本發(fā)明涉及油藏采油工程領域，具體的是一種低滲透油藏滲吸采油用滲吸劑。

背景技術：

低滲透石油探明儲量和原油產量逐年增多，截至2010年，中國石油天然氣股份公司（簡稱中石油）累計低滲透石油儲量占總探明石油儲量的40.6%，近3年的73%新增石油儲量為低滲透儲量。在全國石油遠景剩余資源中，低滲透儲量也占剩余資源總量的54%。低滲透儲量已成為目前新區(qū)產能建設和油田上產的主體。

低滲透油藏具有儲層孔隙度低、滲透率差、流體流動能力差等特點，因而其用常規(guī)方法開采效果相較于中高滲油藏普遍較差。自發(fā)滲吸是低滲透油藏開發(fā)的重要手段。滲吸采收速度和滲吸最終采收率受儲層巖石特性（如潤濕性、孔隙結構、原油流動性）等諸多因素的影響。儲層巖石與經過原油飽和并長時間老化后，原油中的有機酸吸附在固體界面，同時增加膠質瀝青質的吸附量，使巖心呈現(xiàn)油濕狀態(tài)，treiber,archer等人的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，對于碳酸鹽油藏，油濕占84%，中性潤濕占8%,水濕占8%。而對于砂巖油藏（硅酸鹽油藏）水濕占43%，中性潤濕占7%，并且微孔道中原油流動性較差，導致滲吸效率較差。

自上世紀50年代將“滲吸”概念引入油田開發(fā)以來，國內外學者的研究多集中在滲吸方式、滲吸微觀理論、滲吸影響因素的數(shù)值分析等方面。在滲吸劑的研制方面幾乎沒有專門的針對性的報道。國外僅有的幾個應用主要使用陽離子型表面活性劑作為潤濕反轉劑，力圖通過劑的吸附將巖石表面的潤濕性由油濕變?yōu)樗疂褚越档兔茏枇硖岣邼B吸效率，實際也取得了一定效果。國內近年來開始陸續(xù)有研究報道，也是利用滲吸劑的潤濕反轉作用改善巖石的潤濕性以提高滲吸效率。室內研究主要是對單一的活性劑商品的性能比較和作用效果的探索。如魏發(fā)林,岳湘安等在“表面活性劑對低滲油濕灰?guī)r表面性質及滲吸行為的影響”（油田化學2004，no.1）中采用大港油田滲透率為12-20md的巖心，對陽離子活性劑ctab和陰離子活性劑sdbs兩種劑對灰?guī)r表面潤濕性的影響及滲吸效率進行了對比實驗，發(fā)現(xiàn)ctab具有較好的潤濕反轉能力。中國石油勘探開發(fā)研究院采收率所針對砂巖油藏室內合成了一種陰離子型滲吸劑，室內效果較好。中科院滲流所李繼山等人利用不同活性劑進行滲吸實驗發(fā)現(xiàn)：表面活性劑可以降低油水界面張力，使粘附功降低，洗油效率增加。但其會降低界面張力從而使毛管力，甚至會使逆向滲吸變?yōu)轫樝驖B吸，抑制滲吸強度。在目前的國際國內低油價環(huán)境下，采用表面活性劑作為滲吸劑無疑會增加采油成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種改性納米sio2滲吸劑，代替現(xiàn)有的表面活性劑類滲吸劑。經過改性的納米級sio2具有小尺度、大比表面積、雙重潤濕性、能夠進入低滲透油藏納微米級孔喉的特點，所以改性納米sio2可以作為滲吸劑吸附在油濕表面，達到潤濕反轉的目的，從而提高滲吸采收率。又因二氧化硅來源廣泛、成本廉價、對環(huán)境友好，所以使用改性納米sio2作為低滲透油藏開采的滲吸劑會降低采油成本。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種應用于低滲透油藏滲吸采油的滲吸劑，其特征在于：所述滲吸劑為有機氯硅烷改性納米sio2。

