一种高活性纳米驱油剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高活性纳米驱油剂，该驱油剂以甲苯为溶剂，采用硅烷偶联剂接枝改性纳米二氧化硅，得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；然后以甲苯为溶剂，采用聚氧乙烯醚表面修饰硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，过滤，干燥得到硅基纳米流；最后以丙三醇为溶剂，硅基纳米流和烷醇酰胺或(与)烷基糖苷熟化得到高活性纳米驱油剂。所述高活性纳米驱油剂可以直接采用油田污水(产出水)配注。高活性纳米流溶液与原油的界面张力达到10

【技术实现步骤摘要】
一种高活性纳米驱油剂及其制备方法
本专利技术涉及油田开采
，尤其是一种高活性纳米驱油剂及其制备方法。
技术介绍
在油田开发开采中，三次采油是非常重要的一个阶段，在此阶段中，普通的增产措施已经难以达到预期的增产效果。研究表明，二元复合驱是三次采油提高采收率的一个有效方法。二元体系有着双重作用，一方面能够降低油水界面张力和改变润湿性；另一方面还能控制驱替相与被驱替相之间的流度。“双管齐下”提升微观洗油效率和宏观波及体系。无碱二元复合驱(SP)是目前化学驱提高采收率(EOR)中最具有前景的新兴绿色技术。其避免了三元复合驱(ASP)中碱对于地层的污染损害，以及碱腐蚀、结垢结垢、粘土运移堵塞等问题，具有良好的降水增油效果，同时也降低了成本。例如，蒲万芬等在油藏温度(70℃)的条件下，通过在室内模拟实验，研究双子表面活性剂NNMB与疏水缔合聚合物NAPS与原油的界面张力。结果表明NAPS浓度对NNMB无明显影响；但在二元体系中加入一定量的NaCl可以达到降低界面张力的效果。此种二元复合驱适用于矿化度高的地层，并且能取得不错的采收效果。但是二元体系中对表面活性剂性能要求严格，其必须在无碱条件下使得界面张力降低至超低(10-2～10-3mN/m)，同时表面活性剂的性能稳定，不受地层因素的影响或者影响很小。相比传统的化学驱油提高原油采收率技术，改性的纳米粒子分散体系用于化学驱油具有良好的增产、增注效果。近五年来，中国的低渗油藏探明储量已占总探明储量的70％，低渗-致密油气资源已成为开采开发的主体。低渗油气藏储油层孔径小、渗流阻力大，导致水驱增产困难。新型纳米驱油剂对于低渗油藏提高注水效率、实施增产措施有着很高的适用性，这类新型驱油剂可以解决油气藏开发中的工程难题，如低渗储层注入性差、复杂地层适应性差、储层损害等。由于纳米流体的特性使其具有更加优秀的性质：纳米粒子在运动状态下分散性好且稳定，粒子之间不易团簇；在运动状态下有着良好的抗剪性好、耐盐性好以及热稳定性，避免了表面活性剂在高温高矿化度地层生成沉淀这一问题；其次，纳米流体粒径更小，使得其可以进入更微小的孔隙吼道并产生作用；纳米粒子还可以改变水分子团簇结构，水分子间存在氢键，水分子会受氢键缔合为大分子团，纳米粒子运动会影响水分子的运动状态，提高水的注入能力，可以解决低渗区域波及困难这一问题，扩大波及体积。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高活性纳米驱油剂。本专利技术提供的高活性纳米驱油剂，由如下制备方法制得：(1)将纳米二氧化硅分散在甲苯中，在油浴80℃，搅拌30min，得到分散液；在油浴80℃条件下向分散液中加入硅烷偶联剂，密封搅拌，在油浴80℃进行接枝反应24h，提纯、干燥得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅。所述纳米二氧化硅粒径分布为10-100nm；所述硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷或γ―氨丙基三乙氧基硅烷。(2)将步骤(1)得到的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅分散在甲苯中，在油浴80℃，搅拌30min，然后加入聚氧乙烯醚，密封搅拌，在油浴80℃进行表面修饰24h，提纯、干燥得到硅基纳米流。所述聚氧乙烯醚的重均分子量为10000-20000g/mol。(3)将硅基纳米流分散在丙三醇中配制成质量浓度为5-20％的硅基纳米流分散液，然后加入表面活性剂，缓慢搅拌30min配制成质量浓度为10-30％表面活性剂溶液，密封、油浴80℃条件下将熟化24h，得到高活性纳米驱油剂；所述表面活性剂为脂肪酸烷醇酰胺或烷基糖苷，或脂肪酸烷醇酰胺与烷基糖苷的组合。本专利技术制备的高活性纳米驱油剂在油田污水(产出水)中分散性良好，可以直接用油田污水配制高活性纳米流溶液。高活性纳米流溶液二元体系驱油机理为：(1)油田污水(产出水)配制的高活性纳米流溶液与原油的界面张力达到10-2～10-4mN/m数量级；(2)高活性纳米流改善油藏的润湿性，降低原油在岩石表面的黏附功；(3)在剪切作用下吸附在油-水界面形成Pickering乳化液，Pickering乳化液的黏度高于水相的粘度，从而控制水-油界面流动比，稳定排驱前缘；通过三方面协同作用显著提高毛管数，扩大波及体积并增强微观驱油效率，大幅度提高原油采收率。现有技术中Pickering乳状液在油田其他方面如钻井液中有相关应用。