CN108250344A - 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 - Google Patents
一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108250344A CN108250344A CN201711440702.1A CN201711440702A CN108250344A CN 108250344 A CN108250344 A CN 108250344A CN 201711440702 A CN201711440702 A CN 201711440702A CN 108250344 A CN108250344 A CN 108250344A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- parts
- preparation
- water
- mixed liquor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 76
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 32
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 21
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims abstract description 20
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 57
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 34
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical group [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 22
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 22
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- FUGYGGDSWSUORM-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxystyrene Chemical group OC1=CC=C(C=C)C=C1 FUGYGGDSWSUORM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 229940079827 sodium hydrogen sulfite Drugs 0.000 claims description 18
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 18
- -1 methacryloxypropyl Chemical group 0.000 claims description 13
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NWGKJDSIEKMTRX-MDZDMXLPSA-N Sorbitan oleate Chemical group CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCC(=O)OCC(O)C1OCC(O)C1O NWGKJDSIEKMTRX-MDZDMXLPSA-N 0.000 claims description 11
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002651 Polysorbate 85 Polymers 0.000 claims description 6
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ZUBZATZOEPUUQF-UHFFFAOYSA-N isononane Chemical compound CCCCCCC(C)C ZUBZATZOEPUUQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940113171 polysorbate 85 Drugs 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- FGRJGEWVJCCOJJ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylaziridine Chemical compound CC1(C)CN1 FGRJGEWVJCCOJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XRUKRHLZDVJJSX-UHFFFAOYSA-N 4-cyanopentanoic acid Chemical class N#CC(C)CCC(O)=O XRUKRHLZDVJJSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229920002593 Polyethylene Glycol 800 Polymers 0.000 claims description 3
- YPWFISCTZQNZAU-UHFFFAOYSA-N Thiane Chemical compound C1CCSCC1 YPWFISCTZQNZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 3
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 3
- 229940085675 polyethylene glycol 800 Drugs 0.000 claims description 3
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 claims description 3
- 239000011837 N,N-methylenebisacrylamide Substances 0.000 claims description 2
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 9
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 9
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 9
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 9
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- YXYZMHGSOKYZAF-UHFFFAOYSA-M [Cl-].C(C(=C)C)(=O)OCC[N+](C(C)(C)C)(C)C Chemical group [Cl-].C(C(=C)C)(=O)OCC[N+](C(C)(C)C)(C)C YXYZMHGSOKYZAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 7
