一種自增粘毛發(fā)狀聚合物微球的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田三次采油技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種自增粘毛發(fā)狀聚合物微 球的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 深部調(diào)驅(qū)是目前是高含水期油田控水穩(wěn)油、提高采收率的重要措施之一。深部調(diào) 驅(qū)劑要求可以進(jìn)入含油飽和度比較低的地層，產(chǎn)生流動(dòng)阻力，還要求能夠運(yùn)移進(jìn)入地層深 部，起到驅(qū)油作用，即滿(mǎn)足"進(jìn)得去、堵得住、能運(yùn)移"的特性。
[0003] 隨著主力油田開(kāi)發(fā)程度的不斷提高，人們對(duì)深部調(diào)驅(qū)劑提出了更高的要求。目前 深部調(diào)驅(qū)劑種類(lèi)繁多，其中有機(jī)體系主要有以下幾種，膠態(tài)分散凝膠、延遲交聯(lián)凍膠、預(yù)交 聯(lián)凝膠顆粒、交聯(lián)聚合物溶液、可動(dòng)弱凍膠、聚合物微球等。其中，聚合物微球在油藏地層中 具有運(yùn)移、封堵、彈性變形、再運(yùn)移、再封堵的全油層運(yùn)移特征，抗鹽耐溫能力也比較強(qiáng)，因 此受到廣大研宄者的關(guān)注。
[0004] 而傳統(tǒng)的微球體系粘度較低，所以不具備自分散能力。在水溶液體系中懸浮能力 有限，導(dǎo)致微球在管道或井底沉積滯留（楊懷軍，張杰，徐國(guó)安等，高滲油藏聚合物溶液攜 帶彈性微球驅(qū)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，石油鉆采工藝，2011年33卷1期69~72頁(yè)）。如果使用聚合物 溶液攜帶微球技術(shù)，在地層中會(huì)發(fā)生色譜分離效應(yīng)。因此，需要開(kāi)發(fā)出一種具有自增粘能力 的聚合物微球滿(mǎn)足深部調(diào)驅(qū)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決目前微球體系不具備自分散能力、在管道或井底沉積滯留的技術(shù)問(wèn)題，本 發(fā)明的目的在于提供一種自增粘毛發(fā)狀聚合物微球的制備方法，能夠制備得到具有自增粘 能力的聚合物微球，能滿(mǎn)足深部調(diào)驅(qū)的需要。
[0006] 1、本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種自增粘毛發(fā)狀聚合物微球的制備方法，其關(guān)鍵在 于由以下步驟組成：
[0007] a、聚合物微球內(nèi)核的制備
[0008] 將重量百分比分別為5-15%的丙烯酰胺、0. 05-0. 2%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、 1-5%的2-氯丙烯酸甲酯或者2-氯丙烯酸乙酯、0. 2-0. 8%的引發(fā)劑依次溶解于第一溶劑 中，該第一溶劑的所占重量百分比補(bǔ)足100 %，通氮?dú)夤呐莩?0min，升溫至60-70°C，反 應(yīng)10-12h，得到白色沉淀，將反應(yīng)混合物使用0. 45 μ m的微孔濾膜過(guò)濾，并用少量第一溶劑 沖洗白色沉淀，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 物微球內(nèi)核；
[0009] b、自增粘毛發(fā)狀聚合物微球的制備
[0010] 將重量百分比為20-30%的聚合物微球內(nèi)核均勻分散在第二溶劑中，再依次加入 重量百分比分別為5-8%的丙烯酰胺、0. 1-0. 5%的催化劑、0. 2-1. 0%的絡(luò)合劑，所述第二 溶劑所占重量百分比補(bǔ)足100%，通入氮?dú)夤呐?0min，于60-70°C水浴中反應(yīng)2-4小時(shí)， 然后將反應(yīng)混合物倒入兩倍第二溶劑重量份數(shù)的沉淀劑中，得到褐色沉淀，將沉淀放置于 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發(fā)狀聚合物微球。
[0011] 優(yōu)選地，上述步驟a中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
[0012] 優(yōu)選地，上述步驟a中的第一溶劑為二氧六環(huán)或二甲基甲酰胺，所述步驟b中的第 二溶劑為蒸餾水。
[0013] 優(yōu)選地，上述步驟b中的催化劑為氯化亞銅或氯化亞鐵。
[0014] 優(yōu)選地，上述步驟b中的絡(luò)合劑為三（2-二甲氨基乙基）胺、N，N，N，N-四甲基乙 二胺或2, 2' -聯(lián)吡啶。
[0015] 優(yōu)選地，上述步驟b中的沉淀劑為丙酮或乙醇。
[0016] 2、毛發(fā)狀聚合物微球的粘度的考察
[0017] 將1.8 %的氯化鈉、0.05 %的氯化鎂、0.03的氯化鈣依次溶解于91 %的蒸餾水 中配制成油田模擬水。分別取多組0.2%聚合物微球內(nèi)核及毛發(fā)狀聚合物微球均勻分 散于油田模擬水中，裝入老化罐密封，放入80攝氏度的烘箱中，保持恒溫30天。使用 Brookfield-II粘度計(jì)測(cè)定粘度（零號(hào)轉(zhuǎn)子，6轉(zhuǎn)/分），測(cè)定出毛發(fā)狀聚合物微球體系的平 均粘度為37mPa. s，聚合物微球內(nèi)核體系的平均粘度為4mPa. s。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)老化后， 毛發(fā)狀聚合物微球的粘度平均比普通的聚合物微球內(nèi)核高33mPa. s。
