一种驱油用胶囊聚合物及其制备方法与应用

本发明属于油气田开发工程，具体涉及一种驱油用胶囊聚合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚合物驱是一项通过增加水相粘度来提高原油采收率的重要技术，以聚合物为主的化学驱(多元复合驱、非均相复合驱)作为提高石油采收率的手段，在我国油田领域开展了大规模的应用。但较高的溶液粘度，使其在注入地层的过程中存在注入压力高，粘度损失大的问题，对管线和注入设备具有较高的要求，并且聚合物的稳定性较差。

2、为了解决上述问题，中国专利文献cn111423543a公开了一种纳米微胶囊延迟增粘聚合物及其制备方法，该发明制备得到的聚合物具有核壳结构，内核为丙烯酰胺通过光引发聚合，聚合物被包裹在油性的聚氨酯壳内，纳米微胶囊被注入地层后，能够随着温度和ph值的变化，而逐渐释放出里面的有效成分，起到延迟增粘的效果，但其制备方法复杂，反应条件不够温和。此外，中国专利文献cn116003705a公开了纳米网络结构延迟增粘聚合物乳液的制备方法及应用，该方法提供的纳米网络结构延迟增粘聚合物乳液，内核以纳米二氧化硅、双键硅烷偶联剂、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体分子聚合而成，保护壳以偶氮二异丁腈引发丙烯基-1,3-磺酸内酯而成，其能在超低渗及复杂断块砂岩油藏中泵送、延迟增粘，但其用的壳材成本较高，限制在实际生产中的应用。

3、因此，开发一种合成工艺简单、内核聚合物释放可控的环境友好型驱油用胶囊聚合物，具有重要的意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种驱油用胶囊聚合物及其制备方法与应用。本发明以海藻酸钙为壳材将聚合物乳液进行微胶囊化，能够很大程度上控制内核聚合物的释放；将聚合物包裹在微胶囊囊材中，通过控制聚合物的释放温度和释放速度，使聚合物能够更易于注入到地层中并能够在远井地层达到释放增粘的效果。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种驱油用胶囊聚合物的制备方法，包括步骤如下：

4、(1)向海藻酸钠水溶液中加入基础油a、乳化剂i，搅拌分散均匀，得到海藻酸钠乳液；

5、(2)将聚合物乳液和步骤(1)得到的海藻酸钠乳液混合，搅拌分散均匀，得到混合乳液；

6、(3)向步骤(2)得到的混合乳液中加入钙盐水溶液，进行反应，形成海藻酸钙包裹层，得到单壳层驱油用胶囊聚合物；或，

7、(4)向步骤(3)所得单壳层驱油用胶囊聚合物中继续依次加入海藻酸钠乳液和钙盐水溶液，进行反应，之后重复上述步骤，得到不同厚度和致密度的驱油用胶囊聚合物。

8、根据本发明优选的，步骤(1)中所述海藻酸钠水溶液的质量浓度为1～6wt％；所述海藻酸钠并无特别限定。

9、根据本发明优选的，步骤(1)中所述基础油a为白油、煤油、液体石蜡中的一种；所述白油并无特别限定，优选3#、5#、7#、10#白油；所述基础油a与海藻酸钠水溶液的质量比为0.5～1.5:1，进一步优选为1～1.2:1。

10、根据本发明优选的，步骤(1)中所述乳化剂i为脂肪醇聚氧乙烯醚moa-9、脂肪醇聚氧乙烯醚moa-3、span80、span85、tween80、tween60和烷基酚聚氧乙烯醚op-10中的一种或多种；所述乳化剂i的质量为基础油a质量的1～15％。

11、根据本发明优选的，步骤(1)中所述搅拌的温度为20～30℃，搅拌的转速为400～600r/min。

12、根据本发明优选的，步骤(2)中所述聚合物的共聚单体为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、苯乙烯磺酸、n-烷基马来酰亚胺中的一种或多种；所述聚合物的粘均分子量为1000～2200万。

13、根据本发明优选的，步骤(2)中所述聚合物乳液的制备方法为本领域现有技术；优选的，所述聚合物乳液按照下述方法制备得到：

14、(a)将共聚单体溶解于去离子水中，使用氢氧化钠将体系ph值调节至7～7.5，之后加入水溶性引发剂，搅拌均匀，得到水相；

15、(b)将乳化剂ii加入基础油b中，搅拌均匀，得到油相；

16、(c)在搅拌条件下，将水相滴加到油相中，之后升温至反应温度进行反应，得到聚合物乳液。

17、优选的，步骤(a)中所述共聚单体与去离子水的质量比为0.35～3:1。

18、优选的，步骤(a)中所述水溶性引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或多种；所述水相中水溶性引发剂的质量分数为0.1～0.5％。

