一种纳米流体体系及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种纳米流体体系及其制备方法和应用，所述纳米流体体系包括纳米材料、分散剂、保护剂、稳定剂和水；所述纳米材料由含有丙烯酰胺类化合物、阴离子表面活性剂、亲水二氧化硅和引发剂的混合物发生反应制备得到。本发明专利技术采用活性好的纳米材料和廉价易得的化学药剂配合使用得到一种低张力纳米流体体系，具有使用量少,对原油普适性好，降界面张力明显，制备方法简单，成本低，高效环保。高效环保。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米流体体系及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种纳米流体体系及其制备方法和应用，属于化学


技术介绍

[0002]在能源日趋紧张的今天，提高石油采收率已成为石油开采研究的重大课题，三次采油研究尤其以低张力纳米流体体系采油得到人们的普遍重视。水驱后大部分原油仍留在较细的或喉径较窄的毛细孔道中，处于高度分散状态，而且油水间的界面张力很高，导致驱动所需的压差很大，而注水压差远远小于驱动压差，因此，单靠增大压差是非常困难的，而利用低张力纳米流体体系降低界面张力，提高毛细管数的特性驱除这部分残余油是可行且很有效的方法，因此，低张力纳米流体体系驱技术被认为是可以较大幅度提高采收率、适用范围广且最具发展前景的技术。
[0003]降低水油界面表面张力的机理为：当富含低张力纳米流体体系的半固体颗粒在水相中扩散，到达油水界面时，就可以形成超低界面张力。如果张力足够低，将原油俘获在孔隙空隙内形成油滴或者残余油块的毛细管力会被削弱，油滴就可以在粘滞力和重力的作用下流动,从而提高采收率。在影响采收率的众多决定性因素中，驱油剂的波及效率和洗油效率是最重要的参数。提高洗油效率一般通过增加毛细管准数实现，而降低水油界面张力则是增加毛细管准数的主要途径。
[0004]油水界面张力通常为20
‑
30mN/m，理想的低张力纳米流体体系可使界面张力降低至10
‑3‑
10
‑4mN/m，从而大大降低或消除地层的毛细血管作用，减少了剥离原油所需的黏附功能，提高了洗油效率。通过降低油水界面张力，增加毛细管准数，提高洗油效率和波及体积。
[0005]目前三次采油用低张力活性剂大多采用多元复配体系，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂，部分配方中还加入碱和醇等助剂。而且针对不同的实际油藏条件，多元复配体系适用性不强，需要重新研发非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂、碱和醇等药剂的种类及具体配方比例。每次重新研发会带来较大的工作量。
[0006]三次采油用表面活性剂存在较多问题，主要是表面活性剂活性差、驱油效率低；由于驱油体系含无机碱，对地层和油井带来伤害，引起腐蚀设备和管道等问题，而且由于无机碱会严重降低聚合物的粘度，为达到所需的粘度只得大大提高聚合物的使用浓度，使采油综合成本提高；表面活性剂的抗高温、抗高盐、抗高矿化度的能力有限。
[0007]目前三次采油用低张力活性剂为多元复配体系，对实际油藏条件适用性很差，需要针对每个油田区块甚至每口井进行配方调整。