[0018] 3、毛發(fā)狀聚合物微球的阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)考察
[0019] 使用80-100目石英砂濕法裝填30cm填砂管，使其水測(cè)滲透率左右，測(cè)定其孔隙體 積。以0· 5ml/min的流量驅(qū)替填砂管，直到壓力穩(wěn)定，記錄入口壓力得到注水時(shí)的壓力降 APw，并根據(jù)達(dá)西公式計(jì)算水測(cè)滲透率Kw。分別取同組的0.25%聚合物微球內(nèi)核及毛發(fā)狀 聚合物微球分散于油田模擬水中得到兩種不同的微球體系。將兩類(lèi)微球體系以相同的流量 (0. 5ml/min)注入填砂管，注入量為0. 3倍的孔隙體積時(shí)，分別記錄進(jìn)口壓力，得到注入微 球體系的壓力降ΔΡΠ ，通過(guò)式（1)計(jì)算阻力系數(shù)Fk。微球體系降低水相流度的能力可以用 阻力系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。接下來(lái)進(jìn)行后續(xù)水驅(qū)，使用模擬水再次以0. 5ml/min的流量驅(qū)替填砂管， 直到壓力穩(wěn)定，記錄入口壓力降Δ P，根據(jù)達(dá)西公式計(jì)算微球體系通過(guò)后水沖洗滲透率Kf， 結(jié)合水測(cè)滲透率1，根據(jù)式（2)計(jì)算得到殘余阻力系數(shù)F kk。微球在巖石孔隙結(jié)構(gòu)中的滯留 能夠降低水的有效滲透率，降低的程度可用殘余阻力系數(shù)（Fkk)來(lái)評(píng)價(jià)。
[0022] 不同條件下，分別測(cè)定聚合物微球內(nèi)核與毛發(fā)狀聚合物微球的阻力系數(shù)與殘余阻 力系數(shù)，數(shù)據(jù)如表1所示，在滲透率相近的情況下，毛發(fā)狀聚合物微球的阻力系數(shù)和殘余阻 力系數(shù)均高于聚合物微球內(nèi)核，滲透率越低，阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)越高。結(jié)果表明，毛 發(fā)狀聚合物微球比聚合物微球內(nèi)核能夠建立更高的流動(dòng)阻力。
[0023] 表L不同滲透率條件下兩類(lèi)微球的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)
[0024]
[0025] 4、毛發(fā)狀聚合物微球提高原油采收率能力考察
[0026] 使用勝坨脫水原油做模擬原油，粘度在80攝氏度下為27mP. s。使用直徑為2. 5cm， 長(zhǎng)度為50cm的填砂管模型，使用80-100目的石英砂采用濕添法填充填砂管，測(cè)定滲透率并 計(jì)算孔隙體積。分別取〇. 25%聚合物微球內(nèi)核及毛發(fā)狀聚合物微球分散于油田模擬水中 得到兩種不同的微球體系。使用模擬水以〇. 34mL/min的速度進(jìn)行驅(qū)油，當(dāng)單次含水率連 續(xù)兩次達(dá)到98 %以上時(shí)，停止水驅(qū)，分別注入0. 3個(gè)孔隙體積倍數(shù)的微球體系，之后再次水 驅(qū)，當(dāng)單次含水率連續(xù)兩次達(dá)到98%以上時(shí)，停止驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。不同滲透率條件下，兩類(lèi)微球 提高采收率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。對(duì)比結(jié)果顯示，在滲透率相近的條件下，與聚合物微球內(nèi)核相 比，毛發(fā)狀聚合物微球具有更高的"提高原油采收率幅度"。
[0027] 表2不同滲透率條件下兩類(lèi)微球的采收率
[0028]
[0029] 有益效果：
[0030] 本發(fā)明一種自增粘毛發(fā)狀聚合物微球的制備方法，制備得到的聚合物微球具有自 增粘能力，能夠通過(guò)降低水的流度來(lái)增加波及系數(shù)，達(dá)到提高采收率的目的；聚合物微球的 毛發(fā)狀支鏈能夠吸附在巖石孔隙結(jié)構(gòu)表面，從而降低水的有效滲透率來(lái)增加波及系數(shù)，達(dá) 到提高采收率的目的；而且具有較高的阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)，能夠建立較高的流動(dòng)阻 力。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明中毛發(fā)狀聚合物微球的反應(yīng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033] 實(shí)施例1毛發(fā)狀聚合物微球的制備
[0034] 將8%的丙烯酰胺、0. 1%的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、1. 5%的2-氯丙烯酸甲酯、 〇. 2%的偶氮二異丁腈依次溶解于90. 2%的二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢杈鶆颉Ｍǖ獨(dú)夤呐?30min，升溫至60°C，反應(yīng)llh，得到白色沉淀。將反應(yīng)混合物使用0. 45ym的微孔濾膜過(guò) 濾，并用少量二甲基甲酰胺沖洗，將過(guò)濾出的沉淀放置于50°C的