一种驱油用片状纳米材料制造技术

本发明专利技术公开了一种驱油用片状纳米材料。本发明专利技术选用3

【技术实现步骤摘要】
一种驱油用片状纳米材料


[0001]本专利技术涉及一种驱油用片状纳米材料，属于油田化学


技术介绍

[0002]石油是现代社会不可或缺的不可再生资源之一，它的开采和利用对国民经济的发展具有重要的作用。随着石油开采的不断进行，目前，我国已开发的油田大多数进入高含水期，只有通过三次采油技术才能够稳定产量，提高原油采收率。化学驱是我国主要的三次采油技术之一，在化学驱实施过程中，主要使用的化学药剂为表面活性剂或者聚合物。然而，这两类驱油药剂在使用过程中仍存在诸多缺陷，对于表面活性剂而言，它易被岩层吸附造成浓度下降，乳化作用过强造成采出液处理困难；对于聚合物而言，它在高温高盐条件下黏度显著下降，在注入和运移过程中发生机械和化学降解。因此，研发综合性能优良、适用范围广、长期稳定性好的新型驱油材料，具有重要的意义。
[0003]纳米材料由于诸多优异性能被用于改善化学驱油，纳米颗粒对采收率的提高主要表现在：降低油水界面张力和接触角，改变油层岩石的润湿性，使孔道对油滴的黏滞阻力降低，有利于原油的剥落和移动；减少表面活性剂在岩石表面的吸附量，提高其降低油水界面张力和接触角的性能；提高聚合物溶液的黏度、抗温性和耐盐性。目前，常用的驱油纳米材料包括纳米SiO2、纳米TiO2、纳米ZrO2、纳米Al2O3等。上述纳米材料本身往往不具备界面活性，在使用过程中需要很高的浓度才能起到明显提高采收率的效果。近年来，人们研究发现，通过对于片状纳米材料表面进行非对称化学修饰，精准调控材料两侧的亲水亲油性能，赋予材料优良的界面活性，控制材料在油/水体系中的分布，可以显著提升纳米材料的驱油效果、减少药剂用量、降低采出液处理难度。因此，这种非对称片状纳米材料展现出良好的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种驱油用片状纳米材料。
[0005]本专利技术提供的制备驱油用片状纳米材料的方法，包括：
[0006]1)将所述环氧基锂皂石纳米颗粒于水中超声分散后，得到环氧基锂皂石纳米颗粒分散液；
[0007]2)将所述疏水化合物与非极性溶剂混匀，得到疏水化合物的非极性溶液；
[0008]3)将步骤2)所述疏水化合物的非极性溶液加入到步骤1)所述环氧基锂皂石纳米颗粒分散液中，以1200～1500rpm的速度搅拌15-60min后，向反应体系中加入NaCl，于20～60℃进行表面疏水改性反应12～60h；
[0009]4)将磺化剂加入到步骤3)所得反应体系中，于50-90℃进行磺化反应3-24h而得。
[0010]上述方法的步骤1)超声分散步骤中，时间为20-40min；具体为30min；温度为常温；
[0011]所述环氧基锂皂石纳米颗粒与水的质量比为1:(200～2000)；具体为1:(600～1500)；更具体为1:800-1000；
[0012]所述步骤2)中，所述非极性溶剂选自煤油、白油、甲苯和二甲苯中至少一种；
[0013]所述疏水化合物与非极性溶剂的质量比为1:(20～500)；具体为1:(50～300)；更具体为1:60-140或1:90；
[0014]所述步骤3)中，所述环氧基锂皂石纳米颗粒与疏水化合物的质量比为1:(2～30)；具体为1:(3.5～25)；更具体为1:10；
[0015]所述环氧基锂皂石纳米颗粒分散液与NaCl的质量比为1:(0.005～0.025)；具体为1:(0.005～0.012)；
[0016]所述表面疏水改性反应步骤中，温度为20～45℃；具体为30-40℃；时间为15～36h；具体为20-30h；搅拌速率为700～900rpm；
[0017]所述步骤4)中，所述磺化剂为质量百分浓度为4％-6％的NaHSO3水溶液；具体为5％；
[0018]所述环氧基锂皂石纳米颗粒与磺化剂的质量比为1:(180～500)；具体为1:(250～400)；更具体为1:300-360；
[0019]所述磺化反应步骤中，温度为50～80℃；具体为70-75℃；时间为5～15h；具体为6-8h；搅拌速率为700～900rpm。
[0020]另外，上述方法制备得到的驱油用片状纳米材料及该驱油用片状纳米材料在驱油中的应用以及含有所述驱油用片状纳米材料的驱油剂，也属于本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术还要求保护前述制备驱油用片状纳米材料方法中所用到的原料之一3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷修饰锂皂石而得的环氧基锂皂石纳米颗粒。
[0022]上述环氧基锂皂石纳米颗粒中，所述3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷修饰锂皂石的方法包括：
[0023]将锂皂石于水中超声分散后，调节体系pH值为7.5～9，加入所述3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷进行表面缩合反应后，再加入NaCl离心收集沉淀而得；
