一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耐溫、耐鹽性能穩(wěn)定的納米驅(qū)油劑的制備方法，將聚丙烯酰胺通過化學(xué)鍵修飾到二氧化硅納米粒子表面，獲得性能穩(wěn)定的納米復(fù)合粒子，然后與堿、表面活性劑配置納米驅(qū)油劑。該納米驅(qū)油劑能夠克服傳統(tǒng)納米驅(qū)油劑在地層運行過程中，表面聚合物容易脫落的問題，進而獲得優(yōu)異的驅(qū)油效果。尤其是在高溫、高鹽地層中，該納米驅(qū)油劑能夠克服苛刻的地層條件，驅(qū)油效果不會降低。
【專利說明】一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑材料，屬于油氣田提高采收率用納米功能材料領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]油田采油過程中，經(jīng)過一次采油，二次采油(水驅(qū))后，地層中仍然有大量的油未被采出，必須通過三次采油技術(shù)才能對剩余原油進行有效開采。三次采油技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了堿驅(qū)、聚合物驅(qū)和復(fù)合三元驅(qū)油體系等階段，在提高采收率方面取得較好的效果。近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米驅(qū)油體系得到廣泛的關(guān)注，而且納米材料憑借其獨特的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)等特性，在驅(qū)油領(lǐng)域中顯示出優(yōu)異的性能。
[0003]目前，納米驅(qū)油體系中，在驅(qū)油過程中應(yīng)用較多的體系主要有:納米乳液體系(SPE155406, 2012)、納米微乳液體系(物理化學(xué)學(xué)報，2000，16:724)和納米粒子體系(SPE157033, 2012 ；SPE157127, 2012)，其中納米粒子體系的制備方法簡單、多樣，而且驅(qū)油效果明顯，所以在油氣田領(lǐng)域受到重視。
[0004]納米粒子驅(qū)油體系主要是用無機納米顆粒的分散體系進行驅(qū)油，驅(qū)油時納米粒子不斷受到地層中各種剪切和摩擦阻力，使得納米粒子極易發(fā)生團聚，而失去納米特性。因此研究者開始用聚合物對無機納米顆粒進行表面修飾，然后再將其引入驅(qū)油體系中，進行納米驅(qū)油。目前，納米驅(qū)油體系中主要是通過共混法將聚合物修飾到納米粒子表面，來獲得聚合物修飾的納米粒子。這種方法所制備的復(fù)合納米粒子體系中，聚合物與納米粒子之間主要是物理作用，而這種作用相對比較弱，使得納米粒子在地層運行過程中，遇到剪切和摩擦阻力后，表面聚合物容易發(fā)生脫落。特別是在高溫、高鹽等環(huán)境苛刻的地層中，納米粒子表面的聚合物會大量的脫落，因而納米粒子極易團聚、長大，成為粒徑尺寸較大的粒子，進而失去納米粒子的驅(qū)油優(yōu)勢。由于三次采油地層條件一般比較苛刻，基本都會遇到高溫、高鹽的地層狀況，因此，具有耐溫、耐鹽性能的納米驅(qū)油體系亟待開發(fā)。
[0005]本發(fā)明針對當前納米驅(qū)油體系的上述缺陷，提出將聚合物通過共價鍵修飾到納米粒子表面，這種作用力很強的化學(xué)相互作用，能夠防止聚合物在高溫、高鹽的地層運行過程中發(fā)生脫落，進而能夠獲得性能穩(wěn)定的納米驅(qū)油體系。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，該納米驅(qū)油劑在高溫、高鹽條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的納米驅(qū)油性能。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法包括以下步驟:
(1)將15-35份納米二氧化硅、2-15份雙鍵硅烷偶聯(lián)劑混合后，在室溫條件下，反應(yīng)2-5小時，接著將10-45份丙烯酰胺溶于80-200mL水中，然后加入上述體系，再加入0.1_2份引發(fā)劑，升溫到60-90°C，反應(yīng)2-6小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
(2)將5-20份堿、1-25份表面活性劑依次加入上述聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，攪拌2-6小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
[0008]所述的納米二氧化硅的粒徑在20_130nm之間。
[0009]所述的雙鍵硅烷偶聯(lián)劑選自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、Y ~甲基丙烯酸氧基丙基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基二甲氧基硅烷偶聯(lián)劑和乙烯基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0010]所述的引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、H202_FeC13中的一種。
[0011]所述的堿選自Na0H、K0H、Na2C03、NaHC03、K2C03 中的一種。
[0012]所述的表面活性劑選自十二烷基硫酸納、十二烷基橫酸納、十二烷基二甲基漠化銨、十二烷基苯基二甲基溴化銨中的一種。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(1)本發(fā)明所提供制備方法中，聚合物通過化學(xué)反應(yīng)修飾到二氧化硅納米粒子表面，因此納米粒子與聚合物之間通過共價鍵連接，在高溫、高鹽的地層中，即使存在不斷剪切和摩擦作用，聚合物也不會從納米粒子表面脫落，因而納米驅(qū)油劑性能穩(wěn)定，能夠?qū)崿F(xiàn)納米驅(qū)油的獨特性能；
(2)本發(fā)明提供的納米驅(qū)油劑制備方法簡單，原料來源豐富、成本低，制備工藝容易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；
