一种基于纳米材料的水基油田增注剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于纳米材料的水基油田增注剂及其制备方法。该增注剂由２０～６０ｗｔ％柴油、３０～７０ｗｔ％表面活性剂、１～１０ｗｔ％纳米材料和１～２０ｗｔ％助剂四种组分组成，纳米材料为经过表面改性的纳米二氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化镁、纳米氧化铝中的一种或几种。其制备方法是：按配比首先称量柴油，再加入纳米材料，在乳化机中乳化分散，然后加入表面活性剂和助剂，在室温或水浴下机械搅拌分散，即得到纳米水基增注剂原液。该增注剂能够与水以任意比例混合得到均相乳化分散液。采用特定工艺将该乳化分散液注入到油田后，可显著降低注水压力，提高注水量，提高产油效率，达到节能增注的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田开采
，尤其适用于低渗透油田二次和三次采油的一种基于纳米材料的水基油田增注剂及其制备方法。
技术介绍
利用纳米技术来改善地层孔道的阻力特性，可以实现降低注水压力、提高注水量 的目的，这是一种新兴的、尚处于机理探索阶段的物理法提高采收率技术，主要适合低渗透 油田的二次和三次开采。2000年，中石化从俄罗斯引进了纳米二氧化硅增注技术，在胜利油 田和中原油田等进行了 12 口井的现场试验和应用，取得了成功。试验结果统计，压力最大 降幅达9MPa，日注水量提高达lOOrn3，降压增注效果显著。部分采取酸化等常规措施效果差 的"老大难"井通过纳米减阻增注措施后产生了显著的降压增注效果，有效期从不到1个月 延长到6个月以上。 纳米降压增注技术就是将疏水性纳米粉体均匀分散于特定的分散介质中，注入目 的层，关井24h后，开井注水。疏水性纳米颗粒是经表面改性的纳米氧化物材料，其疏水性 极强，一般尺度在10 100nm。至今，纳米氧化物降压增注技术的机理还没有得到明确认 识，并引起了一定范围内的争论。作为纳米材料携带者的分散介质多选用柴油等油溶性溶 剂，降压增注效果得到认可，但成本较高。本专利技术提出的是一种价格低廉、性能稳定、增注效 果显著的纳米水基油田增注剂及其制备方法，必将会推动纳米降压增注技术的进一步研究 与发展。 目前一些低渗透油藏面临着严重的高压欠注难题，据不完全统计，目前国内中石 油与中石化两大石油公司大约有4. 5万余口注水井，年欠注量超过1750余万方。本专利技术旨 在利用纳米材料的特殊性能，对低渗透油藏的液流通道进行物理改性，形成具有特殊纳米 特性的滑移通道，使液流阻力有效下降，实现降压增注目的。该项技术的研究不论是经济效 益还是社会效益都将十分显著，同时也是纳米技术与石油工程技术的一个成功结合，意义 重大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该增注 剂能够分散在水中形成均相乳化分散液。采用特定工艺将该乳化分散液注入到油田后，可 显著降低注水压力，提高注水量，提高产油效率，达到节能增油的目的。 本专利技术采用的技术方案是该应用于低渗透油田采油的纳米水基增注剂，其特征 在于该增注剂包括柴油、表面活性剂、纳米材料和助剂四种组分。 各组分含量按重量百分比如下柴油占总量的20wt% 60wt^，表面活性剂占总 量的30wt% 70wt^，纳米材料占总量的lwt% 10wt^，助剂占总量的lwt% 20wt%， 四种组分之和为100wt%。 该增注剂中所用的纳米材料为经过表面改性的纳米二氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧3化铝中的一种或几种，平均粒径《100nm，活化度大于95X。纳米材料表面改性剂为脂肪 酸、脂肪酸钠盐、硅烷偶联剂、甲基硅油中的一种。 该增注剂中所用的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或几种。阴离子表面活性剂是指烷基磺酸盐阴离子表面活性剂；阳离子表面活性剂为叔胺盐、季铵盐类阳离子表面活性剂中的一种；非离子表面活性剂为Span类、Tween类、OP类、NP类非离子型表面活性剂中的一种或几种。 该增注剂中所用的助剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、甲苯、丁醚中的一种。 —种用于基于纳米材料的水基油田增注剂的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺过程按上述基于纳米材料的水基油田增注剂的配比，首先称量柴油，再加入纳米材料，乳化机转速3000 8000rpm，乳化分散2 5min，然后按配比加入表面活性剂和助剂，室温或水浴40 8(TC下，机械搅拌分散10 30min，即得到纳米水基增注剂原液。 