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第 5 期                        鲍文博，等:  抗温抗盐微球合成、优化及性能评价                                    ·985·


                 microspheres were 7.8 and 87.24%, respectively.
                 Key words: inverse phase emulsion polymerization; orthogonal experiment; slow expansion and plugging
                 effect; mechanism analysis; oil field chemicals and petroleum additives
                 Foundation item: National Science and Technology Major Project of China (2016ZX05058-003-010)


                 目前，为提高海上油田聚驱后中低渗层的动用                          对微球性能进行了评价。采用聚合物微球岩心内缓
            程度，亟需注入调剖剂来扩大波及体积。常规的聚                             膨性能测试方法评价了微球岩心内封堵效果，最后
            合物凝胶存在伤害中低渗层的风险，而且聚合物不                             针对中试的合成工艺进行了改善，以期为聚合物微
            易熟化，对注入工艺存在许多不利影响。与聚合物                             球矿场实验提供合格产品。
            溶液相比，聚合物微球配制和注入工艺简单，又为
                                                               1    实验部分
            非连续相体系，具有“堵大不堵小”和“捕集-运移
            -再捕集-再运移……”的独特渗流特征                 [1-5] ，有望成      1.1    试剂与仪器
            为海上厚油层进一步提高采收率的关键技术。                                   丙烯酰胺（AM）、α-甲基苯乙烯（α-MSt）、丙
                 近年来，聚合物微球调驱技术受到科技工作者
                                                               烯酸（AA）、NaOH、(NH 4 ) 2 S 2 O 8 （APS）、Na 2 SO 3
                           [6]
            高度重视。魏欣 等人采用反相乳液法制备聚合物                             （SS）、N，N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）、吐温 80
            微球，并研究了其粒度、形貌，膨胀分散性，结果                             （TW-80）、司盘 80（SP-80）、液体石蜡，AR，天
            表明常温下微球在蒸馏水中水化膨胀 24 h 后，膨胀                         津大茂 试剂 厂； 2- 丙 烯 酰胺基 -2- 甲基丙 磺酸
                            [7]
            倍数为 1.5。王磊 等人合成了一种核壳型聚丙烯酰                          （AMPS），AR，国药集团化学试剂有限公司。中海
            胺纳米微球，通过调整乳化剂的量来控制粒径，并                             油现场提供聚丙烯酰胺类微球 SMG (w) 、SMG (Y) 和微
            对微球的膨胀性和流变性进行了表征，结果表明温                             球 COSL。
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            度为 60  ℃时，该微球在矿化度为 1.4510  mg/L 水                     PL-GPC220 凝胶色谱仪，美国 Agilent 公司；
            中水化膨胀 5 d 后，膨胀倍数为 2.48。马志国                [8-9] 等  VERTEX70 傅里叶变换红外光谱仪，德国 Bruker 公
            人开展了反相乳液聚合法制备丙烯酰胺类微球的反                             司；BDS400 倒置生物显微镜，奥特光学仪器公司；
            应条件研究，重点考察了溶剂水对微球粒径和吸水                             Quanta  FEG450 场发射扫描电子显微镜，美国 FEI
            倍率的影响。罗强         [10] 等人开展了聚合微球在人造岩                公司；SDTQ600 型热重分析仪，美国 TA 公司；Haake
            心中运移能力实验，主要通过测量产出液中的微球                             100 型流变仪，德国 HAAKE 公司。
            粒径分布进行微球粒径与渗透率配伍性分析。孙焕                                 微球缓膨封堵效果实验岩心为石英砂环氧树脂
            泉 [11] 等人开展了聚合微球水化膨胀和岩心封堵性能                        胶结人造均质方岩心         [12-13] ，气测渗透率 K g =2.7  μm 2
            实验，通过观察水化后微球形态并结合多测压点填                             左右，外观尺寸：宽×高×长=4.5 cm×4.5 cm× 30 cm。
            砂管封堵实验明确了微球封堵特点和作用机理。但                                 岩心实验设备主要包括平流泵、压力传感器、
            是，对于海上油田，现有微球还不能满足矿场应用                             手摇泵和中间容器等。除平流泵和手摇泵外，其
            需求，主要问题是膨胀倍数均较小，膨胀后不足以                             他部分置于渤海油藏温度 65  ℃恒温箱内，如图 1
            封堵大孔道，而且在地层中耐温耐盐性较差。多数                             所示。
            微球的矿场应用效果不理想。这是因为忽略了微球
            在地层中所处环境与室内条件的差异，如在孔喉与
            在溶液中缓膨倍数会有所不同。除此之外，对于微
            球的岩心缓膨封堵效果评价没有考虑非连续相体系
            的岩心端面效应所引起的压力虚高，导致微球的缓
            膨封堵效果评价不客观。最后，微球在工厂放大生
            产时，由于车间的设备条件和生产规模与室内合成

            条件不同，所以性能会有所差异。                                           图 1    岩心封堵实验设备和流程示意图
                 为解决上述问题，本文以渤海油藏地质和流体                          Fig. 1    Core plugging experimental equipment and flowchart
            为模拟对象，采用二次反相乳液聚合法制备了含有
            少量疏水基团的膨胀性能更好的抗温抗盐聚合物微                                 实验用水为 QHD32-6 油田模拟注入水，水质分
            球，结合高分子材料分析和油田模拟两种表征手段                             析见表 1。
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