[发明专利]一种荧光苯丙聚合物复合微球调驱剂及其制备方法

说明书

一种荧光苯丙聚合物复合微球调驱剂及其制备方法，原料为：十二烷基磺酸钠、TMN‑10、正丁醇、去离子水、苯乙烯、丙烯酸乙酯、过硫酸铵、葡萄糖、磷酸二氢钾；通过优化反应单体，选择刚性单体苯乙烯和软单体丙烯酸乙酯作为主要原料合成水包油型苯丙乳液聚合物微球，加聚合物微球的强度；合成的水包油型苯丙聚合物微球以水作为溶剂，可以避免使用白油造成的污染，同时可以解决由使用大量白油造成的高成本问题，将碳量子点纳米颗粒引入水包油型苯丙聚合物微球调驱剂中，通过碳量子点的荧光示踪效应，实现对聚合物微球调驱过程的动态监测及评价；同时，克服目前荧光聚合物微球引入有机荧光染料造成的抗地下水中金属离子的干扰能力差等缺点。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种荧光苯丙聚合物复合微球调驱剂及其制备方法。

背景技术

调驱剂是油气田开发过程中，尤其是注水开发后期非常关键的化学添加剂。针对目前油田调驱用聚合物微球的强度弱、难以监测等性能缺陷以及应用上存在的高成本、污染严重的问题，本项目拟使用硬单体苯乙烯和软单体丙烯酸乙酯为主要原料，通过乳液聚合法合成以水为溶剂的水包油型苯丙聚合物微球纳米调驱剂，实现兼具良好弹性，又具有优异强度的水包油型聚合物微球；并在此基础上引入具有荧光性能的碳量子点，制备具有荧光功能的聚合物微球为低渗透油田开发提供一种新型调驱剂。众多学者从不同的角度出发，研发了不同的调驱剂。现有研究中，专利CN201811235025.4公布了一种耐温抗盐粘弹性聚合物凝胶微球和调驱剂的制备方法，该水溶性聚合物微球含有丙烯酰胺结构单元的对低渗油藏起到流度控制作用，可用于高温高盐油藏三次采油用深部调驱、驱油等提高采收率的现场应用。2018年第47卷第11期，石油化工，魏俊等人以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、可聚合表面活性单体烷基二甲基烯丙基氯化铵为聚合单体，Span80和Tween60为复合乳化剂，白油为连续相，采用反相微乳液聚合，在氧化还原引发体系下制备了乳液型疏水改性聚丙烯酰胺。目前所合成的聚合物微球调驱剂绝大部分为交联聚丙烯酰胺微球，仅使用丙烯酰胺作为主要单体会造成聚合物微球在地层环境抗剪切性能差。为增加聚合物微球强度，2018年第8卷18期，Colloids and Surfaces A，Tang X等人通过向丙烯酰胺微球中引入SiO₂无机成分，以分散聚合法合成无机/有机聚合物微球。2017年，第134卷46期Journalof Applied Polymer Science，Ji等通过反相悬浮聚合法制备了聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)/二氧化硅(poly(AM-co-AA)/SiO₂)微球。

为赋予聚合物微球调驱剂荧光功能性，2015年第31卷第10期，高分子材料科学与工程，胡雷雷等人针对聚丙烯酰胺微球与丙烯酰胺聚合物溶液一同注入地层后，无法将其与含有丙烯酰胺聚合物的采出液进行区分的问题，提出了将丙烯酰氧基荧光素与丙烯酰胺共聚，合成了含荧光素的聚丙烯酰胺荧光微球。2018年第558期，Colloids and SurfacesA，Yang H等人以烯丙基罗丹明作为荧光染料，制备了一种荧光聚合物微球，利用所提出的荧光稳定性指数，研究了荧光聚合物微球调驱系统的稳定性影响因素和稳定性机理。

存在的主要问题是：(1)聚合物微球调驱剂的研究和应用品种单一，主要集中在油包水型丙烯酰胺类聚合物微球。油包水型丙烯酰胺类聚合物微球在使用过程中部分会出现强度弱等的问题，目前主要通过在丙烯酰胺类聚合物微球中引入无机成分，通过无机成分增加聚合物微球的强度，然而无机物的引入会造成聚合物微球结构复杂、合成过程复杂、成本增加等问题。(2)油包水型丙烯酰胺类聚合物微球的合成主要以白油为反应溶剂；大量白油的使用，导致其生产成本升高，使用环保性变差。(3)当聚合物微球注入地层后，无法判断微球进入储层的位置，且微球产出浓度不易检测，为有效对调驱用聚合物微球进行动态监测及评价，目前研究者主要使用有机荧光染料合成的荧光聚合物微球，但有机染料存在很多问题，包括热稳定性差、抗pH和地下水中金属离子的干扰能力差等。因此，有必要开发新型荧光功能型聚合物微球调驱剂。

发明内容