優(yōu)選滲吸劑為二氯二甲基硅烷改性納米sio2。

上述滲吸劑的制備方法如下：

1）將納米sio2粉體真空干燥，除去吸附水；

2）將干燥后的納米sio2攪拌并均勻分散在有機溶劑中，制成質量濃度為1%-5%的納米sio2分散乳液；

3）在納米sio2分散乳液中加入有機氯硅烷改性劑，恒沸回流2-4h；

4)將乳液抽濾，并將濾餅干燥至恒重，研磨得有機氯硅烷改性納米sio2。

上述滲吸劑的制備方法中，優(yōu)選步驟1）中的真空干燥溫度>100℃。

優(yōu)選步驟2）中的有機溶劑為無水乙醇或丙酮。

優(yōu)選步驟3）中，在納米sio2分散乳液中加入有機氯硅烷改性劑，加量為納米sio2質量的2%～4%。

優(yōu)選步驟3）中，恒沸回流時間為3h，恒沸回流溫度為80℃。

優(yōu)選步驟4）中，濾餅在80℃恒溫箱中干燥至恒重。

發(fā)明的效果：納米sio2具有顆粒尺寸小、粒徑分布窄、微孔多、比表面積大、表面羥基含量高等特點，這為其化學改性提供了可能。有機氯硅烷改性納米sio2既具有大量的親水的羥基官能團，又具有部分親油的有機官能團。有機氯硅烷改性后的納米sio2吸附在油濕表面產生潤濕性反轉從而達到儲層改變儲層潤濕性的目的。同時，有機氯硅烷改性納米sio2會存在于油水界面，改變原油性質，從而提高原油流動性及滲吸效率。另外，改性納米sio2成本低廉、來源廣泛，且其對儲層界面改性效果較好，可以廣泛用于三次采油領域，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1是實施例1改性納米sio2儲層表面吸附前礦物表面sem照片。

圖2是實施例1改性納米sio2儲層表面吸附后礦物表面sem照片。

實施例

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，對依據本發(fā)明提出的一種應用于低滲透油藏滲吸采油的改性納米sio2及其制備方法及其具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。

實施例1

改性納米sio2制備：

（1）選取的納米sio2基本參數(shù)如下表1；經紅外光譜分析，納米sio2表面存在大量的羥基和不飽和殘鍵，并偏離了穩(wěn)態(tài)的硅氧結構；用omnisorp100cx比表面和孔隙率分析儀測得納米sio2的表面含有許多納米級微孔，其孔隙率達0.611ml/g。稱取15g納米sio2置于恒溫箱中101℃下干燥，除去吸附水。

表1所用納米sio2基本參數(shù)

（2）將干燥后的納米sio2分散在300ml無水乙醇中，在4000r/min的轉速下高速攪拌1h，制成濃度為5%的乳液；

（3）按照納米sio2質量百分比分別為1%～7%的投料比加入改性劑二氯二甲基硅烷，在80℃的溫度下恒沸回流3h；

(4)將改性反應后的乳液分別抽濾，濾餅在恒溫箱80℃干燥至恒重，取出研磨即得改性納米sio2；

（5）將上述7份已經改性后的納米sio2用壓片機分別壓成薄片，用接觸角法來表征親疏水性能，各接觸角大小隨改性劑用量的變化見下表2。

表2改性納米sio2接觸角大小

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滲吸驅油實驗：

（1）本實施例中采用的巖心為低滲透天然露頭巖心，長度為5～6cm，直徑2.5cm，原油和地層模擬水分別為長慶油田原油和水，長慶油田水礦化度為30000mg/l、地層原油黏度為3.2mpa.s(70℃)，親水（接觸角<5°）。

表3所用親水性巖心基本參數(shù)

（2）采用接觸角為60.8°的改性納米sio2滲吸劑，用地層模擬水在4000r/min的轉速下高速攪拌1h，制成質量濃度分別為0.03%、0.05%、0.08%、0.1%的改性納米sio2滲吸液；

（3）采用稱重法滲吸實驗方法，將飽和油后的巖心放入自發(fā)滲吸裝置中，分別倒入配制好的濃度分別為0.03%、0.05%、0.08%、0.1%的改性納米sio2滲吸液至完全浸沒巖心，定時記錄巖心質量變化、計算滲吸采收率；

（4）滲吸采收率的計算

滲吸效果用巖心的滲吸采收率來表示巖心吸水排油，由于水的密度大于原油密度，質量增加。巖心滲吸采收率=（巖心增加質量/（油水密度差×巖心飽和原油的原始體積值））×100%。滲吸提高采收率是指改性納米材料體系滲吸采收率比注入水滲吸采收率的增加值，滲吸提高采收率=改性納米材料滲吸采收率－模擬地層水滲吸采收率。

