一种原位自乳化纳米驱油剂及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种原位自乳化纳米驱油剂及其制备方法和应用。包括超支化纳米材料、聚合AOS和阴离子表面活性剂；其中，超支化纳米材料的质量分数为7～10wt％；聚合AOS的质量分数为20～30wt％；阴离子表面活性剂的质量分数为10～20wt％；其余为水。本申请原位乳化纳米驱油剂使用浓度低，乳化效果好，界面张力可达到10

【技术实现步骤摘要】
一种原位自乳化纳米驱油剂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种原位自乳化纳米驱油剂及其制备方法和应用，属于驱油剂领域。

技术介绍

[0002]国内外大部分油田都采用注水开发，很多油田经过长期注水开发已经步入高含水期，呈现出地质环境复杂、油藏分散、采收难度大等特点。尤其是低渗透油藏，残余油吸附在地层结构中，难以采出；稠油油藏，流动性差，开采难度大。为了能更好地启动并采集残余油，需要增强驱油体系对原油的自发乳化效果，即使用少量原位乳化驱油剂，在地层天然剪切的作用下，原油自发与驱油体系产生乳化效果形成乳状液，并随驱油体系采出，提高采收率。
[0003]目前国内外常用化学驱主要有：(1)表面活性剂驱，通过降低油水界面张力，改变岩石润湿性来提高微观洗油效率；(2)聚合物驱，增加水相的黏度，控制驱油体系的流度比，起到扩大波及体积的作用；(3)二元、三元复合驱油剂，根据地层条件，选择合适的驱油体系：包括表面活性剂活性水驱、胶束溶液驱及微乳液驱、聚合物表面活性剂二元复合驱、聚合物表面活性剂碱组成的三元复合驱等。
[0004]专利CN114015427A公开了一种纳米驱油剂及其制备方法。按比例将水、葡萄糖和盐酸在水浴条件下混合均匀后加入高温高压反应釜进行反应，得到第一中间产物；第一中间产物再与硅烷偶联剂、无水乙醇混合后在水浴条件下进行反应，经分离干燥制得纳米驱油剂。该申请试用油藏范围广，能够有效改善注水开发效果。但该反应过程中使用盐酸，挥发性高且腐蚀性强，而且反应属于超高温高压，且反应时间长，容易对实验人员造成烫伤及其他危害。
[0005]专利CN113462375A公开了一种化学干预原位乳化体系。该乳化驱油体系由CO2响应单体，表面活性剂及亲水纳米材料组成，该体系能够同时适用于稠油油藏及稀油油藏，且不需要添加破乳剂，只需通入N2即可实现快速破乳。但是需要其他注气辅助设备，增加成本。
[0006]专利CN111594116公开了一种低渗油藏的就地乳化驱油方法。该方法包括向低渗透油藏中注入前置保护段塞，再注入具有强乳化能力、弱乳液稳定性和适度低界面张力的就地乳化驱油剂段塞，最后注入低流动阻力的驱油剂进行驱替。该方法能够对水驱后以微观非均质形式存在的残余油有良好的驱油效果，但是需要制备多组药剂，整个工艺流程复杂繁琐。