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 6
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 6
- 239000011806 microball Substances 0.000 description 6
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L disodium maleate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)\C=C/C([O-])=O MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L 0.000 description 3
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 3
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 2-octylphenol Chemical compound CCCCCCCCC1=CC=CC=C1O DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N butyronitrile Chemical compound CCCC#N KVNRLNFWIYMESJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N isobutyronitrile Chemical compound CC(C)C#N LRDFRRGEGBBSRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- AJXBTRZGLDTSST-UHFFFAOYSA-N amino 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)ON AJXBTRZGLDTSST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IUPDXIXTYXNMFR-UHFFFAOYSA-N azane N,N-dimethylmethanamine hydrochloride Chemical compound [Cl-].[NH4+].CN(C)C IUPDXIXTYXNMFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011805 ball Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQPVIMDDIXCFFS-UHFFFAOYSA-N n-dodecylprop-2-enamide Chemical class CCCCCCCCCCCCNC(=O)C=C XQPVIMDDIXCFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical group [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
- C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/5083—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/5086—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/512—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds containing cross-linking agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/516—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls characterised by their form or by the form of their components, e.g. encapsulated material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法。制备方法包括：配制水相混合液：将丙烯酰胺、丙烯酸、阳离子单体、交联剂和水混合均匀，再加入碱性物质，得到水相混合液；配制油相混合液：将油性溶剂、疏水单体和乳化剂混合均匀，得到油相混合液；聚合：将油相混合液进行均质处理，再进行通氮除氧处理，然后加入引发剂引发聚合，并通过制冷设备控制体系的温度不超过70℃；后处理：聚合反应结束后，在反应后的混合溶液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，从而得到低膨胀速度纳米级吸水微球。利用该方法制得的微球粒径分布范围小，在30～100nm区间，而且膨胀速度慢，起始膨胀时间在1～2小时之间，特别适用于特殊致密性底层区块的封堵。
Description
技术领域
本发明涉及油田增产的调剖堵水技术领域，尤其涉及一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法。
背景技术
驱油剂体系的流失成为开采原油时广泛面临的问题，这些问题会大大影响油田的生产和效益。在后期的聚合物驱油开发过程中，由于地层中存在很多微小的孔隙，在驱油过程中的高压条件下，驱油剂从孔隙中渗透流失，造成了很大的浪费。所以，油田堵水调剖问题越来越严峻，目前油田采用最多的是聚丙烯酰胺水溶液与交联剂交联进行选择性堵水。
目前采用的聚丙烯酰胺调剖堵水技术仍然存在许多局限性，影响了其应用规模。主要存在以下几方面问题：一是聚丙烯酰胺多为粉剂，分散溶解困难，现场施工不方便；二是成胶时间很难控制，一般在几十秒钟就已经成胶，而一旦成胶以后，体系的粘度会剧烈增大，对注入设备造成很大的负荷和损伤；三是常规聚丙烯酰胺调剖堵水剂的耐温性、耐盐性差，强度低，有效期短，在诸多应用中受到一定的限制。
申请人制备出一种疏水缔合交联聚合物微球，虽然其抗温抗盐性能得以提高，但微球的粒径较大，在100nm以上，配液后粘度较高而且微球悬浮性、分散性较差。因此，制备出粒径不超过100nm的吸水微球成为一个技术难题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有制备方法无法制得粒径在100nm以内的聚合物微球这一问题，本发明提供了一种低膨胀速度纳米级吸水微球的制备方法。利用本发明提供的制备方法所制得的微球粒径分布范围小，不超过100nm，在30～100nm区间，而且膨胀速度慢，起始膨胀时间在1～2小时之间，配液后粘度很低而且微球悬浮性、分散性俱佳，可以很均匀的分散在配液中，现场施工中很容易将配液输送到指定地点，输送到目的地后，本产品会慢慢吸水膨胀，特别适用于特殊致密性底层区块的封堵。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种低膨胀速度纳米级吸水微球的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)配制水相混合液：将丙烯酰胺、丙烯酸、阳离子单体、交联剂和水混合均匀，再加入碱性物质，得到水相混合液；
