【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種納米片驅(qū)油劑及其制備和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、伴隨著能源問題的日益嚴重，低滲油藏的開發(fā)也成為了油田領(lǐng)域研究的重點，而由于低滲油藏孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜、孔隙尺寸小、比表面積大，常規(guī)的驅(qū)油劑存在注入困難等問題。此外，油藏中天然裂縫發(fā)育造成低滲透油藏非均質(zhì)性嚴重，剩余油難以得到有效動用，這也導(dǎo)致常規(guī)的表面活性劑驅(qū)、聚合物驅(qū)等技術(shù)在低滲油藏中難以產(chǎn)生良好的開發(fā)效果。
2、納米材料在低滲孔隙的開采中既表現(xiàn)出了良好的注入能力，還可以通過其改變油藏潤濕性、降低界面張力、剝離界面油膜等特性，有效提高微觀洗油效率。以納米材料為主的驅(qū)油技術(shù)體系，是提高低滲油藏采收率的關(guān)鍵，對于油氣的開采有著極其重要的意義。
3、傳統(tǒng)納米材料研究以一維的球形納米顆粒為主(如sio2、tio2、al2o3、cuo、zno等)，球形納米顆粒通常具有制作工藝較為簡單、成本較低等優(yōu)勢，但相對的存在容易聚并造成堵塞、與油水界面接觸效率低、比表面積小、活性點位少、改性效率低下等缺點。
4、新的研究發(fā)現(xiàn)的二維的片狀納米材料具有比表面積大、活性點位多、與油水界面接觸效率高等特點。然而，目前的納米片驅(qū)油劑主要使用的片狀納米材料以二硫化鉬、氧化石墨烯等為主，而此類納米材料的制備通常伴隨著工藝復(fù)雜、成本過高等問題，缺乏工業(yè)化的價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了在低成本的條件下制得具有優(yōu)良性能的驅(qū)油用二維片狀納米材料，作出本專利技術(shù)。
2、作為本專利技術(shù)的第一方面，涉及納米片驅(qū)油劑，該納米片
3、作為本專利技術(shù)的第二方面，涉及制備上述的納米片驅(qū)油劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
4、s1：采用甲醇溶解十八烷基苯磺酸鈉與甲醛反應(yīng)，得到輔助劑；
5、s2：將s1中制得的輔助劑、鎂源分散于去離子水中形成分散液，調(diào)節(jié)其ph值為弱堿性，再加入沉淀劑進行反應(yīng)，經(jīng)純化、干燥處理后，得到片狀氫氧化鎂納米材料；
6、s3：將s2中制得的片狀氫氧化鎂納米材料與3-氨基丙基三乙氧基硅烷進行反應(yīng)，經(jīng)純化、干燥處理后，得到片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料；
7、s4：將s3中制得的片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料與水混合，并加入兩性表面活性劑，得到納米片驅(qū)油劑。
8、進一步地，所述輔助劑具有如下結(jié)構(gòu)式：
9、
10、進一步地，所述s1具體包括以下步驟：
11、s11：將十八烷基苯磺酸鈉放入反應(yīng)容器中，再加入甲醇作為溶劑；
12、s12：在65～75℃的回流溫度下，以300～500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌，向反應(yīng)容器中以2～3ml/min的速度滴加甲醛進行反應(yīng)；
13、s13：反應(yīng)完畢后通過減壓蒸餾和真空干燥除去溶劑，得到輔助劑。
14、進一步地，所述s11中的十八烷基苯磺酸鈉和甲醛的摩爾質(zhì)量比為1.0:2.0～3.0。
15、進一步地，所述s2具體包括以下步驟：
16、s21：將輔助劑和鎂源按質(zhì)量比1.0:1.0～8.0加入去離子水中形成單體溶液，在超聲震蕩輔助下進行攪拌使溶液形成分散液，并采用堿性物質(zhì)將所述分散液的ph值調(diào)節(jié)為9～11；
17、s22：在20～95℃下，以200～600r/min的轉(zhuǎn)速將s21中所述分散液攪拌均勻，在攪拌過程中滴加沉淀劑，制得懸濁液；
18、s23：使將s22中所述懸濁液在20～95℃下持續(xù)攪拌反應(yīng)30～300min以上，再對其進行純化、干燥處理，得到片狀氫氧化鎂納米材料。
19、進一步地，所述s21中的鎂源為氯化鎂或硝酸鎂中的至少一種。
20、進一步地，所述s21中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉或氨水中的至少一種。
21、進一步地，所述s22中的沉淀劑為氫氧化鈉或氨水中的至少一種。
22、進一步地，所述s22中的沉淀劑與輔助劑的質(zhì)量比為2.0～6.0：1.0。
23、進一步地，所述s3具體包括以下步驟：
24、s31：將片狀氫氧化鎂納米材料加入無水乙醇中，在超聲震蕩輔助下進行攪拌，使溶液形成分散液；
25、s32：在30～50℃下，以400～600r/min的轉(zhuǎn)速將s31中的分散液攪拌均勻，在攪拌過程中滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并在滴加完畢后持續(xù)攪拌反應(yīng)16～30h，獲得懸濁液；
26、s33：對s32中所得懸濁液進行純化、干燥處理，得到片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料。
27、進一步地，所述s32中3-氨基丙基三乙氧基硅烷與片狀氫氧化鎂納米材料的質(zhì)量比為0.5～2.0:1.0。
28、進一步地，所述s4具體包括以下步驟：
29、s41：將s3中制得的片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料與水按照1.0～5.0：1000的質(zhì)量比混合，然后超聲分散0.5～1h，得到片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料分散液；
