇酯，甲基丙 烯酸縮水甘油酯，甲基丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯的一種或兩種以上以任意比例的混合物。其中所述交聯(lián)劑選自甲叉基丙烯酰胺，二甲基丙烯酸乙二醇酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，甲基丙烯酸烯丙酯，聚乙二醇而丙烯酸酯，三氯化鋁和三氯化鉻的一種或兩種以上以任意比例的混合物。其中所述堿為碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的一種或兩種以上以任意比例的混合物。其中所述填充料為膨潤土、蒙脫土、硅藻土、粘土、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和改性淀粉的一種或兩種以上以任意比例的混合物。其中所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、過氧化苯甲酰、過氧化氫和偶氮二異丁腈的一種或兩種以上以任意比例的混合物。一種制備所述的兩性離子復(fù)合微球的方法，包括以下步驟：將所述去離子水、所述堿混合均勻，溫度降為20℃以下，加入所述單體，溫度始終保持在20℃以下，加入所述交聯(lián)劑、所述填充料，混合均勻，加入所述引發(fā)劑，攪拌均勻，將體系放置于45℃條件下使體系固化，待完全反應(yīng)后，放置65℃環(huán)境中老化1h-4h，聚合反應(yīng)即完成，烘干粉碎即得。其中所述兩性離子復(fù)合微球作為調(diào)剖堵水劑在油田開采中的應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同在于本發(fā)明的兩性離子復(fù)合微球含有合適重量配比的各重量組分，它克服了原有調(diào)剖劑不能耐高溫高鹽的地層條件，不能用于高溫高鹽油田的缺點(diǎn)；本發(fā)明兩性離子復(fù)合微球由于利用兩性離子單體聚合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并引進(jìn)了耐溫耐鹽的基團(tuán)，在聚合后具有耐溫耐鹽的特性。本發(fā)明的兩性離子復(fù)合微球克服了現(xiàn)有調(diào)剖堵水劑在高溫高鹽的地層環(huán)境下穩(wěn)定性差的缺陷，可用于高溫、高礦化度油田調(diào)剖堵水，提高采收率。附圖說明圖1為本發(fā)明與普通微球平均粒徑增大倍數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線測(cè)定圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。實(shí)施例1將去離子水57kg，氫氧化鈉3.7kg混合均勻，溫度降為20℃以下，加入單體丙烯酸5kg，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸5kg，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨7kg，N-羥甲基丙烯酰胺2kg，溫度始終保持在20℃以下，再加入交聯(lián)劑甲叉基丙烯酰胺0.1kg，填充劑膨潤土20kg，混合均勻，加入引發(fā)劑過硫酸鉀0.1kg，無水亞硫酸鈉0.1kg，攪拌均勻。將體系放置在45℃條件下使體系固化，待完全反應(yīng)后，放置65℃環(huán)境中老化2h，聚合反應(yīng)即完成，烘干粉碎即得。實(shí)施例2將去離子水50kg，碳酸鈉5.5kg混合均勻，溫度降為20℃以下，加入單體丙烯酰胺2kg，丙烯酸8kg，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨5kg，N,N-二甲基丙烯酰胺4kg，溫度始終保持在20℃以下，再加入交聯(lián)劑甲叉基丙烯酰胺0.2kg，填充劑高領(lǐng)土25kg，混合均勻，加入引發(fā)劑過硫酸銨0.2kg，無水亞硫酸鈉0.1kg，攪拌均勻。將體系放置在45℃條件下使體系固化，待完全反應(yīng)后，放置65℃環(huán)境中老化2h，聚合反應(yīng)即完成，烘干粉碎即得。實(shí)施例3將去離子水50kg，氫氧化鈉3.5kg混合均勻，溫度降為20℃以下，加入單體丙烯酰胺4kg，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸10kg，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨3kg，N-羥乙基丙烯酰胺2kg，溫度始終保持在20℃以下，再加入交聯(lián)劑甲基丙烯酸烯丙酯0.2kg，填充劑重鈣27kg，混合均勻，加入引發(fā)劑過硫酸銨0.2kg，無水亞硫酸鈉0.1kg，攪拌均勻。將體系放置在45℃條件下使體系固化，待完全反應(yīng)后，放置65℃環(huán)境中老化2h，聚合反應(yīng)即完成，烘干粉碎即得。實(shí)施例3兩性離子復(fù)合微球與普通微球平均粒徑增大倍數(shù)的測(cè)定1儀器鋼瓶：不銹鋼材質(zhì)，耐溫120℃，耐壓1.5MPa，內(nèi)徑×內(nèi)高＝30mm×120mm，瓶?jī)?nèi)無銹、垢、布氏漏斗、恒溫箱：室溫至200℃，溫度波度不大于2℃、電子天平：分度值0.0001g、藥匙、試管：內(nèi)徑×內(nèi)高＝15mm×100mm、抽濾瓶：500ml、真空泵：(0～0.1MPa)、激光粒度分析儀歐美克LS-pop6型；粒徑測(cè)量范圍：0.2-500μm；重復(fù)性誤差：＜3％；數(shù)據(jù)采樣持續(xù)時(shí)間：1s～100s；遮光比要求：8％～12％、量杯：100ml、燒杯：250ml、容量瓶：1000ml、定性濾紙、脫脂棉、鹽：氯化鈉、無水氯化鈣、六水合氯化鎂，均為分析純、蒸餾水。