[发明专利]疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂及其制备方法，主要解决现有技术中以反相微乳液或乳液制备的聚合物微球只有纳微米的粒径，用分散聚合或反相悬浮法制备微米级微球，则产品极易沉淀、成本高的问题。通过采用疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂，以重量份数计，由包含以下组分的反应体系在复合引发剂的存在下反应制得：20～70份的油溶性溶剂；2～20份的复合乳化剂；20～70份的含有丙烯酰胺、离子单体及疏水单体的水相，所用单体在水相中的含量为40～70％；0.05～2份的交联剂的技术方案，较好的解决了该问题，可用于高温高盐中高渗油藏三次采油用深部调剖、驱油等提高采收率的现场应用。

技术领域

本发明涉及一种疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂及其制备方法。

背景技术

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。采用纳微米尺寸的交联聚合物微球用于注水开发油藏逐级深部调剖材料，其使用原理是利用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。聚合物凝胶微球作为一种调剖剂具有以下优点：微球能够满足封堵水流通道的孔喉处“进得去、堵得住”的要求，微球遇水可以膨胀，遇油不变化，是一种选择性堵剂；微球膨胀层经过长时间的注入水冲刷后不断稀释剥落，最后随着油水被油井采出，不会在地层造成污染，不伤害地层，后期不需要专门的处理液处理调剖的水井。

由于以上特点，聚合物凝胶微球在国内外以得到广泛应用，对于提高采收率效果明显。国外较知名的是BP、Chevron、Mobil和Nalco等公司相继开展的有关“Bright Water”的研究，它实质上是一类含有不稳定和稳定两种不同类型交联剂的聚合物微球，具备不同的活性温度，当温度升高时，不稳定交联剂的去交联速率加速，减少了微球的交联密度，使得微球吸水膨胀。美国、亚洲、欧洲和南美洲的陆相、海上和近海区域都已成功运用了“Bright Water”，大幅度提高了采收率。国内的研究应用也发展迅速，以石油大学为代表的多位教授带领的研究团队在合成、性能评价、现场应用等方面都取得了较好进展。胜利、中原、河南、华北、西北等中石化油田都进行了规模不等的现场实验，中石油的长庆、青海、辽河等油田也开展了实验，在调驱、封堵等方面都取得了程度不同的提高采收率效果。

但是，现场应用较多的聚合物微球调剖剂考虑到产品的稳定性和使用方便，一般都采用反相微乳液或反相乳液聚合，限于这两种聚合的反应机理，得到的微球产品的初始粒径分别为纳米级和亚微米级，对于中高渗地层的孔道封堵能力有限，若是地层水的矿化度高、微球的膨胀性能受到限制，封堵能力更显不足。若提高使用浓度则会提高成本，若用分散聚合或反相悬浮法制备微米级微球，则产品极易沉淀，且这两种聚合采用的溶剂一般沸点都较低、生产和使用过程中有一定的危险性，一般将产品提纯制成干粉使用，这也相应增加了产品的成本。

CN101619119A采用光聚合反应制得了50～500纳米的耐温抗盐聚合物微球，但应用实例显示，仅在几十毫达西的低渗油藏中适用；CN101805423A采用两步聚合的方法提高了产物的固含量，但反相微乳液聚合得到的聚合物微球粒径小于150nm，并且没有应用的实例；CN102399345A采用反相乳液聚合方法制备了核壳结构的聚合物微球，初始粒径为纳微米，在水中充分溶胀后粒径可增大10倍以上，但聚合工艺较为复杂；CN102603966A在反相乳液聚合制备微球的体系中引入了树枝状功能单体，产物粒径可达0.1～10微米，据称使用的地层渗透率范围是0.05～5000mD，太宽的试用范围不太符合微球粒径与孔吼尺寸匹配的原则。