[发明专利]一种单分散三元共聚微球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单分散三元共聚微球及其制备方法，尤其涉及一种油田深部调剖用的单分散三元共聚微球及其制备方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

随着油田进入高含水或特高含水开发期，油田水驱问题越来越复杂，调剖等控水稳油技术的难度及要求越来越高。而深部调剖用聚合微球数量庞大，良好的悬浮分散性、膨胀性、弹性和良好的耐温、耐矿化度特性使其在油田实际生产中得到了较为广泛的应用。目前，应用最广泛的是丙烯酰胺类共聚微球，针对丙烯酰胺类微球的制备方法，主要有反相悬浮聚合法、反相乳液聚合法、分散聚合法等。其中，反相悬浮聚合法制备聚丙烯酰胺（PAM）微球是目前应用广泛、技术相对成熟的一种方法。该方法的工艺简单、聚合热易去除、后处理简单、容易实现工业化，但产物单分散性较差。而反相乳液聚合法有更多的优点，包括聚合速率快、产物固含量高、分子量大且分布窄、反应条件温和等。反相细乳液聚合法兼顾了以上两种方法的优点，包括产物含量高、制得微球粒径单分散性好、后处理简单等。

CN102127189N公开了一种聚丙烯酰胺微球及其制备方法，该方法制得的微球粒径为30-150微米。CN1004113A公开了一种丙烯酰胺微球，该方法制得的微球粒径为10-60微米。上述方法制得的微球粒径范围宽、单分散性差、粒径大小可控性差，耐温性能不理想，因此在油田实际生产中难以满足不同的生产需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种单分散三元共聚微球及其制备方法。本发明的单分散三元共聚微球具有单分散性及耐温性能优异的优点。

为达上述目的，本发明提供一种单分散三元共聚微球，以重量百分比计，其原料组成包括：丙烯酰胺5%-15%、功能性单体4%-6%、交联剂0.05%-1%、引发剂0.1%-0.3%、白油40%-60%、乳化剂3%-5%以及水余量，各原料的百分比之和为100%。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述单分散三元共聚微球是通过以下方法制备的：

（1）、将丙烯酰胺、功能性单体和交联剂的混合水溶液加入到乳化剂和白油的混合油溶液中，剪切搅拌后，得到混合相液；

（2）、在68±2℃及搅拌条件下，将引发剂的水溶液滴加到所述混合相液中，反应4h后，得到单分散三元共聚微球的粗产物；

（3）、将所述单分散三元聚合物的微球粗产物进行离心洗涤后，得到所述的单分散三元共聚微球。

在上述单分散三元共聚微球中，优选地，所述功能性单体包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠等聚合单体中的一种或两种。更优选地，所述功能性单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和N-乙烯基吡咯烷酮的组合。

在上述单分散三元共聚微球中，优选地，所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、季戊四醇烯丙基醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯。更优选地，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。

在上述单分散三元共聚微球中，优选地，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化月桂酰中的一种或几种的组合。更优选地，所述引发剂为过硫酸钾。

在上述单分散三元共聚微球中，优选地，所述乳化剂包括失水山梨醇脂肪酸酯（司班80）、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯（吐温60）、烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钠中的两种以上的组合。更优选地，以重量百分比计，所述乳化剂包括2%-4%的司盘80和0.7%-1.5%的吐温60。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述单分散三元共聚微球的粒径为300-500纳米。

本发明还提供一种上述的单分散三元共聚微球的制备方法，其包括以下步骤：

（1）、将丙烯酰胺、功能性单体和交联剂的混合水溶液加入到乳化剂和白油的混合油溶液中，剪切搅拌后，得到混合相液；

（2）、在68±2℃及搅拌的条件下，将引发剂的水溶液滴加到所述混合相液中，反应3-5h，得到单分散三元共聚微球的粗产物；

（3）、将所述单分散三元聚合物的微球粗产物进行离心洗涤后，得到所述的单分散三元共聚微球。

在上述制备方法中，优选地，步骤（1）中的剪切搅拌的速度为10000-22000r/min。

在上述制备方法中，优选地，步骤（1）中的剪切搅拌为间歇剪切搅拌，剪切搅拌的时间为6min，次数为3次。

在上述制备方法中，优选地，步骤（2）中的搅拌的速度为600-750r/min。