磁基黑磷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磁基黑磷纳米驱油剂及其制备方法，驱油剂用MAG/PEG@BP‑g‑AAS表示，其中，MAG为磁性物质，PEG为聚乙二醇，BP为黑磷基体，AAS为氨基酸类表面活性剂。本发明专利技术的磁基黑磷纳米驱油剂具有环境友好性和可回收性，通过乳化实验和循环实验对其界面性能和回收性能进行评定，最后经室内驱油实验测定采油收率。

【技术实现步骤摘要】
磁基黑磷纳米驱油剂及其制备方法
本专利技术涉及一种驱油剂及其制备方法，尤其涉及一种磁基黑磷纳米驱油剂及其制备方法，属于新型表面活性剂驱油剂

技术介绍
石油作为一种重要的不可再生能源，在一采和二采之后油藏内仍存留着大量的原油。经过多年滚动开发与一次、二次采油，我国大部分老油田均陷入高含水率、高开采成本和低采收率的开采困难阶段。为了提高石油的采收率，热力采收、化学驱和微生物驱在油田领域得到了广泛的应用，表面活性剂驱正是化学驱的一种，可以有效降低界面张力，改善岩层润湿性能，降低原油的粘附力，提高原油流经孔喉的通过率。目前，应用于油田采油的表面活性剂主要是阴离子表面活性剂，这是因为阴离子表面活性剂来源于原油，价格低廉，同时还具有较好的界面性能，但是阴离子表面活性剂抗温、抗盐性能较弱，在高温、高盐等油田表现较差，与此同时，表面活性剂驱的另一个弊端在于，表面活性剂在驱替过程结束后往往难以回收，进一步增加了开采成本。而氨基酸类表面活性剂是一类以生物质为基础的环境友好型表面活性剂，分子中具有氨基酸骨架结构，原料来源广泛，低毒、易降解，氨基酸类表面活性剂除具有表面活性剂的一般性质，对比阴离子表面活性剂还具有抗高温、抗硬水的性能，逐渐应用于油田采油。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的不足，本专利技术提供一种以磁基黑磷为基底接枝氨基酸表面活性剂的纳米驱油剂及其制备方法。技术方案：本专利技术的磁基黑磷纳米驱油剂，采用MAG/PEG@BP-g-AAS表示，其中，MAG为磁性物质，PEG为聚乙二醇，BP为黑磷基体，AAS为氨基酸类表面活性剂。专利技术人研究发现，氨基酸表面活性剂作为单剂应用于采油时效果较差，因此考虑与聚合物复配进行驱油，通过黑磷接枝氨基酸表面活性剂，既能发挥表面活性剂的界面性能和表面性能，又能利用纳米材料的纳米特性，提高氨基酸表面活性剂作为单剂使用时的驱油性能。其中，BP优选为黑磷纳米材料，进一步为黑磷纳米颗粒。优选的，所述磁性物质为铁基磁性物质，具体可以为Fe3O4、γ-Fe2O3、FeS或MgFe2O4。进一步地，所述氨基酸类表面活性剂为N-乙酰-DL-甲硫氨酸(Ac-DL-Met-OH)、月桂酰谷氨酸钠(SLG)、椰油酰谷氨酸钠(SCG)或月桂酰肌氨酸钠(LS)。本专利技术中，PEG和BP的质量比为1-10:1，优选1-2:1。BP和MAG的质量比为1:1-10。BP和AAS的质量比为1:1-10，优选1:1-5。优选的，PEG的分子量为2000-6000。本专利技术磁基黑磷纳米驱油剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚乙二醇和黑磷混合搅拌，分离干燥制得PEG@BP；(2)将PEG@BP、MAG和AAS混合搅拌、离心收集制得MAG/PEG@BP-g-AAS。步骤(1)中，所述聚乙二醇和黑磷混合搅拌的时间为1-5h，优选4-5h；步骤(2)中，所述PEG@BP、MAG和AAS混合搅拌的时间为1-5h。优选的，步骤(1)在黑暗、氩气鼓泡的条件下进行；步骤(1)在室温下进行。步骤(2)中，所述PEG@BP、MAG和AAS的反应温度为25-55℃，优选45-55℃；进一步的，步骤(2)在超声条件下混合。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术以黑磷为基体，比表面积大，可与气液界面充分接触，产生楔形压力，提高波及系数，同时黑磷性质活泼，易于改性；本专利技术还对黑磷进行聚乙二醇改性，进一步提高亲水性能，也为氨基酸表面活性剂的接枝提供了接枝位点；本专利技术在黑磷上接枝氨基酸表面活性剂，能够增强表面活性剂的分散性能，发挥纳米材料与表面活性剂的界面性能和驱油性能，同时氨基酸表面活性剂无毒、易降解的特点与磁响应改性也为减少污染，降低成本做出了贡献。附图说明图1为实施例1制备的磁基黑磷纳米驱油剂的红外谱图；图2为实施例1制备的磁基黑磷纳米驱油剂的XRD谱图；图3为实施例1制备的磁基黑磷纳米驱油剂循环使用回收率图；图4为实施例1-16制备的磁基黑磷纳米驱油剂的乳化效果图；图5为实施例1制备的磁基黑磷纳米驱油剂的驱替数据图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例1(1)将0.2gPEG-2000与0.1gBP溶于去离子水中，将混合溶液超声30分钟后遮光氩气鼓泡、室温下剧烈搅拌反应4h；之后将溶液8000rpm离心20min，经去离子水清洗，真空冷冻干燥，制得PEG@BP。