技术实现思路

[0007]针对现有表面活性剂驱虽然可以降低油水界面张力，改变岩石润湿性，但是却难以启动稠油油藏的残余油；聚合物驱聚合物受温度、矿化度影响较大，稳定效果差，驱油效果不理想且容易造成储层的污染堵塞。本申请是基于我司自主研发的超支化纳米材料，研制出的一种原位自乳化纳米驱油剂。本申请中原位自乳化驱油剂可以在低机械能作用下，
自发与原油形成乳化体系，同时具有表面活性驱油剂的低界面张力，使用温度范围宽，耐盐，且加入我司自主研发的超支化纳米材料可以相对增加乳化增溶率，更好地启动及采集残余油。而且不需要添加破乳剂，只需要静置30min自然沉降脱水率即可达到80％以上，做到了“一碰即乳化，一停即脱水”。
[0008]为了实现上述目标，本申请提供了一种原位自乳化纳米驱油剂的研制方法，该原位自乳化纳米驱油剂主要由三步合成，第一步：合成超支化纳米材料，本申请中超支化纳米材料是通过对刚性无机纳米内核进行表面改性后接枝聚合官能团制成的，内核能够分隔油层，长链可以插到油层中，起到乳化降粘效果；第二步：聚合AOS，将固体AOS粉末用自来水溶解稀释成一定浓度，加入三口烧瓶中，在通入氮气的条件下，升温至60～90℃或一定温度℃，加入催化剂，引发AOS自聚反应，反应4h，即制成聚合 AOS；第三步：将第一步中的超支化纳米材料与阴离子表面活剂复配，用自来水稀释至一定浓度，加入到第二步的三口烧瓶中，在氮气保护下，80℃条件下搅拌均匀，即制成原位自乳化纳米驱油剂。
[0009]根据本申请的一个方面，提供一种原位自乳化纳米驱油剂，包括超支化纳米材料、聚合AOS和阴离子表面活性剂；
[0010]其中，所述超支化纳米材料的质量分数为7～10wt％；
[0011]所述聚合AOS的质量分数为20～30wt％；
[0012]所述阴离子表面活性剂的质量分数为10～20wt％；
[0013]其余为水。
[0014]所述超支化纳米材料具有式I所示结构：
[0015][0016]其中，R为脂肪酰基；
[0017]a为烯丙基聚氧乙烯醚结构单元的质量百分数，b为N
‑
脂肪酰基
‑
L
‑ꢀ
苯丙氨酸单烯丙基聚氧乙烯醚酯结构单元的质量百分数，c为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元
的质量百分数；
[0018]a：b：c＝(0～50)：(100～50)：(0.1～1)，a+b+c＝100％；
[0019]n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤45；
[0020]可选地，a：b：c＝(20～50)：(80～50)：(0.4～0.8)，a+b+c＝100％；
[0021]可选地，n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤20；
[0022]可选地，a独立地选自0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0023]可选地，b独立地选自50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、 85％、90％、95％、100％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0024]可选地，c独立地选自0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、 0.8％、0.9％、1.0％中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0025]可选地，n独立地选自4、10、15、20、25、30、35、40、45中的任意值或任意两者之间的范围值。
[0026]本申请中，端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元的质量百分数在式I所示结构中的比为0.1～1。当端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元质量百分数太低时，将很难提升表面活性剂的乳化性能，无法使表面活性剂具有自破乳能力；当端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元质量百分数太高时，虽然能提升表面活性剂的乳化性能，但成本昂贵，不利于工业化大规模生产。
[0027]可选地，所述超支化聚酯胺结构单元由端基为碳碳双键的超支化聚酯胺双键加成后得到。
[0028]来自于为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺。
[0029]可选地，所述超支化聚酯胺具有式II所示结构：
[0030][0031]其中，a1、a2、b1分别表示各结构单元在超支化聚合物结构中的重复数；
[0032](a1+a2)：b1＝(2～2.5)：1，a1：a2＝(2～4)：1，2≤b≤30；
[0033]A、B、B
’
表示结构单元的连接点；
[0034]A
‑
K
‑
A具有式III本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位自乳化纳米驱油剂，其特征在于，包括超支化纳米材料、聚合AOS和阴离子表面活性剂；其中，所述超支化纳米材料的质量分数为7～10wt％；所述聚合AOS的质量分数为20～30wt％；所述阴离子表面活性剂的质量分数为10～20wt％；其余为水；所述超支化纳米材料具有式I所示结构：其中，R为脂肪酰基；a为烯丙基聚氧乙烯醚结构单元的质量百分数，b为N
‑
脂肪酰基
‑
L
‑
苯丙氨酸单烯丙基聚氧乙烯醚酯结构单元的质量百分数，c为端基为碳碳双键的超支化聚酯胺结构单元的质量百分数；a：b：c＝(0～50)：(100～50)：(0.1～1)，a+b+c＝100％；n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤45。2.根据权利要求1所述的原位自乳化纳米驱油剂，其特征在于，a：b：c＝(20～50)：(80～50)：(0.4～0.8)，a+b+c＝100％；优选地，n表示式I中聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数，4≤n≤20；优选地，所述超支化聚酯胺具有式II所示结构：其中，a1、a2、b1分别表示各结构单元在超支化聚合物结构中的重复数；
(a1+a2)：b1＝(2～2.5)：1，a1：a2＝(2～4)：1，2≤b≤30；A、B、B
’
表示结构单元的连接点；A
‑
K
‑
A具有式III所示结构：A
‑
K
′
具有式IV的结构：具有式IV的结构：具有式V所示结构：其中，m表示聚氧乙烯醚链段中的乙氧基数；1≤m≤45；R1选自H或甲基；优选地，所述A与B连接或A与B
’
连接，从而使五种结构单元之间相互连接形成超支化结构；优选地，所述脂肪酰基选自月桂酰基、棕榈酰基、硬脂酰基、肉豆蔻酰基、椰子油酰基、油酰基、亚油酰基、正癸酰基、正辛酰基中的至少一种。3.根据权利要求2所述的原位自乳化纳米驱油剂，其特征在于，所述超支化纳米材料的制备方法包括以下步骤：(S1)将含有A2型单体、BB
’2型单体的混合物，通过迈克尔加成反应，得到末端为碳碳双键的超支化聚酯胺；(S2)将含有L
‑
苯丙氨酸、脂肪酰氯、吸收剂、溶剂的混合物，肖顿
‑
鲍曼缩合反应得到中间体；(S3)将含有所述中间体、烯丙基聚氧乙烯醚、催化剂的混合物，酯化反应得到可聚合单
体；(S4)将含有所述超支化聚酯胺、引发剂、所述可聚合单体、上述步骤(S3)中未反应的所述烯丙基聚氧乙烯醚的混合液，自由基共聚得到最终产物；在步骤(S1)中，所述A2型单体选自聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一种；其中，聚乙二醇分子量为200～2000；优选地，所述BB
’2型单体为氨乙基哌嗪；优选地，在步骤(S1)中，所述A2型单体与所述BB
’2型单体的摩尔比为(2～2.5)：1；优选地，在步骤(S1)中，所述迈克尔加成反应在水溶液中进行；优选地，在步骤(S1)中，迈克尔加成反应的条件如下：温度为48h～72h；温度为15℃～30℃；在步骤(S2)中，所述吸收剂为NaOH；优选地，在步骤(S2)中，所述脂肪酰氯选自月桂酰氯，棕榈酰氯，硬脂酰氯，肉豆蔻酰氯，椰子油酰氯，油酰氯，亚油酰氯，正癸酰氯，正辛酰氯中的至少一种；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉，陶震，赵莎莎，吴文炜，邓青春，
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：