(2)配制油相混合液：将油性溶剂、疏水单体和乳化剂混合均匀，得到油相混合液；
(3)聚合：将水相混合液和油相混合液混合并进行均质处理，再进行通氮除氧处理，然后加入引发剂引发聚合，并通过制冷设备控制体系的温度不超过70℃；
(4)后处理：聚合反应结束后，在反应后的混合溶液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，从而得到低膨胀速度纳米级吸水微球。
优选地，各组分的用量为：丙烯酰胺20～100重量份，丙烯酸50～150重量份，疏水单体0.5～3重量份，阳离子单体10～20重量份，交联剂0.2～1.5重量份，水310～430重量份，乳化剂80～200重量份，油性溶剂240～350重量份，引发剂0.001～0.5重量份，壬基酚聚氧乙烯醚20～25重量份。
优选地，所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的任一种或多种；和/或
所述疏水单体选自对羟基苯乙烯、1-十八烯、甲基丙烯酸丁酯中的任一种或多种。
优选地，所述乳化剂由吐温系列乳化剂与司盘系列乳化剂复配而成；优选地，所述吐温系列乳化剂为吐温81或吐温85，所述司盘系列乳化剂为司盘80或司盘83；更优选地，所述乳化剂由吐温81和司盘80按照(2～3)：1的质量比复配而成或所述乳化剂由吐温85和司盘83按照(1～3)：(1～2)的质量比复配而成。
优选地，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇800双丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或多种；和/或
所述油性溶剂选自环已烷、己烷、庚烷、壬烷、异壬烷、白油、汽油、柴油、煤油中的任一种或多种。
优选地，所述引发剂包含偶氮类引发剂和氧化还原引发剂；
所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的任一种或多种，优选为偶氮二异丁腈；
所述氧化还原引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠；
并且先加入所述偶氮类引发剂和过硫酸钾，待混合均匀后，再分批次加入亚硫酸氢钠。
优选地，在步骤(1)中，所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾，并且用氢氧化钠或氢氧化钾将混合溶液的pH调整到6.8～7.0之间，得到水相混合液。
优选地，步骤(3)中，在16～17℃引发所述聚合，聚合的时间控制在1～2小时，并控制体系的温度不超过70℃。
优选地，所述低膨胀速度纳米级吸水微球的粒径在30～100nm之间，起始膨胀时间在1～2小时之间。
一种低膨胀速度纳米级吸水微球，采用上述所述制备方法制得。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
利用本发明提供的制备方法所制得的微球粒径分布范围小，不超过100nm，在30～100nm区间，而且膨胀速度慢，起始膨胀时间在1～2小时之间，配液后粘度很低而且微球悬浮性、分散性俱佳，可以很均匀的分散在配液中，现场施工中很容易将配液输送到指定地点，输送到目的地后，本产品会慢慢吸水膨胀，特别适用于特殊致密性底层区块的封堵。
本发明提供的制备方法操作简便，加水混合均匀即可；所制得的吸水微球配制简单，加水即可，而且配制完毕后，体系表观粘度与水接近，注入方便；注入地下后，微球会慢慢吸水、沉降，覆盖在地层或者进入地层孔隙，继续膨胀；吸水膨胀完毕后，强度大，能承受更高的压力；作业完毕后，根据地层温度、水盐度不同，在3～30天会降解。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种低膨胀速度纳米级吸水微球的制备方法，制备原料包含如下组分：丙烯酰胺20～100重量份，丙烯酸50～150重量份，疏水单体0.5～3重量份，阳离子单体10～20重量份，交联剂0.2～1.5重量份，碱性物质，水310～430重量份，乳化剂80～200重量份，油性溶剂240～350重量份，引发剂0.001～0.5重量份，壬基酚聚氧乙烯醚20～25重量份。制备方法包括如下步骤：
(1)配制水相溶液：将丙烯酰胺、丙烯酸、阳离子单体、交联剂和水混合均匀，再加入碱性物质，得到水相混合液。所用的阳离子单体可以选择甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的任一种或多种。所用的交联剂可以选择N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇800双丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或多种；所用的碱性物质可以选择氢氧化钠或氢氧化钾，并且用氢氧化钠或氢氧化钾将混合溶液的pH调整到6.8～7.0之间，从而得到pH在6.8～7.0之间的水相混合液。
(2)配制油相溶液：将油性溶剂、疏水单体和乳化剂混合均匀，得到油相混合液。所用的疏水单体可以选自对羟基苯乙烯、1-十八烯、甲基丙烯酸丁酯中的任一种或多种。所用的油性溶剂可以选择环已烷、己烷、庚烷、壬烷、异壬烷、白油、汽油、柴油和煤油中的任一种或多种。所用的乳化剂为复配体系，所述乳化剂由吐温系列乳化剂与司盘系列乳化剂复配而成；优选地，所述吐温系列乳化剂为吐温81或吐温85，所述司盘系列乳化剂为司盘80或司盘83；更优选地，所述乳化剂由吐温81和司盘80按照(2～3)：1的质量比复配而成或所述乳化剂由吐温85和司盘83按照(1～3)：(1～2)的质量比复配而成，可以通过调整乳化剂的用量比例来控制吸水微球的粒径。
(3)聚合：将水相混合液和油相混合液混合并进行均质处理，时间可以控制在40～60分钟之间，再进行通氮除氧处理，时间可以控制在50～60分钟之间，然后加入引发剂引发聚合，优选地，在16～18℃下引发聚合，并且将聚合反应的时间控制在1～2小时，并通过制冷设备控制体系的温度不超过70℃。在一些实施例中，所述引发剂包含偶氮类引发剂和氧化还原引发剂；所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的任一种或多种，优选为偶氮二异丁腈；所述氧化还原引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠；并且先加入所述偶氮类引发剂和过硫酸钾，待混合均匀后，再分批次加入亚硫酸氢钠(例如，可以将亚硫酸氢钠均分为3～6份，从而将其分3～6次加入到混合体系中)。
(4)后处理：聚合反应结束后，在反应后的白色混合溶液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，从而得到低膨胀速度纳米级吸水微球。所述低膨胀速度纳米级吸水微球的粒径在30～100nm之间，起始膨胀时间在1～2小时之间。
以下是本发明列举的实施例。
实施例1
