CN102627954B

CN102627954B - 可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊及其制备方法

Info

Publication number: CN102627954B
Application number: CN 201210081040
Authority: CN
Inventors: 汤元春; 左明明; 钱志鸿; 邓秀模; 刘天晴
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Jiangsu Oilfield Co
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102627954A

Abstract

可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊及其制备方法，涉及化学材料、油田技术领域，特别是油田聚合物凝胶堵水作业技术领域。本发明采高分子材料苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸形成复合壳材料将强氧化性固体颗粒过硫酸钠包裹起来，实现微胶囊化，从根本上达到微胶囊化的过硫酸钠在相应的聚合物体系中能够控制在1～10天内某一时段定时集中的释放出来并引发水溶性聚合物成胶，实现在井下定时调剖堵水从而提高石油采收率的目的。

Description

可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学材料、油田技术领域，特别是油田聚合物凝胶堵水作业技术领域。

背景技术

微胶囊技术是一种将成膜材料(常选用热塑性高分子材料) 作为壳物质，用固体、液体或气体为芯物质包覆成核壳形态结构的胶囊，这种壳核结构使微胶囊具有保护、阻隔性，使受外壳保护的芯物质既不会受到外界环境的侵入影响，同时又具有不会向外界逸出的阻隔性能。

微胶囊的制备技术始于20世纪30 年代，70年代中期得到了迅猛发展。微胶囊由芯材和壁材构成。芯材通常是需要包覆的物质，如有机溶剂、增塑剂、生物材料、食品、农用化学剂、泡涨剂、防锈剂等。壁材通常是由天然或者合成的高分子材料，用作壁材的物质应具有成膜性好和无色的特点。微胶囊粒子的大小和形状与其制备工艺有关。微胶囊的形状是多种多样的，一般呈球形，有的呈谷粒或无定形等形状。囊芯可以是一种或多种物质构成。壁材也可以是单层、双层和多层。微胶囊最基本的形态为单核微胶囊和多核微胶囊。还有其他诸如多壁微胶囊、不规则微胶囊、微胶囊簇等。

应用微胶囊技术的目的主要有3点：①改变固体或液体的分散状态，降低其挥发性，克服液体与周围介质材料的热力学不兼容性；②核物质与周围介质之间或核物质颗粒之间的绝缘；③采用扩散或壳体破坏的方法延缓被包裹物质向介质的释放。

目前在油田领域涉及到微胶囊技术的主要集中在油井施工结束后，压裂液需及时破胶返排，此时需大量的破胶剂，但油田目前主要使用缓慢释放且释放时间较短型微胶囊破胶剂，其控释时间最多在1～2h内，据资料显示，至目前为止在油田领域还没有相关微胶囊达到1～10天定时集中释放过硫酸钠，达到定时引发水溶性聚合物成胶从而实现井底调剖堵水的相关报道。

发明内容

本发明目的在于提出可控制定时释放过硫酸钠微胶囊，以克服目前微胶囊化后的囊芯物质在相应的体系中只能依靠缓慢释放，控制释放的时间较短的缺陷。

本发明由过硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氯仿、液体石蜡、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸组成，所述过硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氯仿、液体石蜡、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸分别占微胶囊总质量的6.5%～15%、0.3%～0.9%、76%～85%、6.5%～14.6%、4.5%～7%、0.9%～2%和0.1%～0.21%。

本发明采高分子材料苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸形成复合壳材料将强氧化性固体颗粒过硫酸钠包裹起来，实现微胶囊化，从根本上达到微胶囊化的过硫酸钠在相应的聚合物体系中能够控制在1～10天内某一时段定时集中的释放出来并引发水溶性聚合物成胶，实现在井下定时调剖堵水从而提高石油采收率的目的。

本发明研制成功了定时释放过硫酸钠的微胶囊，将该微胶囊置于相应的聚合物体系中，该微胶囊中的囊芯过硫酸钠控制在1～10天定时释放出来，并引发水溶性聚合物成胶，达到在井下定时调剖堵水的目的。

本发明另一目的在于提出制备上述微胶囊的方法：先将氯仿、液体石蜡混合液和十六烷基三甲基溴化铵混合，加入过硫酸钠、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸，搅拌、超声、洗涤、晾干后，即得微胶囊；

本发明工艺简单、合理，具有成本低、操作简单，工艺易控制等优点，有利于微胶囊的大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊的OM表征图。