(3)可以通過選擇納米粒子的粒徑大小、粒徑分布，聚合物的修飾量，復(fù)合納米粒子與堿、表面活性劑的配比等條件`，來配置具有不同性能的納米驅(qū)油劑體系，以滿足不同的地層狀況和驅(qū)油條件的要求。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例來描述本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明不只局限于以下實施例。
[0015]實施例1:
在三口燒瓶中，加入20g納米二氧化硅、12mL乙烯基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌3小時。稱取18g丙烯酰胺溶于125mL水中，待完全溶解后，加入上述混合體系，再加1.2g過硫酸鉀，升溫到65°C，反應(yīng)3小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
將18g氫氧化鈉、20g十二烷基硫酸鈉依次加入上述制備的聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，攪拌4小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
[0016]實施例2:
在三口燒瓶中，加入15g納米二氧化硅、8mL乙烯基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌3小時。稱取25g丙烯酰胺溶于ISOmL水中，待完全溶解后，加入上述混合體系，再加1.Sg過硫酸鉀，升溫到75°C，反應(yīng)4小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
將28g碳酸鈉、15g十二烷基硫酸鈉依次加入上述制備的聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，5小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
[0017]實施例3:
在三口燒瓶中，加入納米二氧化硅18g、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑12mL，攪拌3小時。稱取29g丙烯酰胺溶于175mL水中，待完全溶解后，加入上述混合體系，再加1.2g過硫酸鉀，升溫到75°C，反應(yīng)5小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
將23g碳酸鉀、19g十二烷基磺酸鈉依次加入上述制備的聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，5小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
[0018]實施例4:
在二口燒瓶中，加入納米二氧化娃26g、Y -甲基丙烯酸氧基丙基二乙氧基硅烷偶聯(lián)劑18mL，攪拌3小時。稱取16g丙烯酰胺溶于120mL水中，待完全溶解后，加入上述混合體系，再加0.9g過硫酸鉀，升溫到70°C，反應(yīng)4小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
將16g碳酸氫鈉、13g十二烷基三甲基溴化銨依次加入上述制備的聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，7小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
[0019]實施例5:
在三口燒瓶中，加入納米二氧化硅37g、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑22mL，攪拌4小時。稱取25g丙烯酰胺溶于185mL水中，待完全溶解后，加入上述混合體系，再加1.75g過硫酸鉀，升溫到75°C，反應(yīng)2小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液；
將19g碳酸氫鈉、17g十二烷基三甲基溴化銨依次加入上述制備的聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液 中，在室溫條件下，7小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
【權(quán)利要求】
1.一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將15-35份納米二氧化硅、2-15份雙鍵硅烷偶聯(lián)劑混合后，在室溫條件下，反應(yīng)2-5小時，接著將10-45份丙烯酰胺溶于80-200mL水中，然后加入上述體系，再加入0.1_2份引發(fā)劑，升溫到60-90°C，反應(yīng)2-6小時，制得聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液； (2)將5-20份堿、1-25份表面活性劑依次加入上述聚丙烯酰胺修飾的二氧化硅納米粒子分散液中，在室溫條件下，攪拌2-6小時，即制得耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于納米二氧化硅的粒徑在20-130nm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于雙鍵硅烷偶聯(lián)劑選自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑和乙烯基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、H202-FeC13中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于堿選自 Na0H、K0H、Na2C03、NaHC03、K2C03 中的一種。
6.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的一種耐溫、耐鹽的納米驅(qū)油劑的制備方法，其特征在于表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯基二甲基溴化銨中的一種。
【文檔編號】B82Y40/00GK103725278SQ201310663213
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉松蔭, 劉正正, 劉方方, 劉彥彬, 王中奇 申請人:鄭州正佳能源環(huán)保科技有限公司