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺80重量份，丙烯酸120重量份，对羟基苯乙烯2重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.4重量份，乙烯基三乙氧基硅烷0.6重量份，氢氧化钠67重量份，水310重量份，吐温81110重量份，司盘8040重量份，庚烷240重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚22重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.9得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质50min，通氮气除氧60min，在16℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为45nm，起始膨胀时间为1小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为3.5、7.1、9倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
实施例2
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺50重量份，丙烯酸150重量份，1-十八烯1重量份，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.3重量份，乙烯基三乙氧基硅烷0.9重量份，氢氧化钠85重量份，水350重量份，吐温8190重量份，司盘80 30重量份，己烷290重量份，偶氮二异丁腈0.2重量份，过硫酸钾0.1重量份，亚硫酸氢钠0.05重量份，壬基酚聚氧乙烯醚23重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.8得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质40min，通氮气除氧60min，在18℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为58nm，起始膨胀时间为1.5小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为3.1、6.8、12倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
实施例3
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺90重量份，丙烯酸110重量份，甲基丙烯酸丁酯3重量份，二甲基二烯丙基氯化铵20重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.9重量份，乙烯基三乙氧基硅烷0.3重量份，氢氧化钠62重量份，水410重量份，吐温81110重量份，司盘80 50重量份，环己烷350重量份，偶氮二异丁腈0.1重量份，过硫酸钾0.05重量份，亚硫酸氢钠0.1重量份，壬基酚聚氧乙烯醚20重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.8得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质60min，通氮气除氧60min，在17℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为32nm，起始膨胀时间为2小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为2.5、5.8、9倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
实施例4
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺20重量份，丙烯酸50重量份，对羟基苯乙烯0.5重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15重量份，乙烯基三乙氧基硅烷0.2重量份，氢氧化钠30重量份，水330重量份，吐温8540重量份，司盘8380重量份，庚烷240重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚20重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.9得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质50min，通氮气除氧60min，在16℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为36nm，起始膨胀时间为2小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为2.5、7.3、9倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
实施例5
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺100重量份，丙烯酸150重量份，对羟基苯乙烯3重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20重量份，乙烯基三乙氧基硅烷1.5重量份，氢氧化钠85重量份，水430重量份，吐温81150重量份，司盘8050重量份，庚烷350重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚24重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.9得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质50min，通氮气除氧60min，在16℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为30nm，起始膨胀时间为2小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为2.2、6.0、10倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
实施例6
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺90重量份，丙烯酸140重量份，对羟基苯乙烯2.5重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵15重量份，乙烯基三乙氧基硅烷1.2重量份，氢氧化钠79重量份，水400重量份，吐温85 40重量份，司盘83 40重量份，庚烷300重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚25重量份。
制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺，丙烯酸，阳离子单体，交联剂和水充分混合均匀后，用氢氧化钠调节pH值至6.9得到水相。将油性溶剂、疏水单体、乳化剂混合后得到油相，然后转入反应釜中，乳化泵打均质50min，通氮气除氧60min，在16℃下泵入偶氮二异丁腈和过硫酸钾，混合均匀后再分批次泵入亚硫酸氢钠，从而引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度不超过70℃，在得到的白色乳状液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到微球。
