[发明专利]一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料及其制备方法，深部调驱材料中的组分以及相应的组分含量如下，均以所述调驱材料的总质量为基准，按质量百分比计：油相：20～60％、表面活性剂：1～25％、丙烯酰胺：10～30％、水溶性离子单体：0.1～20％、去离子水：20～35％、交联剂：0.001～5％、光引发剂：0.0001～0.1％、热引发剂：0.0001～0.1％、预转相剂：1～5％。包括五个步骤即：单体溶液配制、反相乳液体系配制、光引发聚合、热引发聚合、预转相。利用本方法制备的具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料可有效提高油藏采收率。

技术领域

本发明属于水溶性功能高分子驱油材料领域，特别涉及一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料及其制备方法。

背景技术

以纳微米聚合物微球为代表的油藏深部调驱材料具有注入设备简单，初始粒径小，注入压力低，可随注入水运移至油藏深部水化膨胀后形成封堵，并长期有效的优异性能，近年来已逐渐在我国大部分油田开始应用。聚合物微球初始粒径小，可在水溶液中快速分散，水化膨胀后形成具有一定弹性强度的水凝胶弹性体，在油藏地层孔喉等狭窄处形成堆积封堵，可以对后续注水形成有效阻力，迫使注水改向，从而达到扩大注水波及体积，降水增油的目的。而且，膨胀后的水凝胶弹性体还可以在后续的注水压力下形成突破，在下一个地层狭窄的孔喉处形成二次封堵，如此循环往复，实现逐级调驱的目的。因此，作为一种油藏深部调驱用水基弹性体，为了获得相对较高的封堵强度，其自身的弹性强度大小就非常重要。聚合物微球的弹性强度越大，微球就会越硬，单个微球的封堵强度就越大，但其在压力下的形变能力就会越差，微球容易被剪切破碎，而且微球表面会变得坚硬，使得微球与微球之间的协同相互作用变弱。反之，如果聚合物微球的弹性强度小，其单个微球的封堵强度也会随之变小，微球在后续注水压力的作用下很容易突破，无法形成有效的封堵，但微球会变得柔软，形变运移能力好，不易被剪碎，而且微球水化后柔软的表面可以使微球与微球之间的协同作用增强，在地层孔喉等狭窄处聚并堆积形成注水阻力。

市场上的聚合物微球类的水基弹性体产品均是采用添加交联剂与丙烯酰胺混合通过单一的自由基共聚工艺制备的，其聚合物微球产品从核心到外表面的弹性强度分布均一，聚合得到的微球要么弹性强度好，单个微球封堵强度大，但运移能力差，容易被剪碎，协同作用弱；要么弹性强度差，运移能力好，不易破碎，微球之间协同封堵作用强，但单个微球封堵强度小，容易被后续注水压力突破。因此，该类聚合物微球产品无法解决油藏深部调驱用水基弹性体的弹性强度、封堵能力与其耐剪切破碎能力、运移突破能力以及协同作用之间存在的矛盾，实际应用到油田其降水增油的效果十分有限。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有聚合物微球产品在封堵强度与耐剪切破碎能力、运移突破能力以及协同作用之间存在的矛盾缺陷，提供一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料。

本发明的另一目的是提供采用反相乳液光引发结合热聚合法制备具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料的方法，通过该方法制备的水基弹性体从核心到外层，弹性强度依次降低，形成了一定的梯度分布，核心相对高的弹性强度可以保证弹性体的封堵强度，外层相对低的弹性强度可以使其表面变得柔软，具有优异的耐剪切性能、形变运移能力以及相互之间的协同封堵性能。

本发明提出的一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料，其水基弹性体形态为类球形，粒径为10nm～10μm，依据粒径大小外观呈现透明反相微乳液状态到不透明的反相乳液状态，它具有良好的流动性和稳定性，室温25℃下粘度<1000mPa.s，可直接在油田注入水中快速分散，充分分散膨胀后的弹性体从核心到外层弹性强度呈梯度递减分布。

本发明提出的一种具有梯度弹性强度的水基弹性体深部调驱材料，所述深部调驱材料中的组分以及相应的组分含量如下，以下组分含量均以所述调驱材料的总质量为基准，按质量百分比计：