表4滲吸提高采收率

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吸附實驗：

納米sio2具有較大的比表面，容易吸附在儲層表面，從而達到儲層改性的目的，為了表征納米sio2在儲層表面的吸附狀態(tài)，采用長慶天然巖心的鑄體薄片進行納米sio2吸附，并在sem電鏡下觀察吸附狀態(tài)，具體如圖1及圖2所示。這兩張圖是在納米材料吸附前后的掃描電鏡圖片，圖中所示礦物種類相同。

由圖1結合圖2sem照片可以看出，吸附前礦物表面光滑，改性納米sio2吸附后，礦物表面呈現(xiàn)較多凸起，根據比例尺可以推測凸起在納米級，表明改性納米sio2對儲層具有較好的吸附性能。

改變潤濕性能力評價實驗：

將巖心薄片處理為疏水表面，并測量接觸角。將處理后的巖心薄片分別浸泡在不同濃度的改性納米sio2（選取接觸角為60.8°的改性納米sio2）滲吸液中一定時間，取出烘干，分別測量接觸角大小見下表5。

表5改性納米sio2對接觸角的影響

可以看出，隨著滲吸液濃度的增大，改性納米sio2接觸角越大，表明其疏水性越強，二氯二甲基硅烷對納米sio2具有良好的改性效果。

由滲吸驅油實驗及吸附實驗表明，改性納米sio2能夠吸附在儲層表面，并且具有良好的改變儲層潤濕性的效果。

實施例2

（1）選取的納米二氧化硅基本參數(shù)如下表6；經紅外光譜分析，納米氧化硅表面存在大量的羥基和不飽和殘鍵，并偏離了穩(wěn)態(tài)的硅氧結構；用omnisorp100cx比表面和孔隙率分析儀測得納米氧化硅的表面含有許多納米級微孔，其孔隙率達0.611ml/g。稱取15g納米二氧化硅置于恒溫箱中101℃下干燥，除去吸附水。

表6所用納米sio2基本參數(shù)

（2）按照無水乙醇5%質量分數(shù)的投料比，將干燥后的納米sio2分散在300ml無水乙醇中，在4000r/min的轉速下高速攪拌1h，制成濃度為5%的乳液；

（3）按照納米sio2質量百分比分別為1%～7%的投料比加入改性劑二氯二甲基硅烷，在80℃的溫度下恒沸回流3h；

（4）將改性反應后的乳液分別抽濾，濾餅在恒溫箱80℃干燥至恒重，取出研磨即得改性納米sio2；

（5）將上述7份已經改性后的納米sio2用壓片機分別壓成薄片，用接觸角法來表征其親疏水性能（各接觸角隨改性劑用量的變化如表7），篩選合適的改性納米sio2進行滲吸驅油實驗。

表7改性納米sio2接觸角大小

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滲吸驅油實驗：

（1）本實施例中采用的巖心為低滲透天然露頭巖心，長度為5～6cm，直徑2.5cm，原油和地層模擬水分別為長慶油田原油和水，長慶油田水礦化度為30000mg/l、地層原油黏度為3.2mpa.s(70℃)，親油（接觸角>120°）。

表8所用親油性巖心基本參數(shù)

（2）采用接觸角為60.8°的改性納米sio2滲吸劑，用地層模擬水在4000r/min的轉速下高速攪拌1h，制成質量濃度分別為0.03%、0.05%、0.08%、0.1%的改性納米sio2滲吸液；

（3）采用滲吸實驗方法中的稱重法，將飽和油后的巖心放入自發(fā)滲吸裝置中，分別倒入配制好的濃度分別為0.03%、0.05%、0.08%、0.1%的改性納米sio2滲吸液至完全浸沒巖心，定時記錄巖心質量變化、計算滲吸采收率；

（4）滲吸采收率的計算

滲吸效果用巖心的滲吸采收率來表示巖心吸水排油，由于水的密度大于原油密度，質量增加。巖心滲吸采收率=（巖心增加質量/（油水密度差×巖心飽和原油的原始體積值））×100%。滲吸提高采收率=改性納米材料滲吸采收率－模擬地層水滲吸采收率。

表9滲吸提高采收率

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綜上所述，本發(fā)明提供的改性納米sio2滲吸劑，具有組分簡單、配制方便、成本廉價、來源廣泛，可形成均一溶液，且對環(huán)境友好，能夠吸附在儲層礦物表面，有效地改善儲層潤濕性。靜態(tài)滲吸實驗表明改性納米sio2對于水濕油藏的滲吸采收率增值能達到2.5%，對于油濕油藏的滲吸采收率增值能達到4%，其在超低滲砂巖油藏上具有很好的應用前景。