【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油氣田開發用添加劑，具體為一種co2氣溶性硅納米流體及其制備方法。
技術介紹
1、目前傳統原油生產不能滿足經濟發展需求，非常規油氣資源越來越受到重視。隨著非常規油氣資源的勘探開發，水資源消耗巨大和環境污染嚴重等弊端逐漸顯現。超臨界二氧化碳（sc-co2）被認為是一種很有前景的壓裂液與驅油劑，除了具有易分離、低傷害、易返排等特點外，二氧化碳的溶解降粘、壓后增能等獨特的驅油特性使其在非常規油氣開采上具有很大的潛力。但超臨界二氧化碳的粘度低至0.02mpa·s，此粘度無法攜帶支撐劑均勻進入地層，使得二氧化碳干法壓裂液體系的優勢不能較好發揮。
2、目前超臨界二氧化增稠劑主要為碳氫類、硅氧烷、含氟類。其中碳氫類稠化劑溶解壓力高，往往需要大量助溶劑；直鏈硅氧烷類溶解壓力低，但增粘幅度低；純含氟類整體溶解壓力最低，但增粘幅度最差。例如cn117362651a公開了一種聚(脲酸脂-硅氧烷)聚合物及制備方法，最終增粘粘度356倍，但該制備方法利用氯鉑酸催化劑與含氫硅氧烷，原料價格昂貴、反應穩定性差，導致現場運用困難。
3、我國以稠油油藏為主，稠油中瀝青質和膠質等極性組分含量較高，黏度大，導致co2驅油過程中co2與原油體系難混相，最小混相壓力高于地層破裂壓力，使得co2混相驅受到很大的限制。
4、例如cn118460196a公開的降低co2與原油最小混相壓力用降混劑及其制備、應用方法，實施過程中仍需要使用溶劑為苯、白油等有毒助混劑，現場運用受到限制。
5、近些年來，納米材料由于其獨特的
6、例如cn115197687a公開了一種納米材料/改性丙烯酸酯-硅氧烷聚合物超臨界二氧化碳增稠體系的制備方法，加入了納米材料后在原體系上提升30%，最終提高291倍。但該反應仍為昂貴的硅氫化反應，且納米材料未接枝在聚合物上，導致無法大規模應用。
7、由此可見，現行的超臨界二氧化增稠劑仍無法兼顧成本和增粘效果，同時稠化劑僅能作為單一功能使用，加大了后續油田開發的復雜程度。
技術實現思路
1、為解決至少一個上述問題，本專利技術提出了一種co2氣溶性硅納米流體及其制備方法。
2、本專利技術的技術方案為：一種co2氣溶性硅納米流體的制備方法，以質量份計，包括以下步驟：
3、取納米二氧化硅并接枝硅烷偶聯劑得到改性納米二氧化硅，所述硅烷偶聯劑上包含有能夠與氨基發生邁克爾加成反應的基團；
4、取3~8份甲基硅氧烷、4~9份氟硅氧烷、2~6份胺基硅氧烷、封端劑，在催化劑作用下進行聚合得到多官能團聚硅氧烷；
5、取1~3份改性納米二氧化硅和10份多官能團聚硅氧烷并混合均勻，隨后加熱使其發生邁克爾加成反應，反應結束后即得。
6、具體的，在本專利技術中，對于改性納米二氧化硅，其可以采用現有的技術進行制備。比如，現有技術中以甲苯為分散劑，反應溫度為90℃，加入納米粒子和硅烷偶聯劑后制得；在另一些方法中，以丙酮和水的混合溶液為分散劑，加入納米粒子和硅烷偶聯劑后并超聲反應制得。這些方法屬于本領域常規操作，都可以應用于本專利技術。
7、本專利技術的一種實施方式在于，所述納米二氧化硅的粒徑為10~30nm。對于納米二氧化硅來講，若其粒徑過大，則容易使其團聚，性能下降。
8、本專利技術的一種實施方式在于，所述硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲基乙氧基硅烷中的至少一種。
9、本專利技術的一種實施方式在于，改性納米二氧化硅的制備包括以下分步驟：取1~3份納米二氧化硅，加入乙醇超聲使其均勻分散得到分散液；取1~5份硅烷偶聯劑加入1~5%乙醇水的混合液中并溶解得到溶液；將前述分散液和乙醇水溶液混合，在除氧以及70~100℃的條件下，反應3~6h，反應結束后，對其進行分離提純即得。
10、本專利技術的一種實施方式在于，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、三甲基硅醇鉀中的至少一種；所述催化劑的加量為甲基硅氧烷、氟硅氧烷和胺基硅氧烷總質量的0.01~0.1%。
11、本專利技術的一種實施方式在于，所述多官能團聚硅氧烷的制備包括以下分步驟：取甲基硅氧烷、氟硅氧烷、胺基硅氧烷、封端劑以及催化劑并混合均勻，在除氧以及80~130℃條件下反應4~8h即得。
12、本專利技術的一種實施方式在于，所述甲基硅氧烷為八甲基環四硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、十六甲基環八硅氧烷中的至少一種，所述氟硅氧烷為1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環三硅氧烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種，所述胺基硅氧烷為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種；所述封端劑為十甲基四硅氧烷、八甲基二苯基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、七甲基三硅氧烷、八甲基三硅氧烷、五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、六乙烯基二硅氧烷或六苯基二硅氧烷中的一種，且所述封端劑的加量為0.06~0.09份。
13、特別的，對于封端劑來講，其為聚硅氧烷制備過程中的常見添加劑，其添加量越大，則聚硅氧烷的聚合度越小，反之亦然。本領域技術人員可以根據實際情況添加不同加量的封端劑。