钻井用乳状液与驱油用Pickering乳状液的不同点在于：第一、钻井用乳状液在地面配制好以后注入地层；本专利技术作为驱油剂的Pickering乳状液是纳米粒子在地层中受剪切作用诱导形成。纳米粒子在地层剪切诱导下在油-水界面富集，进一步构建形成Pickering乳状液。第二、钻井液乳状液在井筒的时间较短，但是原位形成有驱油作用的Pickering乳状液需要在多孔介质中有良好的流度控制和动态动态剪切稳定性。因此，本专利技术的驱油用Pickering乳状液与现有常规的Pickering乳状液不同。与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：(1)本专利技术通过简便的方法制备高活性纳米驱油剂，高活性纳米驱油剂速溶，无需额外的配注系统，可直接使用注水系统和污水配注。(2)油田污水(产出水)配注的高活性纳米流二元复合体系并泵入地层中，高活性纳米流溶液与原油的界面张力达到10-2～10-4mN/m数量级。(3)高活性纳米流协同改善油藏的润湿性，降低原油在岩石表面的黏附功；并且，在剪切作用下高活性纳米流吸附在油-水界面形成Pickering乳化液，Pickering乳化液的黏度高于水相的粘度，从而控制水-油界面流动比，稳定排驱前缘，大幅度提高原油采收率。(4)本专利技术的原位高活性纳米驱油剂采用简便的方法制备，方法原理可靠，原材料价廉易得，高重复性，合成工艺简便；应用范围广，适用于包括高温高盐在内的中、低渗透注水开发油藏；经济效益突出，应用前景十分广阔。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为硅基纳米流的红外表征图。图2为硅基纳米流的微观形貌图。图3为纳米二氧化硅-石油磺酸钠二元体系的驱油效果图。图4为高活性纳米驱油剂的驱油效果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种高活性纳米驱油剂的制备：向250mL三颈瓶中加入6g粒径10-50nm的二氧化硅，然后加入40g甲苯，在油浴80℃，搅拌30min，确保纳米二氧化硅充分分散；在油浴80℃条件下将10g十二烷基三甲氧基硅烷加入到分散有纳米二氧化硅的三颈瓶中，密封搅拌，在油浴80℃进行接枝反应24h，提纯、干燥得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅。在250mL三颈瓶中加入4g硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，然后加入40g甲苯，油浴80℃，搅拌30min，确保硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅充分分散；将1.5g分子量为10000g/mol的聚氧乙烯醚加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高活性纳米驱油剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)在甲苯溶剂中，纳米二氧化硅与硅烷偶联剂在油浴80℃进行改性接枝反应24h，得到改性的纳米二氧化硅；/n(2)在甲苯溶剂中，改性的纳米二氧化硅和聚氧乙烯醚硅烷，密封搅拌，在油浴80℃进行表面修饰24h，提纯、干燥得到硅基纳米流；/n(3)将硅基纳米流分散在丙三醇中配制成质量浓度为5-20％的硅基纳米流分散液，然后加入表面活性剂，缓慢搅拌30min配制成质量浓度为10-30％表面活性剂溶液，密封、油浴80℃条件下熟化24h，得到高活性纳米驱油剂；所述表面活性剂为脂肪酸烷醇酰胺或烷基糖苷，或脂肪酸烷醇酰胺与烷基糖苷的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种高活性纳米驱油剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)在甲苯溶剂中，纳米二氧化硅与硅烷偶联剂在油浴80℃进行改性接枝反应24h，得到改性的纳米二氧化硅；
(2)在甲苯溶剂中，改性的纳米二氧化硅和聚氧乙烯醚硅烷，密封搅拌，在油浴80℃进行表面修饰24h，提纯、干燥得到硅基纳米流；
(3)将硅基纳米流分散在丙三醇中配制成质量浓度为5-20％的硅基纳米流分散液，然后加入表面活性剂，缓慢搅拌30min配制成质量浓度为10-30％表面活性剂溶液，密封、油浴80℃条件下熟化24h，得到高活性纳米驱油剂；所述表面活性剂为脂肪酸烷醇酰胺或烷基糖苷，或脂肪酸烷醇酰胺与烷基糖苷的组合。


2.如权利要求1所述的高活性纳米驱油剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体如下：
将纳米二氧化硅分散在甲苯中，得到分散液；在油浴80℃条件下向分散液中加入硅烷偶联剂，密封搅拌，在油浴80℃进行接枝反应24h，提纯、干燥得到改性的纳米二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐，张涛，赵星，蒲万芬，杜代军，芶瑞，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51