19、优选的，步骤(b)中所述乳化剂ii为span80、span60、op-10、十六烷基三甲基溴化铵、tween40、tween60、tween80中的一种或几种；所述油相中乳化剂ii的质量分数为3～10％。

20、优选的，步骤(b)中所述基础油b与基础油a相同。

21、优选的，步骤(c)中，水相的滴加速度为3～5ml/min；所述水相与油相的质量比为0.8～1.3:1。

22、优选的，步骤(c)中，水相的滴加过程中通氮气进行除氧。

23、优选的，步骤(c)中所述反应温度为45～50℃，所述反应的时间为2～3h，反应过程的搅拌速度为550～850r/min。

24、优选的，步骤(c)中，升温至反应温度后，继续通氮气45～60min，上述通氮气时间包括在反应时间内。

25、根据本发明优选的，步骤(2)中所述聚合物乳液中聚合物的质量含量为14～40wt％。

26、根据本发明优选的，步骤(2)中所述聚合物乳液和海藻酸钠乳液的质量比为1:0.5～5。

27、根据本发明优选的，步骤(2)中所述搅拌的温度为20～30℃，搅拌的转速为400～600r/min。

28、根据本发明优选的，步骤(3)中所述钙盐为氯化钙、碳酸氢钙、乙酸钙中的一种或多种；所述钙盐水溶液的质量浓度为1～15wt％。

29、根据本发明优选的，步骤(3)中所述钙盐水溶液与海藻酸钠乳液的质量比为1:5～15；所述钙盐水溶液滴加入混合乳液中，滴加速率为1～2滴/s。

30、根据本发明优选的，步骤(3)中所述反应的时间为0.5～1h。

31、根据本发明优选的，步骤(4)中所述海藻酸钠乳液与步骤(1)中相同，所述钙盐水溶液与步骤(3)中相同；所述海藻酸钠乳液和钙盐水溶液均滴加入体系中，滴加速率为1～2滴/s，所述海藻酸钠乳液滴加完成后，搅拌0.5～1h后再加入钙盐水溶液。

32、根据本发明优选的，步骤(4)中，每次继续加入的海藻酸钠乳液与聚合物乳液的质量比为0.1～0.3:1；每次继续加入的钙盐水溶液与每次继续加入的海藻酸钠溶液的质量比为1:5～15。

33、根据本发明优选的，步骤(4)中所述反应的时间为0.5～1h。

34、根据本发明优选的，步骤(4)中，重复次数为0～10次；所述重复上述步骤指的是重复继续加入海藻酸钠乳液和钙盐水溶液进行反应的步骤。

35、本发明还提供了上述制备方法制备得到的驱油用胶囊聚合物。

36、根据本发明，上述驱油用胶囊聚合物在驱油中的应用，具体使用方法为：将胶囊聚合物用水进行分散稀释，然后将其注入地层；具体稀释倍数根据地层所需粘度进行确认，比如稀释50～500倍均可。

37、本发明的技术特点及有益效果如下：

38、1、本发明的驱油胶囊聚合物是以天然高分子材料海藻酸钠包覆驱油聚合物，之后与钙离子在较温和的条件下快速固化反应，形成海藻酸钙膜，从而得到胶囊聚合物；本发明所用海藻酸钠无毒、成型、成膜性好，对环境更加友好，制备工艺简单。本发明以海藻酸钙为壳材将聚合物乳液进行微胶囊化，一方面将聚合物分子进行包裹，其粘度无法释放，使其更易于注入；另一方面可以有效控制内核聚合物的释放，将其注入地层后，胶囊聚合物受地层温度影响，海藻酸钙壳层发生溶胀破裂，将内核聚合物释放出来，通过控制对海藻酸钙膜的修饰次数来控制所包裹聚合物的释放增粘时间，使聚合物能够更易于注入到地层中并能够在远井地层达到释放增粘的效果。

39、2、本发明的胶囊聚合物合成工艺简单，可以通过调控核内聚合物共聚单体的组分来增强其耐温抗盐性能，可以通过调控壳的修饰次数来控制内核聚合物的释放速率。

40、3、本发明制备得到的微胶囊乳液具有较高的长期稳定性，胶囊聚合物在水溶液具有良好的分散性，并可缓慢释放内部的有效成分，同时其所具有的温度响应特性，能够在常规油藏深层靶向增粘方面具有较大的应用潜能。