[0024]具体的，所述超声分散步骤中，时间为20-40min；具体为30min；温度为常温；
[0025]调节体系pH值的试剂为NaOH水溶液；
[0026]所述反应步骤中，温度为40～90℃；具体为55～70℃；更具体为60-65℃；时间为6～30h；具体为6～18h；更具体为7-10h；
[0027]所述锂皂石、水和3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：(10～500)：(0.1～5)；具体为1：(20～250)：(0.1～2.5)；更具体为1:50:1.5或1:150:0.9或1:50-150:0.9-1.5；
[0028]所述水与NaCl的质量比为1:(0.005～0.035)；具体为1:(0.005～0.025)。
[0029]本专利技术还要求保护一种式Ia或式Ib所示疏水化合物，
[0030][0031]所述式Ia和式Ib中，R1为H或者-CH3；R2为碳原子个数为4～12的烷基(更具体为碳原子个数为5-10或9-10的烷基)；
[0032]R3为H或者-CH3；
[0033]a和b为1～6(具体为3-5)；
[0034]R4为碳原子个数为1～9的烷基(具体为碳原子个数为3-5的烷基)；
[0035]w：x：y：z＝(1～10):(3～20):(0.2～5):(0.5～5)。
[0036]具体的，w：x：y：z＝(3～8):(6～20):(0.2～1):(0.5～2)。
[0037]本专利技术提供的制备所述式Ia或式Ib所示疏水化合物的方法，包括：
[0038]将引发剂、链转移剂、单体A、单体B、单体C、单体D和有机溶剂混匀进行聚合反应，反应完毕得到式Ia或式Ib所示疏水化合物；
[0039]单体A为
[0040]单体B为
[0041]其中R1为H或-CH3，R2为碳原子个数为4～12的烷基(更具体为碳原子个数为5-10或9-10的烷基)；
[0042]单体C为
[0043]其中R3为H或-CH3；a和b为1～6(具体为3-5)；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备驱油用片状纳米材料的方法，包括：1)将权利要求6或7所述环氧基锂皂石纳米颗粒于水中超声分散后，得到环氧基锂皂石纳米颗粒分散液；2)将权利要求8所述疏水化合物与非极性溶剂混匀，得到疏水化合物的非极性溶液；3)将步骤2)所述疏水化合物的非极性溶液加入到步骤1)所述环氧基锂皂石纳米颗粒分散液中，以1200～1500rpm的速度搅拌15-60min后，向反应体系中加入NaCl，于20～60℃进行表面疏水改性反应12～60h；4)将磺化剂加入到步骤3)所得反应体系中，于50-90℃进行磺化反应3-24h而得。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)超声分散步骤中，时间为20-40min；具体为30min；温度为常温；所述环氧基锂皂石纳米颗粒与水的质量比为1:(200～2000)；具体为1:(600～1500)；更具体为1:800-1000；所述步骤2)中，所述非极性溶剂选自煤油、白油、甲苯和二甲苯中至少一种；所述疏水化合物与非极性溶剂的质量比为1:(20～500)；具体为1:(50～300)；更具体为1:60-140或1:90；所述步骤3)中，所述环氧基锂皂石纳米颗粒与疏水化合物的质量比为1:(2～30)；具体为1:(3.5～25)；更具体为1:10；所述环氧基锂皂石纳米颗粒分散液与NaCl的质量比为1:(0.005～0.025)；具体为1:(0.005～0.012)；所述表面疏水改性反应步骤中，温度为20～45℃；具体为30-40℃；时间为15～36h；具体为20-30h；搅拌速率为700～900rpm；所述步骤4)中，所述磺化剂为质量百分浓度为4％-6％的NaHSO3水溶液；具体为5％；所述环氧基锂皂石纳米颗粒与磺化剂的质量比为1:(180～500)；具体为1:(250～400)；更具体为1:300-360；所述磺化反应步骤中，温度为50～80℃；具体为70-75℃；时间为5～15h；具体为6-8h；搅拌速率为700～900rpm。3.权利要求1-2任一所述方法制备得到的驱油用片状纳米材料。4.权利要求3所述驱油用片状纳米材料在驱油中的应用。5.含有权利要求3所述驱油用片状纳米材料的驱油剂。6.3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷修饰锂皂石而得的环氧基锂皂石纳米颗粒。7.根据权利要求6所述的环氧基锂皂石纳米颗粒，其特征在于：所述3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷修饰锂皂石的方法包括：将锂皂石于水中超声分散后，调节体系pH值为7...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，王秀军，张世仑，康晓东，王姗姗，靖波，
申请(专利权)人：中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：