本专利技术所具有的有益效果是本专利技术涉及到一种适用于低渗透油田采油的纳米水基增注剂及其制备方法，该增注剂乳化能力极强，能够与水以任意比例相混合，形成均相乳化分散液，该分散液在室温下能够长时间稳定存在。该纳米水基分散液具有一定的耐酸碱能力，可通过对配方的调整，控制其稳定时间和破乳时间，以配合不同的岩层状态达到最佳的使用效果。本专利技术利用纳米材料的特殊性能，对低渗透油田的液流通道进行物理改性，形成具有特殊纳米特性的滑移通道，使液流阻力有效下降，实现降压增注目的。该纳米水基增注剂经过室内试验评价和现场试验评价，能够有效降低注水压力、提高注水量，达到降压增注、提高产能的目的。该项技术的研究不论是经济效益还是社会效益都将十分显著，同时也是纳米技术与石油工程技术的一个成功结合，意义重大。附图说明 图1为实施例1所述的改性纳米二氧化硅的TEM电镜照片。 图2为实施例2所述的改性纳米二氧化硅的TEM电镜照片。 图3为实施例4所述的改性纳米氧化钛的TEM电镜照片 图4为纳米材料吸附岩心片4的接触角照片。 图5为未经过和经过纳米材料吸附处理岩心片的SEM照片。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术的保护范围并不受限于这些 实施例。 实施例1 纳米水基增注剂原液的配制称取占总量40wt^的柴油，加入2wt^的Y-(甲基 丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性的纳米二氧化硅，平均粒径约为20nm，活化度^ 99%，乳 化机7000rpm乳化分散2min，再加入其它表面活性剂和助剂，0P-10占15wt%、 Span80占 25wt% 、十二烷基磺酸钠占10wt% 、乙醇占8wt % ，水浴40°C ，机械搅拌10min，即得到纳米 水基增注剂原液。 纳米水基分散液的配制量取1L自来水，分别加入10wt^、15wt^、20wt^的上述 增注剂原液，搅拌混合均匀，即得到纳米水基分散液。 Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性的纳米二氧化硅的TEM电镜照片如图 l所示。 实施例2 纳米水基增注剂原液的配制称取占总量40wt^的柴油，加入2wt^的油酸改性的纳米二氧化硅，平均粒径约为30nm，活化度^ 99. 5% ，乳化机7000rpm乳化分散2min，再加入其它表面活性剂和助剂，石油磺酸钠占15wt^、油酸占20wt^、十六烷基三甲基氯化铵占10wt^、乙醇占13wt^，水浴60。C，机械搅拌10min，即得到纳米水基增注剂原液。 纳米水基分散液的配制同实施例1。 油酸改性的纳米二氧化硅的TEM电镜照片如图2所示。 实施例3 纳米水基增注剂原液的配制称取占总量35wt^的柴油，加入2wt^的二甲基 硅油改性的纳米二氧化硅，平均粒径约为50nm，活化度^ 98 % ，乳化机4000rpm乳化分散 5min，再加入其它表面活性剂和助剂，十二烷基苯磺酸钠占15wt^、油酸占15wt%、 NP-10 占13wt^、乙二醇占20wt^，室温下机械搅拌20min，即得到纳米水基增注剂原液。 纳米水基分散液的配制同实施例1。 实施例4 纳米水基增注剂原液的配制称取占总量35wt^的柴油，加入5wt^的Y-(甲基 丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性的纳米氧化钛，平均粒径约为30nm，活化度^ 99. 5%，乳 化机4000rpm乳化分散5min，再加入其它表面活性剂和助剂，石油磺酸钠占15wt % 、油酸占 20wt% 、三乙醇胺占10wt% 、乙二醇占15wt% 、水浴60°C ，机械搅拌20min，即得到纳米水基 增注剂原液。 纳米水基分散液的配制同实施例1。 Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米材料的水基油田增注剂，其特征在于该增注剂包括柴油、表面活性剂、纳米材料和助剂四种组分，其中，柴油占总量的２０ｗｔ％～６０ｗｔ％，表面活性剂占总量的３０ｗｔ％～７０ｗｔ％，纳米材料占总量的１ｗｔ％～１０ｗｔ％，助剂占总量的１ｗｔ％～２０ｗｔ％，四种组分之和为１００ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施利毅，张剑平，曹绍梅，狄勤丰，顾春元，刘善善，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]