2測(cè)定步驟2.1鹽水配制稱取氯化鈉200.00g(均稱準(zhǔn)至0.01g)，各置于燒杯中，加蒸餾水溶解，然后將溶液全部轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。上述鹽水礦化度為200000mg/kg。2.2初始平均粒徑的測(cè)定2.2.1將粒度分析儀與計(jì)算機(jī)連線，開啟計(jì)算機(jī)。打開粒度分析儀電源開關(guān)，預(yù)熱半小時(shí)，以穩(wěn)定激光器輸出功率。將激光束中心調(diào)至與環(huán)形光電探測(cè)器的中心一致，運(yùn)行激光粒度分析儀程序，設(shè)置對(duì)應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)。2.2.2稱取0.07g樣品(準(zhǔn)確至0.01g)，量取50ml煤油，以煤油做分散介質(zhì)，將樣品與分散介質(zhì)加入到量杯中，封口防塵，將量杯放入超聲波清洗機(jī)中，使清洗槽內(nèi)的液面達(dá)到量杯總高度的二分之一，打開超聲波清洗機(jī)電源，振動(dòng)2min，分散均勻后，關(guān)掉超聲波清洗機(jī)電源，取出量杯。2.2.3樣品池用煤油清洗干凈，確保其表面無污物。2.2.4在上述準(zhǔn)備工作完成后，啟動(dòng)循環(huán)泵，按照儀器使用方法進(jìn)行測(cè)定操作。測(cè)試結(jié)果以粒度分布數(shù)據(jù)表、分布曲線形式顯示，打印并摘錄相關(guān)數(shù)據(jù)。2.2.5解析粒徑分布曲線，讀取其初始粒徑范圍，取其體積平均粒徑，記作R0。2.3膨脹后試樣的平均粒徑的測(cè)定2.3.1在電子天平上稱取1.0g左右的試樣(準(zhǔn)確至0.01g)，將試樣放入試管中用對(duì)應(yīng)的模擬水裝滿試管，以脫脂棉塞住試管口，將試管置于鋼瓶中，試管與鋼瓶間隙也注入相同的鹽水，保持水面低于試管口。將鋼瓶用蓋子密封后直立放入恒溫箱中，恒溫24h。恒溫箱中，控制溫度為(120±2)℃。2.3.2連接好真空泵、抽濾瓶、布氏漏斗，將布氏漏斗裝好雙層定性濾紙。從恒溫箱中將鋼瓶取出，至于恒溫水浴中，控溫(90±2)℃，恒溫30min，自水浴中取出鋼瓶，打開蓋子，將試管內(nèi)膨脹好的樣品倒入布氏漏斗內(nèi)(殘留的膨脹樣品用相應(yīng)的鹽水洗出)，抽濾，至布氏漏斗底端不再有液滴滴出為止。2.3.3稱取0.25g(準(zhǔn)確至0.01g)抽濾后的樣品，再稱取50ml蒸餾水(分散介質(zhì))，將樣品與分散介質(zhì)依次加入到量杯中，把量杯放入超聲波清洗機(jī)內(nèi)，使清洗槽內(nèi)的液面位于量杯總高度的1/2處，打開超聲波清洗機(jī)電源，振動(dòng)2min分散均勻后，關(guān)掉超聲波清洗機(jī)電源，取出量杯。2.3.4樣品池用蒸餾水洗凈、晾干，確保其表面清潔。2.3.5在上述準(zhǔn)備工作完成后，運(yùn)行激光粒度分析儀程序，啟動(dòng)循環(huán)泵，按照儀器使用方法進(jìn)行測(cè)定操作。測(cè)試結(jié)果以粒度分布數(shù)據(jù)表、分布曲線形式顯示，打印并摘錄相關(guān)數(shù)據(jù)。讀取其體積平均粒徑，即為R1。3計(jì)算平均粒徑增大倍數(shù)按式(1)計(jì)算：δ＝(R1-R0)/R0(1)式中δ—試樣的平均粒徑增大倍數(shù)；R0—試樣的初始平均粒徑，μm；R1—膨脹后試樣的平均粒徑，μm。本發(fā)明兩性離子復(fù)合微球與普通微球的平均粒徑增大倍數(shù)測(cè)定結(jié)果見表1、表2和圖1。表1兩性離子復(fù)合微球平均粒徑增大倍數(shù)時(shí)間/天初始膨脹粒徑/D4,3最終膨脹粒徑/D4,3平均粒徑增大倍數(shù)/倍144.05212.73.83344.05214.783.88744.05213.143.841544.05215.893.903044.05215.373.896044.05216.613.929044.05216.633.9212044.05215.163.8818044.05215.643.9024044.05216.433.9127044.05216.993.9330044.05214.673.8733044.05215.913.9036044.05214.873.8839044.05214.183.8642044.05214.983.88表2普通微球平均粒徑增大倍數(shù)時(shí)間/天初始膨脹粒徑/D4,3最終膨脹粒徑/D4,3平均粒徑增大倍數(shù)/倍140.32201.373.99340.32183613.55740.32219.914.451540.32206.584.123040.3273.290.826040.3265.470.629040.3246.910.16由表1和表2得知，在120℃、200000mg/kg礦化度條件下，普通微球在30天時(shí)出現(xiàn)平均粒徑增大倍數(shù)急劇減小的現(xiàn)象，而兩性離子復(fù)合微球的平均粒徑增大倍數(shù)值可穩(wěn)定在一年以上。因此本發(fā)明兩性離子復(fù)合微球較普通微球更具有耐溫、耐鹽的性能。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3