耐温抗盐纳米渗吸剂及其合成方法和应用技术

本发明专利技术提出一种耐温抗盐纳米渗吸剂及其合成方法和应用，属于石油开采、输送和化工技术领域。本发明专利技术提供的耐温抗盐纳米渗吸剂以BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3、N

【技术实现步骤摘要】
耐温抗盐纳米渗吸剂及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于石油开采、输送和化工
，涉及一种耐温抗盐纳米渗吸剂及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]低渗透油藏因含油地层结构致密，空气渗透率低、孔喉细小，渗吸渗流困难，注水开发过程中表现出注入压力高、注入量小，注水效率下降快等情况，不能正常配注，造成开采效果差。页岩油气、致密油气开发中也存在低孔、低渗、基质孔喉细小，以纳微米为主等技术难题。
[0003]常规提高页岩油气和致密油气采收率是通过“压”或“驱”的方式来实现的。即水平井体积压裂通过“千方砂、万方液”高压、大排量注入地层，形成复杂缝网，建设油气流动的高速公路，增大泄油面积，提高单井控制程度或通过注“水”、“气”增能吞吐，增强页岩油气、致密油气高效开发的“源动力”。能否将“压”“驱”结合，完成压裂造缝的同时，起到补充地层能量和高效油水置换的作用，已成为新的开发理念。
[0004]现有技术中公开了一种新型纳米渗吸剂合成与压驱工艺研究（张军涛等，《应用化工》[J]，陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，2021），其所记载的纳米渗吸剂分子结构中含有酯基，易高温水解使纳米渗吸剂化学分解，难以深入低渗油藏发挥渗吸采油效果。还公开了二氧化硅纳米流体制备及其在超低渗油藏渗吸排油规律研究（王新科，《硕士学位论文》[J]，中国石油大学，2018），其所用的二氧化硅纳米流体为改性纳米二氧化硅和表面活性剂复配，因两者之间不存在共价键，仅有较弱的物理作用，使得二氧化硅纳米流体在地层运行过程中，两者之间的相互作用易受到破坏，从而纳米粒子发生团聚，粒径尺寸远超出纳米级别，在低渗透油藏难以协同发挥渗吸排油性能。因此，耐温抗盐性能更好、粒径更小且粒径范围更窄、渗吸排油的纳米渗吸剂，对于进一步提高低渗透油藏采收率具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种耐温抗盐纳米渗吸剂的合成及应用，该纳米渗吸剂在温度≤150℃、矿化度≤32868mg/L的低渗地层中依然能够发挥出优异的渗吸排油作用。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种耐温抗盐纳米渗吸剂的合成方法，包括如下步骤：将原料BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3与 N
‑
甲基咪唑加入到配有温度计和冷凝回流装置的装有有机溶剂1的密闭反应器中，通氮除氧，升温至50
‑
60℃下回流反应2
‑
3h，蒸除溶剂后，得到中间体1；所述中间体1的结构式如下：
将中间体1、RO(CH2CH2O)
n
‑1CH2CH2OH依次加入到盛有有机溶剂2的另一反应器中，待充分溶解后，向反应体系内加入碱液，调整体系pH为8~10，于反应温度60
‑
70℃下减压抽真空反应2
‑
3h，得到中间体2；所述中间体2的结构式如下：将中间体2、BrCH2COONa依次加入到盛有有机溶剂3的再一反应器中，然后向体系内加入离子液体，待充分溶解后，于反应温度70
‑
80℃下反应5
‑
6h，再次蒸除溶剂后，得到耐温抗盐纳米渗吸剂。
[0007]所述耐温抗盐纳米渗吸剂的结构式如下：上述合成方法的反应机理如下：作为优选，原料BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3、 N
‑
甲基咪唑和有机溶剂1的质量比为(1.5
‑
2.0) : (0.5
‑
1.0): 5.0。可以理解的是，上述反应原料的质量比还可以为1.5:0.5:5.0、1.5:0.8:5.0、1.5:1.0:5.0、1.7:0.5:5.0、1.8:0.8:5.0、1.9:1.0:5.0、2.0:0.5:5.0、2.0:0.8:5.0、2.0:1.0:5.0等或上述范围内的任一比例。这里需要说明的是，因油田用化学品对有机氯的要求，同时进一步降低生产成本，将反应原料确定为BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3和N
‑
甲基咪唑。