图2为本发明可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊的SEM表征图。

图3、4是微胶囊放置在相应水溶性聚合物体系中释放出来后成胶图。

具体实施方式

一、以下述各方案分别称取各原料：

方案1：液体石蜡：13.2%，过硫酸钠：7.1%，十六烷基三甲基溴化铵：0.71%，苯乙烯：5.7%，醋酸乙烯酯：1.3%，甲基丙烯酸:0.14%，其余为氯仿，合计100%。

方案2：液体石蜡：13%，过硫酸钠：13%，十六烷基三甲基溴化铵：0.65%，苯乙烯：6.8%，醋酸乙烯酯：1.6%，甲基丙烯酸:0.17%，其余为氯仿，合计100%。

方案3：液体石蜡：7.8%，过硫酸钠：7.8%，十六烷基三甲基溴化铵：0.8%，苯乙烯：5%，醋酸乙烯酯：1.1%，甲基丙烯酸:0.12%，其余为氯仿，合计100%。

方案4：液体石蜡：7.7%，过硫酸钠：7.7%，十六烷基三甲基溴化铵：0.8%，苯乙烯：5.5%，醋酸乙烯酯：1.25%，甲基丙烯酸:0.14%，其余为氯仿，合计100%。

方案5：液体石蜡：14.1%，过硫酸钠：7%，十六烷基三甲基溴化铵：0.7%，苯乙烯：6.2%，醋酸乙烯酯：1.4%，甲基丙烯酸:0.15%，其余为氯仿，合计100%。

方案6（6#）：液体石蜡：13.2%，过硫酸钠：13.2%，十六烷基三甲基溴化铵：0.66%，苯乙烯：5.3%，醋酸乙烯酯：1.2%，甲基丙烯酸:0.13%，其余为氯仿，合计100%。

方案7：液体石蜡：13.2%，过硫酸钠：13.2%，十六烷基三甲基溴化铵：0.66%，苯乙烯：5.8%，醋酸乙烯酯：1.3%，甲基丙烯酸:0.14%，其余为氯仿，合计100%。

方案8：液体石蜡：13.99%，过硫酸钠：7%，十六烷基三甲基溴化铵：0.7%，苯乙烯：6.7%，醋酸乙烯酯：1.5%，甲基丙烯酸:0.17%，其余为氯仿，合计100%。

方案9：液体石蜡：13.1%，过硫酸钠：13.1%，十六烷基三甲基溴化铵：0.65%，苯乙烯：6.3%，醋酸乙烯酯：1.4%，甲基丙烯酸:0.16%，其余为氯仿，合计100%。

方案10：液体石蜡：7.6%，过硫酸钠：7.6%，十六烷基三甲基溴化铵：0.76%，苯乙烯：6.1%，醋酸乙烯酯：1.37%，甲基丙烯酸:0.15%，其余为氯仿，合计100%。

二、制备工艺：

将以上十种方案分别按下述方法制备出十份微胶囊：

将氯仿、液体石蜡混合液和十六烷基三甲基溴化铵混合,加入过硫酸钠、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸，超声、搅拌、洗涤，晾干，即得可控制定时集中释放过硫酸钠的微胶囊。

三、分析

将制成的定时集中释放过硫酸钠微胶囊分别制成OM、SEM表征图。

从图1、2可见：所研制出来的微胶囊分散性很好，粒径主要集中在500～800nm左右，高分子囊衣材料将囊芯过硫酸钠颗粒完整的包裹起来，呈现出完整的微胶囊颗粒。

四、成胶案例

图3、4是微胶囊放置在相应百分比的水溶性聚合物体系中定时释放出来后成胶图。

Claims

1.可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊，其特征在于：由过硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氯仿、液体石蜡、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸组成，所述过硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氯仿、液体石蜡、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸分别占微胶囊总质量的6.5%～15%、0.3%～0.9%、76%～85%、6.5%～14.6%、4.5%～7%、0.9%～2%和0.1%～0.21%；上述各组分之和满足百分之百。

2.一种如权利要求1所述可控制定时集中释放过硫酸钠微胶囊的制备方法，其特征在于先将氯仿、液体石蜡混合液和十六烷基三甲基溴化铵混合，加入过硫酸钠、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸，搅拌、超声、洗涤、晾干后，即得微胶囊；所述过硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氯仿、液体石蜡、苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸投料分别占微胶囊总质量的6.5%～15%、0.3%～0.9%、76%～85%、6.5%～14.6%、4.5%～7%、0.9%～2%和0.1%～0.21%；上述各组分之和满足百分之百。