此工艺下，微球初始粒径为100nm，起始膨胀时间为1小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为3.5、8.2、12倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
对比例1
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺240重量份，醋酸钠17重量份，N-十二烷基丙烯酰胺1.5重量份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7重量份，二甲基二烯丙基氯化铵17重量份，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.7重量份，氢氧化钠1.3重量份，去离子水385.5重量份，白油275重量份，吐温80 4重量份，司盘80 22.1重量份，反应性乳化剂十二醇马来酸钠3重量份，辛基酚聚氧乙烯醚25重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸钠0.3重量份。
制备方法包括如下步骤：
制备十二醇马来酸钠：将摩尔比为1:1的十二醇和马来酸酐混合，并加入有机溶剂，充分混合后加入到四口烧瓶中，四口烧瓶上装冷凝管，搅拌器，温度计，将0.8％的催化剂S2O8 2-/ZrO2-SiO2加入四口烧瓶中，在80～85℃的条件下反应；然后降温，将收集到的白色沉淀粗产品用石油醚重结晶3次，最后用氢氧化钠溶液中和至pH值为7，加热烘干后，即得十二醇马来酸钠。
聚合反应：在混料釜中依次加入丙烯酰胺，醋酸钠，N-十二烷基丙烯酰胺，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，二甲基二烯丙基氯化铵，N,N-亚甲基双丙烯酰胺和水，充分混合均匀后用氢氧化钠调节pH值至6.8，在再加入白油、吐温80、司盘80、反应性乳化剂和引发剂偶氮二异丁腈、过硫酸钾后高速搅拌2min，转入反应釜中，通氮气除氧60min，在16℃下泵入亚硫酸钠引发聚合，并通过制冷设备控制反应温度，在34℃下聚合反应4h，在得到的浅黄色乳状液中加入辛基酚聚氧乙烯醚，充分混合后得到疏水缔合交联聚合物微球。微球初始粒径为198nm，起始膨胀时间为1小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为5.5、7.8、7.7倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。可以看出，对比例1所用制备方法制得的微球粒径远远大于本发明提供的制备方法。
对比例2
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺200重量份，丙烯酸120重量份，对羟基苯乙烯3重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵20重量份，乙烯基三乙氧基硅烷1重量份，氢氧化钠3重量份，水310重量份，吐温81 15重量份，司盘80 15重量份，庚烷240重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚22重量份。制备方法同实施例1。
此工艺下，微球初始粒径为202nm，起始膨胀时间为0.5小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为3.0、7.2、11倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
对比例3
制备原料包含如下组分：丙烯酰胺80重量份，醋酸钠120重量份，对羟基苯乙烯2重量份，烯基磺酸10重量份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵10重量份，乙烯基三乙氧基硅烷1重量份，氢氧化钠80重量份，水310重量份，吐温80 20重量份，司盘80 20重量份，庚烷240重量份，偶氮二异丁腈0.3重量份，过硫酸钾0.02重量份，亚硫酸氢钠0.03重量份，壬基酚聚氧乙烯醚22重量份。制备方法同实施例1。
此工艺下，微球初始粒径为253nm，起始膨胀时间为0.5小时，在95℃、总矿化度为25000mg/L(其中二价阳离子浓度为3500mg/L)的盐水中老化7天、15天、30天，粒径膨胀倍数分别为4.5、7.3、8.8倍，微乳液放置3个月后仍为透明的均匀体系、不分层。
将上述各个实施例和对比例所制得的微球的性能进行对比，其结果如表1所示。
表1
从表1的对比结果中可以看出，利用本发明提供的制备方法所制得的微球粒径不超过100nm，在30～100nm区间，而且膨胀速度慢，起始膨胀时间在1～2小时之间。因此，将本发明提供的微球颗粒配液后粘度很低而且微球悬浮性、分散性俱佳，可以很均匀的分散在配液中，现场施工中很容易将配液输送到指定地点，输送到目的地后，本产品会慢慢吸水膨胀，特别适用于特殊致密性底层区块的封堵。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低膨胀速度纳米级吸水微球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)配制水相混合液：将丙烯酰胺、丙烯酸、阳离子单体、交联剂和水混合均匀，再加入碱性物质，得到水相混合液；
(2)配制油相混合液：将油性溶剂、疏水单体和乳化剂混合均匀，得到油相混合液；
(3)聚合：将水相混合液和油相混合液混合并进行均质处理，再进行通氮除氧处理，然后加入引发剂引发聚合，并通过制冷设备控制体系的温度不超过70℃；
(4)后处理：聚合反应结束后，在反应后的混合溶液中加入壬基酚聚氧乙烯醚，从而得到低膨胀速度纳米级吸水微球。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，各组分的用量为：丙烯酰胺20～100重量份，丙烯酸50～150重量份，疏水单体0.5～3重量份，阳离子单体10～20重量份，交联剂0.2～1.5重量份，水310～430重量份，乳化剂80～200重量份，油性溶剂240～350重量份，引发剂0.001～0.5重量份，壬基酚聚氧乙烯醚20～25重量份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中的任一种或多种；和/或
所述疏水单体选自对羟基苯乙烯、1-十八烯、甲基丙烯酸丁酯中的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂由吐温系列乳化剂与司盘系列乳化剂复配而成；优选地，所述吐温系列乳化剂为吐温81或吐温85，所述司盘系列乳化剂为司盘80或司盘83；更优选地，所述乳化剂由吐温81和司盘80按照(2～3)：1的质量比复配而成或所述乳化剂由吐温85和司盘83按照(1～3)：(1～2)的质量比复配而成。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、聚乙二醇800双丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种或多种；和/或
所述油性溶剂选自环已烷、己烷、庚烷、壬烷、异壬烷、白油、汽油、柴油、煤油中的任一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂包含偶氮类引发剂和氧化还原引发剂；
