一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒及其制备方法技术

技术编号：42601135 阅读：9 留言：0更新日期：2024-09-03 18:12

本发明专利技术属于石油开采技术领域，具体涉及一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒及其制备方法。所述纳米颗粒的原料按重量份包括：80～90份的二氧化碳刺激响应组分甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，20～30份的乳化剂或9～10份的稳定剂，1～5份的交联剂，15～20份的引发剂。利用乳液聚合法合成成本低廉、粒径可控、遇二氧化碳刺激响应膨胀、耐酸耐盐的二氧化碳响应型纳米颗粒，用于油藏气窜通道的封窜剂，分散性良好，流动性好，初始状态为乳液颗粒态，注入二氧化碳后地层呈酸性，体系随不同二氧化碳浓度刺激响应，纳米颗粒体积迅速膨胀并伴随颗粒聚结，以实现进入传统凝胶和泡沫无法进入的基质孔隙内膨胀调流，在裂缝基质内粘聚封窜。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油开采，具体涉及一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒及其制备方法。

技术介绍

1、二氧化碳作为性能优异的驱油介质，是补充地层能量的良好载体，成为目前最具前景的原油增产介质。低渗油藏储层平面-层间非均质强、二氧化碳/原油流度差异大，导致基质-裂缝多尺度驱替不均衡，高注采强度条件导致二氧化碳更易指进窜流，严重情况下二氧化碳注采无效循环比可达70%，二氧化碳波及体积大幅下降、驱油效率显著降低。因此，控制二氧化碳气窜是提高原油采收率技术中亟需解决的关键技术性难题。

2、低渗油藏二氧化碳窜流方式主要包括压裂裂缝窜流、天然微缝窜流和基质高渗孔隙窜流等，具有明显的多尺度差异窜流特征。目前最常用的防气窜手段——水气交替驱，水段塞可以先流入高渗地层，从而迫使后续二氧化碳段塞进入低渗孔隙通道内驱替出剩余油，然而二氧化碳易发生指进窜流，从而发生突破。近些年来研发了一些聚合物改善水气交替驱的技术，通过向水段塞中加入聚合物改变水的黏度等。但需要注意的是，传统凝胶颗粒材料虽可较好实现裂缝封堵调流，却难以进入低渗油藏基质微纳孔隙中，无法实现基质孔隙二氧化碳调流，导致难以兼顾基质-裂缝多尺度协同调流要求。在高温、高盐和二氧化碳酸性环境的双重作用下极易水解、膨胀性差，水解产物容易与ca2+、mg2+络合生成沉淀，因此其长期老化稳定性较差。

3、基于现有技术的不足，亟需研发一种具有良好注入性、耐酸耐盐性并能够通过二氧化碳刺激响应膨胀粘聚的二氧化碳驱油调控气窜材料。

技术实现思路

<p>1、本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒及其制备方法，利用乳液聚合法合成成本低廉、粒径可控、遇二氧化碳刺激响应膨胀、耐酸耐盐的二氧化碳响应型纳米颗粒，用于油藏气窜通道的封窜剂，可以实现进入传统凝胶和泡沫无法进入的基质孔隙内膨胀调流，在裂缝基质内粘聚封窜。

2、采用的技术方案为：

3、一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒，原料按重量份包括：80～90份的二氧化碳刺激响应组分甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，20～30份的乳化剂或者9～10份的稳定剂，1～5份的交联剂，15～20份的引发剂，450～460份的去离子水；所述纳米颗粒膨胀后的粒径范围为100～1000nm。

4、优选的，所述交联剂为二乙烯苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯。

5、优选的，所述乳化剂为聚山梨酯80（吐温80）、聚山梨酯40（吐温40）中的一种或两种的组合。

6、优选的，所述引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁基脒二盐酸盐中的一种或多种的组合。

7、优选的，所述稳定剂为聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。

8、一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

9、（1）称取甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、交联剂、乳化剂或稳定剂、去离子水，加入到三口烧瓶中搅拌均匀；使用液氮将其冷冻；

10、（2）使用真空泵将三口烧瓶内部抽真空，接着通入n2以排除空气，之后将其在恒温水浴下融化，循环2～3次；

11、（3）将三口烧瓶放置在恒温水浴锅中搅拌反应，后加入引发剂，以250～300rpm/min的搅拌速率反应12～30h，得到产物；

12、（4）将步骤（3）得到的产物装入透析袋中，在去离子水中透析，每隔4～6h更换一次透析水，透析1～2天后得到所述纳米颗粒。

13、优选的，稳定剂聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯的制备方法包括如下步骤：

14、将甲基丙烯酸、聚乙二醇、对甲苯磺酸一水合物、2-6二叔丁基对甲酚、甲苯加入到三口烧瓶中搅拌均匀，比例为1：10：1：0.01：100，使用液氮将其冷冻；

15、使用真空泵将三口烧瓶内部抽真空，接着通入n2以排除空气，之后将其在40℃恒温水浴下融化，循环2～3次；

16、将三口烧瓶放置在130℃的恒温油浴锅中以300rpm/min的速率搅拌反应20～24h；反应结束后将产物在40℃下旋蒸以去除多余的甲苯；

17、使用二氯甲烷将旋蒸后的溶液溶解，再通过碱性氧化铝柱，经过滤后的溶液将其缓慢滴在石油醚中，磁力搅拌沉淀，倒出上层清液，反复2～3次后抽滤，将滤饼再次加入石油醚中，重复上述操作2～3次后，在25℃的真空干燥箱中将产物烘干，得到产物聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯。

18、优选的，所述步骤（1）中，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、交联剂、乳化剂或稳定剂、去离子水的比例为10:0.1：1～5:100。

19、优选的，所述步骤（2）中，恒温水浴的温度为40℃。

20、优选的，所述步骤（3）中，恒温水浴的温度为70℃，反应10～15min后加入0.05%引发剂。

21、优选的，所述步骤（4）中，透析是在ph为8～9的去离子水中。

22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：

23、本专利技术的二氧化碳响应型纳米颗粒作为油藏气窜通道的封窜剂，其初始粒径小，遇二氧化碳后膨胀倍数大，分散性良好，流动性好，初始状态为乳液颗粒态，注入二氧化碳后地层呈酸性，体系随不同二氧化碳浓度刺激响应，所述纳米颗粒体积迅速膨胀并伴随颗粒聚结，可以实现进入传统凝胶和泡沫无法进入的基质孔隙内膨胀调流，在裂缝基质内粘聚封窜。

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【技术保护点】

1.一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒，其特征在于，原料按重量份包括：80～90份的二氧化碳刺激响应组分甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，20～30份的乳化剂或者9～10份的稳定剂，1～5份的交联剂，15～20份的引发剂，450～460份的去离子水；所述纳米颗粒膨胀后的粒径范围为100～1000nm；

2.一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，稳定剂聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，其制备方法包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、交联剂、乳化剂或稳定剂、去离子水的比例为10:0.1：1～5:100。

5.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，恒温水浴的温度为40℃。

6.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，

7.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，透析是在pH为8～9的去离子水中。

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【技术特征摘要】

2.一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳气窜通道调控的纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁彬，付晨龙，张伟，张玉洁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人