技术实现思路

[0008]本专利技术在结合上述问题的基础上，构建纳米流体体系，并对其进行油水界面张力的测量，结果表明结构合适的纳米流体体系在一定比例下可以将油水界面张力降至超低，显示出较好的界面活性，而且对多个油田油水样的测试结果都可以达到超低界面张力，普
适性非常强。
[0009]根据本申请的第一方面，提供了一种纳米流体体系，所述纳米流体体系包括纳米材料、分散剂、保护剂、稳定剂和水；
[0010]所述纳米材料由含有丙烯酰胺类化合物、阴离子表面活性剂、亲水二氧化硅和引发剂的混合物发生反应制备得到。
[0011]可选地，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、α
‑
烯基磺酸钠(AOS)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC)、十二烷基硫酸钠(SDS)中的至少一种；
[0012]所述保护剂选自C
12
～C
16
烷基三甲基卤化铵；
[0013]所述稳定剂选自烷基酚聚氧乙烯醚(OP
‑
10)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO
‑
9)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种；
[0014]优选地，所述C
12
～C
16
烷基三甲基卤化铵选自十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
[0015]可选地，在所述纳米流体体系中，包括0.01～0.05wt％的纳米材料、0.01～0.05wt％的分散剂、0.01～0.05wt％的保护剂、0.01～0.05wt％的稳定剂、其余为水。
[0016]优选地，所述保护剂的质量含量为0.01％。
[0017]优选地，所述稳定剂的质量含量为0.01％。
[0018]可选地，所述丙烯酰胺类化合物选自丙烯酰胺；
[0019]所述阴离子表面活性剂选自α
‑
烯基磺酸钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸、仲烷基磺酸钠中的至少一种；
[0020]所述引发剂选自无机过氧化物引发剂；
[0021]优选地，所述无机过氧化物引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
[0022]可选地，所述纳米流体体系的界面张力为10
‑6～10
‑4mN/m。
[0023]根据本申请的第二方面，提供了一种上述纳米流体体系的制备方法，所述制备方法包括：
[0024]将含有纳米材料、分散剂、保护剂、稳定剂和水的物料，搅拌，即可得到所述纳米流体体系。
[0025]可选地，所述制备方法包括：在水中加入纳米材料、分散剂、保护剂，以400
‑
600r/min的搅拌速度搅拌至均匀，再加入稳定剂，以同样的速度搅拌均匀，制得所属低张力纳米流体体系。
[0026]可选地，所述搅拌的条件为：温度为10～40℃；时间为0.5～2h。
[0027]可选地，所述制备方法包括：
[0028]将含有水、纳米材料、分散剂和保护剂的物料，搅拌，然后再加入稳定剂，即可得到所述纳米流体体系。
[0029]可选地，所述纳米材料通过以下方法制备得到：
[0030]将含有丙烯酰胺类化合物、阴离子表面活性剂、亲水二氧化硅和引发剂的混合物，反应，即可得到所述纳米材料。
[0031]可选地，所述反应的条件为：温度为40～80℃；时间为0.5～4h。
[0032]可选地，所述纳米材料的制备方法包括：
[0033]将含有水、阴离子表面活性剂、丙烯酰胺类化合物和亲水二氧化硅的混合物，搅拌并升温至45～50℃，滴加含有引发剂的溶液，升温至75～80℃，反应，即可得到所述纳米材料。
[0034]可选地，所述含有引发剂的溶液中，所述引发剂的质量含量为0.3～0.8％。
[0035]可选地，所述丙烯酰胺类化合物、阴离子表面活性剂、亲水二氧化硅和引发剂的质量比为1～5：1～15：0.1～1：0.01～1。
[0036]根据本申请的最后一方面，提供了一种上述纳米流体体系、根据上述方法制备得到的纳米流体体系中的至少一种在采油中的应用。
[0037]本专利技术的超低界面张力低张力纳米流体体系在较低的用量下，即可使油水界面张力在很短时间内达到10
‑4mN/m或更低的数量级，适用于各个不同油田的三次采油以提高原油采收率，还可用于水井降压增注和稠油降粘，其体系不含碱，在使用中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米流体体系，其特征在于，所述纳米流体体系包括纳米材料、分散剂、保护剂、稳定剂和水；所述纳米材料由含有丙烯酰胺类化合物、阴离子表面活性剂、亲水二氧化硅和引发剂的混合物发生反应制备得到。2.根据权利要求1所述的纳米流体体系，其特征在于，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、α
‑
烯基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述保护剂选自C
12
～C
16
烷基三甲基卤化铵；所述稳定剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种；优选地，所述C
12
～C
16
烷基三甲基卤化铵选自十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。3.根据权利要求1所述的纳米流体体系，其特征在于，在所述纳米流体体系中，包括0.01～0.05wt％的纳米材料、0.01～0.05wt％的分散剂、0.01～0.05wt％的保护剂、0.01～0.05wt％的稳定剂、其余为水。4.根据权利要求1所述的纳米流体体系，其特征在于，所述丙烯酰胺类化合物选自丙烯酰胺；所述阴离子表面活性剂选自α
‑
烯基磺酸钠、油酸钠、十二烷基苯磺酸、仲烷基磺酸钠中的至少一种；所述引发剂选自无机过氧化物引发剂；优选地，所述无机过氧化物引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇虹，吴文炜，赵聪，田玉芹，
申请(专利权)人：宁波锋成先进能源材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：