所述偶氮类引发剂选自偶氮二异丁脒二盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈和4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)中的任一种或多种，优选为偶氮二异丁腈；
所述氧化还原引发剂为过硫酸钾和亚硫酸氢钠；
并且先加入所述偶氮类引发剂和过硫酸钾，待混合均匀后，再分批次加入亚硫酸氢钠。
7.根据权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾，并且用氢氧化钠或氢氧化钾将混合溶液的pH调整到6.8～7.0之间，得到水相混合液。
8.根据权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在16～17℃引发所述聚合，聚合的时间控制在1～2小时，并控制体系的温度不超过70℃。
9.根据权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述低膨胀速度纳米级吸水微球的粒径在30～100nm之间，起始膨胀时间在1～2小时之间。
10.一种低膨胀速度纳米级吸水微球，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述制备方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711440702.1A CN108250344B (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711440702.1A CN108250344B (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108250344A true CN108250344A (zh) | 2018-07-06 |
| CN108250344B CN108250344B (zh) | 2020-11-13 |
Family
ID=62724116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711440702.1A Active CN108250344B (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108250344B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109265896A (zh) * | 2018-09-15 | 2019-01-25 | 张青美 | 一种防水型吸水膨胀橡胶的制备方法 |
| CN110204641A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-06 | 西南石油大学 | 一种调剖用交联聚合物微球及其制备方法 |
| CN110372818A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-25 | 中国石油大学(北京) | 一种Poly(AM-BA)共聚微球及其制备方法和应用 |
| CN110963744A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-07 | 湖北工业大学 | 一种逐级膨胀的液体膨胀剂及其制备方法 |
| CN114195135A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 苏州知益微球科技有限公司 | 一种石墨烯微球的制备方法及应用 |
| CN115322760A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-11-11 | 山东诺尔生物科技有限公司 | 一种两性离子型堵水调剖剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104277175A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系 |
| CN105315403A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-02-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 耐温抗盐活性微球及其制备方法和应用 |
| CN106866880A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 多分散聚丙烯酰胺微球体系及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-27 CN CN201711440702.1A patent/CN108250344B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104277175A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯酰胺反相微乳液调驱体系 |
| CN105315403A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-02-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 耐温抗盐活性微球及其制备方法和应用 |
| CN106866880A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 多分散聚丙烯酰胺微球体系及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 雷光伦: "《孔喉尺度弹性微球深部调驱新技术》", 31 May 2011, 中国石油大学出版社 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109265896A (zh) * | 2018-09-15 | 2019-01-25 | 张青美 | 一种防水型吸水膨胀橡胶的制备方法 |
| CN109265896B (zh) * | 2018-09-15 | 2020-12-11 | 嘉兴华维新能源有限公司 | 一种防水型吸水膨胀橡胶的制备方法 |
| CN110204641A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-06 | 西南石油大学 | 一种调剖用交联聚合物微球及其制备方法 |
| CN110204641B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-07-23 | 西南石油大学 | 一种调剖用交联聚合物微球及其制备方法 |
| CN110372818A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-25 | 中国石油大学(北京) | 一种Poly(AM-BA)共聚微球及其制备方法和应用 |
| CN110963744A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-07 | 湖北工业大学 | 一种逐级膨胀的液体膨胀剂及其制备方法 |