(2)将步骤(1)得到的PEG@BP与0.5gFe3O4混合超声30min，混合后加入0.5gAc-DL-Met-OH，在45℃搅拌4h；通过6000rpm离心20min收集沉淀，使用去离子水清洗3次，冷冻干燥，得到Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)纳米驱油剂。图1为实施例1制备的纳米驱油剂Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)的傅里叶变换红外光谱图，其中在3431cm-1处较强的红外吸收峰为-OH伸缩振动，在2922cm-1处的红外吸收峰是接枝的PEG中-CH2-伸缩振动引起的，在1623cm-1处的红外吸收峰是Ac-DL-Met-OH的C＝O伸缩振动引起的，在1060cm-1处的红外吸收峰是PEG中的-C-O-C-伸缩振动引起的，588cm-1处的是Fe3O4中Fe-O的振动峰，这能够证明Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)纳米驱油剂的成功制备。图2为实施例1制备驱油剂Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)的XRD谱图，可以看出Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)在2θ为35°，43°，57°，62°出现明显的衍射峰，分别与Fe3O4的(311)，(400)，(422)和(440)面的特征衍射峰对应(Fe3O4标准卡片Jade#65-3107)，与红外谱图相对应，表明驱油剂的成功制备。如图3所示，实施例1制备磁基黑磷纳米驱油剂Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)在第一次循环后可回收98.7％，化学性质稳定，具有较好的回收性能；经过8次循环仍有95.1％的回收率，随循环次数增加，损失量较小，可以多次循环利用。如图5所示，将实施例1制备的Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)和Ac-DL-Met-OH用于室内驱替实验，以新疆油田为模拟油，驱油剂加入量为0.3wt％。由图可知，在1.45PV时，水驱效率达到最大，为49.92％。使用Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)进行化学驱，在0.5PV内，可将驱油效率提高至59.43％。而使用Ac-DL-Met-OH进行化学驱，仅达到55.02％。总体上看，使用Fe3O4/PEG@BP-g-(Ac-DL-Met-OH)驱替可在水驱的基础上提高采收率12.83％，相比Ac-DL-Met-OH高出5.39％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述驱油剂用MAG/PEG@BP-g-AAS表示，其中，MAG为磁性物质，PEG为聚乙二醇，BP为黑磷基体，AAS为氨基酸类表面活性剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述驱油剂用MAG/PEG@BP-g-AAS表示，其中，MAG为磁性物质，PEG为聚乙二醇，BP为黑磷基体，AAS为氨基酸类表面活性剂。


2.根据权利要求1所述的磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述磁性物质为Fe3O4、γ-Fe2O3、FeS或MgFe2O4。


3.根据权利要求1所述的磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述氨基酸类表面活性剂为N-乙酰-DL-甲硫氨酸、月桂酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸钠或月桂酰肌氨酸钠。


4.根据权利要求1所述的磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述PEG和BP的质量比为1-10:1。


5.根据权利要求1所述的磁基黑磷纳米驱油剂，其特征在于：所述BP和MAG的质量比为1:1-10。


6.根据权利要求1所述的磁基黑磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫宏，王磊，章峻，沈健，何磊，代勇，杨陆涛，张鲁霞，朱皓淼，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32