[发明专利]反相微乳液制备深部调驱阳离子聚合物微胶乳

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子深部调驱聚合物微胶乳及其合成方法，属水溶性高分子领域。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源需求量越来越多，特别是对石油的需求不断扩大。但是在石油开采的中后期，即水驱和聚合物驱，本来就非均质性严重的地层变得更加突出，致使注入水和聚合物溶液沿着高渗透层以及高渗透层区不均匀推进，结果造成整个油田的波及效率太低，驱油效果差，严重影响了油田的注水以及注聚合物的开发。

深部调驱技术是近十年发展起来的提高采收率的有效方法，它并不是简单的通过调剖堵水来降低产出液的含水率，而是通过调节地层深部的层内和层间矛盾，来达到提高采收率。其原理是向地层深部注入交联的聚合物，堵住高渗透带的水流通道，迫使水流向低渗透剩余油较多的层位流动，进而驱出更多的剩余油，实现提高采收率。

目前，深部调剖剂发展比较成熟有弱凝胶(WG)、胶态分散凝胶(CDG)和预交联颗粒，但是它们的抗温抗盐性能不是很好，而且其流动尺寸比较小，仅能封堵低渗透层，对高的渗透、水冲刷严重层不起作用；此外，预交联颗粒由于其快速的溶胀性能以及难注入性限制了其发展。因而有必要研制一种耐盐耐温能够明显封堵大孔道调驱颗粒，而且具有良好的注入性能。由于我国油田地质条件复杂性，矿化度差别甚大，油层温度偏高，因而对抗温抗盐、易于注入流向改变剂的研究变得非常有必要。

因此，为了使深部调驱技术真正得到更加广泛的应用，特别是能够对外界环境做出响应聚合物凝胶，必须对其聚合方式进行重新设计。

发明内容

本发明的目的是采用反相微乳液制备深部调驱阳离子聚合物微胶乳，利用反相微乳液来进行分子设计，利用离子型单体与非离子单体丙烯酰胺共聚，得到深部调驱聚合物微胶乳。这种微胶乳不仅可以直接使用，而且能够在地层条件下根据地层情况自动破乳、膨胀、运移，达到真正的调驱目的。

本发明具有以下特点：

1、本发明合成的阳离子型聚合物微胶乳具有非常低的粘度，近似于油相的粘度；纯化后的聚合物在淡水或者盐水中能够迅速溶膨胀。

2、本发明合成的阳离子型聚合物微胶乳能够在水中迅速分散开来。

3、本发明合成的阳离子型聚合物具有较强的吸附性能，通过调节两种单体的用量，控制聚合物在地层上的吸附能力，可以用于深部调驱。

本技术发明是通过以下措施实现的：

一种阳离子型聚合物，它是由单体(A)单体(B)和交联剂(C)共聚而成的聚合物，其特征是：单体(A)为一种非离子丙烯酰胺，单体(B)为阳离子单体。单体(B)的结构通式为：

其中：R₁、R₂为H或CH₃；R₃、R₄为CH₃或C₂H₅；R₅为CH₃或C₂H₅；m为1～6；n为1～10。

交联剂(C)可以是N，N-亚甲基双丙烯酰胺、甲醛与苯酚的复合物、甲醛与间苯二酚的复合物、二甲基二烯丙基氯化铵等；也可以是以上几种交联剂的混合物。

在阳离子交联聚合物中，水溶性单体(A)丙烯酰胺的用量占单体(A)、(B)10％～90％。其中交联剂与单体的摩尔比在1％～0.001％之间。

反相微乳液体系由以下物质组成。油相为：10号白油、15号白油或者其混合物，表面活性剂由司班60(Span60)、司班80(Span80)、吐温60(Tween60)、吐温80(Tween80)组成，其HLB值控制在8.4-9.6。

本发明采用的聚合方法如下：

在反应容器中，按照一定比例加入白油和表面活性剂，表面活性剂的混合物控制HLB值在8.4-9.6之间，控制温度在20～60℃，搅拌速度在300～3000rpm，搅拌时间为1～8h；按照用量将单体(A)和单体(B)配制成水溶液，溶液浓度在25～60wt％之间。然后再搅拌的情况下，缓慢滴入单体水溶液，继续搅拌1～8h，将溶液温度控制在20℃～70℃之间。继续搅拌，搅拌速度控制在300～1000rpm之间，通高纯氮气30min～1h，首先加入含有乙酸钠的交联剂溶液、再加入水溶性自由基引发剂，引发剂的用量为单体的0.01～0.9％(摩尔比)，继续通氮气反应2h～24h，得到透明的聚合物微胶乳。