| CN110963744B (zh) * | 2019-12-16 | 2021-09-03 | 湖北工业大学 | 一种逐级膨胀的液体膨胀剂及其制备方法 |
| CN114195135A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-18 | 苏州知益微球科技有限公司 | 一种石墨烯微球的制备方法及应用 |
| CN115322760A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-11-11 | 山东诺尔生物科技有限公司 | 一种两性离子型堵水调剖剂及其制备方法 |
| CN115322760B (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-20 | 山东诺尔生物科技有限公司 | 一种两性离子型堵水调剖剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108250344B (zh) | 2020-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108250344A (zh) | 一种低膨胀速度纳米级吸水微球及其制备方法 | |
| CN106146730B (zh) | 一种丙烯酰胺类聚合物增稠剂及其制备方法和压裂液 | |
| CN102304200B (zh) | 一种交联聚合物微球及其制备方法 | |
| CN108676120B (zh) | 一种用于在线压裂施工的反相微乳液稠化剂及其制备方法 | |
| CN102304201B (zh) | 一种疏水缔合型交联聚合物线团及其制备方法 | |
| CN100363394C (zh) | 一种水溶性两性离子共聚物及其制备方法 | |
| CN107337762A (zh) | 一种疏水缔合交联聚合物微球、制备方法和应用 | |
| CN109666097A (zh) | 疏水缔合聚合物凝胶微球调剖剂及其制备方法 | |
| CN106634903B (zh) | 一种互穿型聚合物网络体冻胶及其制备方法与应用 | |
| CN112521560A (zh) | 一种高效抗盐一剂两用稠化剂及其制备方法和应用 | |
| JPS6112706A (ja) | 水溶性共重合体の反転ミクロラテツクスの製造方法 | |
| EP1059316A1 (de) | Wasserlösliche Mischpolymere und ihre Verwendung für Exploration und Förderung von Erdöl und Erdgas | |
| CN105085799A (zh) | 一种缓膨型纳米弹性微球深部调剖驱油剂的制备方法及其应用 | |
| CN109575184B (zh) | 一种反相乳液可自交联型调剖堵水剂及其制备方法 | |
| CN105418840A (zh) | 一种疏水缔合聚合物反相乳液的制备方法 | |
| CN108484828A (zh) | 一种水包水型含纳米二氧化硅核壳微球的阳离子乳液及其制备方法 | |
| CN103409118B (zh) | 一种水基钻井液超高温稳定剂的合成方法 | |
| CN106590558A (zh) | 一种耐温交联聚合物微球调驱剂及其制备方法 | |
| CN103320112A (zh) | 一种新型抗剪切树枝聚合物驱油剂及其合成方法 | |
| CN106467599A (zh) | 一种自缔合型交联聚合物线团及其制备方法 | |
| CN106565898A (zh) | 一种三防整理剂及其制备方法和应用 | |
| CN113185630A (zh) | 一种可生物降解耐盐型稠化体系及其制备方法和应用 | |
| CN112851856A (zh) | 一种耐盐型聚合物微球封堵剂及其制备方法 | |
| CN115386040B (zh) | 一种耐高矿化度泡沫稳定剂及其制备方法 | |
| CN112708012A (zh) | 一种压裂用乳液聚合物及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: The invention relates to a nano water absorbing microsphere with low expansion rate and a preparation method thereof Effective date of registration: 20211228 Granted publication date: 20201113 Pledgee: Shandong Hanxiang Tongda import and Export Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG NUOER BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016506 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220725 Granted publication date: 20201113 Pledgee: Shandong Hanxiang Tongda import and Export Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG NUOER BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980016506 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Nanometer Water Absorbent Microspheres with Low Expansion Rate and Its Preparation Method Effective date of registration: 20221207 Granted publication date: 20201113 Pledgee: Dongying Bank Co.,Ltd. Xianhe sub branch Pledgor: SHANDONG NUOER BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980025482 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20221124 Granted publication date: 20201113 |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231108 Granted publication date: 20201113 Pledgee: Dongying Bank Co.,Ltd. Xianhe sub branch Pledgor: SHANDONG NUOER BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022980025482 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |