本申请公开了一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂及其制备方法和应用。一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂，具有式Ⅰ所示结构：所述纳米表面活性剂包括耐盐性官能团、离子型亲水基团和亲水纳米材料基团；所述亲水纳米材料基团接枝于所述离子型亲水基团的羟基端；其中，R选自醇基、烷基酚基、蓖麻油基中的至少一种。该纳米表面活性剂从分子结构出发，引入耐盐性官能团，并同时引入离子型亲水基团，使其既具有离子表活的性质，又具有非离子表活的性质，同时接枝上纳米材料，提高表活的耐温性和稳泡性能，合成一款耐温、抗盐且有良好起泡性能的表面活性剂。能的表面活性剂。
【技术实现步骤摘要】
一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂及其制备方法和应用
[0001]本申请涉及一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂及其制备方法和应用，属于表面活性剂领域。
技术介绍
[0002]泡沫流体以其低密度、高粘度及独特的流变特性在油田开采中被广泛应用，如泡沫钻井、泡沫水泥固井、泡沫酸化、泡沫压裂、泡沫冲砂洗井、泡沫调剖、泡沫驱油等。但是在部分高温、高盐油藏条件下，地下泡沫的耐温、抗盐性能与室内实验相比均有所改变，发生消泡现象，从而不能达到预期的原油采收率。近年来，随着纳米技术的发展，发现纳米颗粒在流体中具有较高的附着力，具有很好的泡沫稳定性。李兆敏等人通过研究发现纳米粒子分散在表面活性剂中可以与表面活性剂发生协同作用，在水溶液中缔合形成特殊结构的囊泡结构，增强起泡剂的稳泡性。Nguyen也通过比较单一表面活性剂产生的泡沫和在表面活性剂中加入纳米颗粒产生的泡沫，发现在表面活性剂中加入纳米颗粒的溶剂产生的泡沫稳定性更好，在10小时之内并没有衰败的迹象，而单一表面活性剂产生的泡沫的稳定性仅仅只是加入纳米颗粒产生泡沫稳定性的一半还不到，进一步验证了纳米颗粒能起到稳泡效果。但是纳米颗粒通常在蒸馏水或低矿化度盐水中较稳定，可以协同表面活性剂强化泡沫性能。而高矿化度盐水体系中的泡沫性能由于纳米颗粒稳定性差的制约而研究较少。
技术实现思路
[0003]根据本申请的一个方面，提供了一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂。从分子结构出发，引入耐盐性官能团，并同时引入离子型亲水基团，使其既具有非离子表活的性质，又具有离子表活的性质，同时接枝上纳米材料，提高表活的耐温性和稳泡性能。合成一款耐温、抗盐且有良好起泡性能的表面活性剂。
[0004]一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂，具有式Ⅰ所示结构：
[0005][0006]所述纳米表面活性剂包括耐盐性官能团、离子型亲水基团和亲水纳米材料基团；
[0007]所述亲水纳米材料基团接枝于所述离子型亲水基团的羟基端；
[0008]其中，R选自醇基、烷基酚基、蓖麻油基中的至少一种。
[0009]n为环氧乙烷的加成数，即表面活性剂分子中氧乙烯基的数目，n值范围4～8。
[0010]可选地，所述耐盐性官能团选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0011]可选地，所述离子型亲水基团选自磺酸基、羧酸基中的至少一种。
[0012]可选地，所述亲水纳米材料基团选自二氧化硅、二氧化钛、氧化石墨烯中的至少一种。
[0013]可选地，所述纳米表面活性剂在130℃和11W矿化度盐水的发泡率大于400％。
[0014]可选地，所述纳米表面活性剂的析液半衰期大于5min。
[0015]根据本申请的第二个方面，提供了一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂的制备方法，该方法工艺成本低、操作简单、无需分离提纯、绿色环保。
[0016]一种纳米表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017](S1)将含有非离子型聚氧乙烯醚类单体、离子型马来酸类单体、催化剂的混合液，酯化反应得到产物Ⅰ；
[0018](S2)将含有所述产物Ⅰ、亲水纳米材料、所述催化剂的混合液，改性得到产物Ⅱ；
[0019](S3)将含有所述产物Ⅱ、磺化剂的混合液，磺化得到最终产物。
[0020]所述纳米表面活性剂选自上述所述的纳米表面活性剂。
[0021]可选地，在步骤(S1)中，所述聚氧乙烯醚类单体选自OP
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10、AE0
‑
5、AEO
‑
9、TX
‑
10、EL
‑
20中的至少一种。
[0022]可选地，在步骤(S1)中，所述马来酸酐类单体选自马来酸酐、二氯马来酸酐中的至少一种。
[0023]可选地，在步骤(S1)中，所述催化剂选自对甲苯磺酸。
[0024]可选地，在步骤(S1)中，所述聚氧乙烯醚类单体与所述马来酸酐类单体的摩尔比为1：1.05～1.20。
[0025]可选地，在步骤(S1)中，所述催化剂用量为所述马来酸酐单体质量的0.5％～1％。
[0026]可选地，在步骤(S1)中，酯化反应的条件如下：
[0027]温度为90℃～130℃；
[0028]时间为3h～6h。
[0029]可选地，在步骤(S2)中，所述亲水纳米材料基团的粒径为30nm～100nm。
[0030]可选地，在步骤(S2)中，所述亲水纳米材料的加入量为步骤(S1)中所述马来酸酐类单体质量的1％～5％。
[0031]可选地，在步骤(S2)中，所述催化剂的加入量为步骤(S1)中所述马来酸类单体质量的0.1％～0.5％。
[0032]可选地，在步骤(S2)中，所述改性的条件如下：
[0033]温度为90℃～130℃；
[0034]时间为3h～6h。
[0035]可选地，在步骤(S3)中，磺化剂选自NaHSO3水溶液。
[0036]可选地，在步骤(S3)中，所述磺化剂的添加量与步骤(S1)中添加的马来酸酐类单体的摩尔比为1.05～1.1：1。
[0037]可选地，在步骤(S3)中，所述磺化的条件如下：
[0038]温度为80℃～100℃；
[0039]时间为2h～4h。
[0040]可选地，在步骤(S3)中，反应前将溶液pH调至6～7。
[0041]根据本申请的第三个方面，提供了一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂的应用。
[0042]上述所述的纳米表面活性剂和/或上述所述的制备方法得到的纳米表面活性剂在高温高盐油藏表面活性剂驱油剂、发泡剂中的应用。
[0043]本方案分为酯化反应、改性二氧化硅和磺化反应几个步骤，具体步骤如下：
[0044]步骤(1)称取一定量聚氧乙烯醚表活单体，加热至一定温度后，再逐渐加入一定量马来酸酐类单体待其溶解，并加入催化剂(对甲苯磺酸等)，在一定温度的油浴锅中搅拌反应一段时间。
[0045]步骤(2)待步骤(1)反应结束后加入一定量亲水纳米二氧化硅，同时加入催化剂，在一定温度的油浴锅中继续搅拌反应一段时间。
[0046]步骤(3)用质量分数为30％的NaOH溶液将步骤(2)反应后的溶液pH调至6
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7左右，搅拌反应1h，并加入一定量的质量分数为30％的NaHSO3水溶液滴加入反应烧瓶中，在一定温度下搅拌并冷凝回流反应一段时间，反应结束后样品用矿化水稀释测试起泡性能。
[0047]上述制备方法技术方案中的有关内容解释如下：
[0048]1.上述方案中，所述步骤(1)中聚氧乙烯醚单体与马来酸酐类单体摩尔比为1：1.05～1.2，催化剂用量为马来酸酐单体质量的0.5％～1％，溶解温度70℃，酯化反应温度90～130℃，反应时间3～6h。
[0049]2.上述方案中，所述步骤(2)加入亲水纳米二氧化硅为纳米级，粒径30～100nm，加入量为马来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种耐温抗盐型的纳米表面活性剂，其特征在于，具有式Ⅰ所示结构：所述纳米表面活性剂包括耐盐性官能团、离子型亲水基团和亲水纳米材料基团；所述亲水纳米材料基团接枝于所述离子型亲水基团的羟基端；其中，R选自醇基、烷基酚基、蓖麻油基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的纳米表面活性剂，其特征在于，所述耐盐性官能团选自烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚中的至少一种；所述离子型亲水基团选自磺酸基、羧酸基中的至少一种；所述亲水纳米材料基团选自二氧化硅、二氧化钛、氧化石墨烯中的至少一种；优选地，所述纳米表面活性剂在130℃和11W矿化度盐水的发泡率大于400％；优选地，所述纳米表面活性剂的析液半衰期大于5min。3.一种纳米表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)将含有非离子型聚氧乙烯醚类单体、离子型马来酸酐类单体、催化剂的混合液，酯化反应得到产物Ⅰ；(S2)将含有所述产物Ⅰ、亲水纳米材料、所述催化剂的混合液，改性得到产物Ⅱ；(S3)将含有所述产物Ⅱ、磺化剂的混合液，磺化得到最终产物；所述纳米表面活性剂选自权利要求1～2任一项所述的纳米表面活性剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(S1)中，所述聚氧乙烯醚类单体选自OP
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10、AE0
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5、AEO
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9、TX
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10、EL
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20中的至少一种；优选地，在步骤(S1)中，所述马来酸酐类单体选自马来酸酐、二氯马来酸酐中的至少一种；优...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳华，邓青春，吴向阳，刘凌，崔浩业，
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：
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