[0008]作为优选，中间体1、RO(CH2CH2O)
n
‑1CH2CH2OH和有机溶剂2的质量比为(1.0
‑
1.5) : (1.5
‑
2.0) : 6.0，其中，考虑到所述耐温抗盐纳米渗吸剂应具有典型的表/界面活性及良好水溶性，RO(CH2CH2O)
n
‑1CH2CH2OH中n的取值范围为2
‑
5，具体可为2、3、4、5；R为碳数4
‑
8的
直链烷烃。可以理解的是，上述反应原料的质量比还可以为1.0:1.5:6.0、1.0:1.8:6.0、1.0:2.0:6.0、1.2:1.5:6.0、1.2:1.8:6.0、1.2:2.0:6.0、1.5:1.5:6.0、1.5:1.7:6.0、1.5:2.0:6.0等或上述范围内的任一比例。此外，考虑到所述第二步可逆反应过程中，减压操作有利于促使反应正向，提高反应转化率。
[0009]作为优选，所加入的碱液选自但不限于NaOH溶液、KOH溶液或氨水中的一种或几种。可以理解的是，随着碱液浓度的增加，由于阴离子OH
‑
半径较小，将从空间位阻较小侧亲核进攻硅原子核，使硅原子核带负电，并导致电子云向另一侧OR基团偏移，使该基团的Si
‑
O键被削弱而最终断裂脱离出OR。
[0010]作为优选，反应原料BrCH2COONa、中间体2和有机溶剂3的质量比为(1.0
‑
1.5) : (2.5
‑
3.0) : 4.0。可以理解的是，上述反应原料的质量比还可以为1.0:2.5:4.0、1.0:2.7:4.0、1.0:3.0:4.0、1.2:2.5:4.0、1.2:2.8:4.0、1.2:3.0:4.0、1.5:2.5:4.0、1.5:2.7:4.0、1.5:3.0:4.0等或上述范围内的任一比例。
[0011]作为优选，所加入的离子液体选自[Bmim]BF4、[Bmim]PF6、[C3OHmim]BF4、[Bmim][CF3SO3]和[Bmim][Tf2N]中的至少一种。可以理解的是，离子液体可作为纳米粒子制备的溶剂，有助于纳米渗吸剂粒径明显变小、变细。此外，离子液体的还能有效阻止纳米粒子间的团聚，使得纳米粒子在离子液体中具有良好的分散性和稳定性。
[0012]作为优选，所述有机溶剂1、有机溶剂2和有机溶剂3均选自甲苯、乙醇、乙腈、四氢呋喃、二甲亚砜中的至少一种。
[0013]作为优选，所加入的离子液体的质量占反应体系总质量的0.3
‰‑
0.5
‰
。
[0014]本专利技术提供了一种根据上述任一项技术方案所述的合成方法制备得到的耐温抗盐纳米渗吸剂。
[0015]本专利技术提供了一种根据上述技术方案所述的耐温抗盐纳米渗吸剂在温度≤150℃、矿化度≤32868mg/L的特低渗油田开采中的应用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.耐温抗盐纳米渗吸剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将原料BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3与 N
‑
甲基咪唑加入到配有温度计和冷凝回流装置的装有有机溶剂1的密闭反应器中，通氮除氧，升温至50
‑
60℃下回流反应2
‑
3h，蒸除溶剂后，得到中间体1；将中间体1、RO(CH2CH2O)
n
‑1CH2CH2OH依次加入到盛有有机溶剂2的另一反应器中，待充分溶解后，向反应体系内加入碱液，调整体系pH为8~10，于反应温度60
‑
70℃下减压抽真空反应2
‑
3h，得到中间体2；将中间体2、BrCH2COONa依次加入到盛有有机溶剂3的再一反应器中，然后向体系内加入离子液体，待充分溶解后，于反应温度70
‑
80℃下反应5
‑
6h，再次蒸除溶剂后，得到耐温抗盐纳米渗吸剂。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，原料BrCH2CH2OSi(OCH2CH3)3、 N
‑
甲基咪唑和有机溶剂1的质量比为(1.5
‑
2.0) : (0.5
‑
1.0): 5.0；中间体1、RO(CH2CH2O)
n
‑1CH2CH2OH和有机溶剂2的质量比为(1.0
‑
1.5) : (1.5
‑
2.0) : 6.0，其中，n的取值范围为2
‑
5，R为碳数4
‑
8的直链烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐书磊，杨姗，李慎伟，杨军，陈文锋，陈海燕，李盼，杜庆海，周仲祥，姚勇，杜河新，
申请(专利权)人：山东聚星石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：