14、本專利技術的一種實施方式在于，所述邁克爾加成的反應溫度為100~140℃，反應時間為4~8h，隨后升溫至150~160℃并保溫1~2h即得。
15、此外，本專利技術還公開了由上述方法所制備的co2氣溶性硅納米流體，該納米流體能夠較好的對超臨界二氧化碳進行增粘；同時能夠降低二氧化碳和原油的混相壓力。
16、有益效果：本專利技術利用多官能團聚硅氧烷接枝γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性納米二氧化硅制備出氣溶性硅納米流體，微觀上形成以改性納米二氧化硅為“交聯”點、聚硅氧烷為鏈式的網絡結構；宏觀上對超臨界二氧化碳增粘效果明顯，溶解壓力低；明顯降低原油與co2的界面張力，降低co2與原油之間的混相壓力；原料便宜易得、可選擇的單體多、互溶性好；反應條件溫和、可控、加料便捷、無需外加溶劑；產品純化分離簡單；反應路徑無昂貴的催化劑或其他助劑。
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1.一種CO2氣溶性硅納米流體的制備方法，其特征在于，以質量份計，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米二氧化硅的粒徑為10~30nm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲基乙氧基硅烷中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，改性納米二氧化硅的制備包括以下分步驟：取1~3份納米二氧化硅，加入乙醇超聲使其均勻分散得到分散液；取1~5份硅烷偶聯劑加入1~5%乙醇水的混合液中并溶解得到溶液；將前述分散液和乙醇水溶液混合，在除氧以及70~100℃的條件下，反應3~6h，反應結束后，對其進行分離提純即得。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、三甲基硅醇鉀中的至少一種；所述催化劑的加量為甲基硅氧烷、氟硅氧烷和胺基硅氧烷總質量的0.01~0.1%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多官能團聚硅氧烷的制備包括以下分
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲基硅氧烷為八甲基環四硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、十六甲基環八硅氧烷中的至少一種，所述氟硅氧烷為1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)環三硅氧烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、3,3,3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種，所述胺基硅氧烷為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種；所述封端劑為十甲基四硅氧烷、八甲基二苯基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、七甲基三硅氧烷、八甲基三硅氧烷、五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、六乙烯基二硅氧烷或六苯基二硅氧烷中的一種，且所述封端劑的加量為0.06~0.09份。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述邁克爾加成的反應溫度為100~140℃，反應時間為4~8h，隨后升溫至150~160℃并保溫1~2h即得。
9.一種CO2氣溶性硅納米流體，采用權利要求1~8任一所述的方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種co2氣溶性硅納米流體的制備方法，其特征在于，以質量份計，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米二氧化硅的粒徑為10~30nm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲基乙氧基硅烷中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，改性納米二氧化硅的制備包括以下分步驟：取1~3份納米二氧化硅，加入乙醇超聲使其均勻分散得到分散液；取1~5份硅烷偶聯劑加入1~5%乙醇水的混合液中并溶解得到溶液；將前述分散液和乙醇水溶液混合，在除氧以及70~100℃的條件下，反應3~6h，反應結束后，對其進行分離提純即得。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、三甲基硅醇鉀中的至少一種；所述催化劑的加量為甲基硅氧烷、氟硅氧烷和胺基硅氧烷總質量的0.01~0.1%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多官能團聚硅氧烷的制備包括以下分步驟：取甲...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蒲萬芬，蔣華箭，趙金洲，劉銳，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：
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