30、s42：將兩性表面活性劑均勻溶解在s41中所述的片狀硅烷改性氫氧化鎂納米材料分散液中，得到納米片驅(qū)油劑。
31、進一步地，所述s42中的兩性表面活性劑與水的質(zhì)量比為1～10:1000。
32、進一步地，所述s42中的兩性表面活性劑為十二烷基乙氧基磺基甜菜堿、十二烷基二甲基羥丙基磺基甜菜堿、十二烷基二甲基磺丙基甜菜堿中的一種。
33、作為本專利技術(shù)的第三方面，涉及上述的納米片驅(qū)油劑在油田開采中的應(yīng)用。
34、本專利技術(shù)將輔助劑應(yīng)用于共沉淀法制備氫氧化鎂，該輔助劑起到了分散劑和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的作用，進而協(xié)助控制片狀納米材料的形成。該輔助劑作為分散劑時，起到了提升空間位阻作用，能夠阻止納米材料的團聚，進而對氫氧化鎂納米材料的粒徑起到了控制作用；其作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑時，對氫氧化鎂的生長具有直接導(dǎo)向作用，輔助劑上的羥基與鎂離子形成配位鍵，使得輔助劑能夠吸附在氫氧化鎂表面，而輔助劑可以通過其上苯環(huán)及長碳鏈的存在抑制氫氧化鎂晶體的縱向生長，進而引導(dǎo)氫氧化鎂片狀形貌的生成，從而實現(xiàn)了一種穩(wěn)定制備片狀氫氧化鎂納米材料的方法。
35、采用本專利技術(shù)方法制得的片狀氫氧化鎂納米材料可以通過與3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)改性成為一種兩親的片狀納米材料，在溶液中體現(xiàn)出十分良好的分散性，并具有強力的降界面張力、油水界面自動吸附等功能，并可以與表面活性劑進行復(fù)配，形成納米片驅(qū)油劑。
36、本專利技術(shù)以低成本金屬鎂鹽為主要原料，在低能耗的共沉淀法下結(jié)合輔助劑實現(xiàn)片狀氫氧化鎂納米材料的制備，在此基礎(chǔ)上通過硅烷偶聯(lián)劑對片狀氫氧化鎂納米材料進行表面改性，再通過物理共混即可得到一種兩親片狀驅(qū)油劑。本專利技術(shù)制備方法簡單穩(wěn)定，且原料成本低，能夠在低成本的條件下穩(wěn)定、高效地合成一種比表面積大、活性點位多、油水界面接觸效率高片狀氫氧化鎂納米材料，進而形成一種低成本的兩親納米片驅(qū)油體系，具有工業(yè)化價值。
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1.納米片驅(qū)油劑，其特征在于，所述納米片驅(qū)油劑的界面張力為0.27～4.21mN/m。
2.制備權(quán)利要求1所述的納米片驅(qū)油劑的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輔助劑具有如下結(jié)構(gòu)式：
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1具體包括以下步驟：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述S11中的十八烷基苯磺酸鈉和甲醛的摩爾質(zhì)量比為1.0:2.0～3.0。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2具體包括以下步驟：
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述S21中的鎂源為氯化鎂或硝酸鎂中的至少一種。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述S21中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉或氨水中的至少一種。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述S22中的沉淀劑為氫氧化鈉或氨水中的至少一種。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述S22中的沉淀劑與輔助劑的質(zhì)量比為2.0～6.0：1.0。
11
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述S32中3-氨基丙基三乙氧基硅烷與片狀氫氧化鎂納米材料的質(zhì)量比為0.5～2.0:1.0。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述S4具體包括以下步驟：
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述S42中的兩性表面活性劑與水的質(zhì)量比為0.1～1.0:1000。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述S42中的兩性表面活性劑為十二烷基乙氧基磺基甜菜堿、十二烷基二甲基羥丙基磺基甜菜堿、十二烷基二甲基磺丙基甜菜堿中的一種。
16.權(quán)利要求1所述的納米片驅(qū)油劑在油田開采中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.納米片驅(qū)油劑，其特征在于，所述納米片驅(qū)油劑的界面張力為0.27～4.21mn/m。
2.制備權(quán)利要求1所述的納米片驅(qū)油劑的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輔助劑具有如下結(jié)構(gòu)式：
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述s1具體包括以下步驟：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述s11中的十八烷基苯磺酸鈉和甲醛的摩爾質(zhì)量比為1.0:2.0～3.0。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述s2具體包括以下步驟：
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述s21中的鎂源為氯化鎂或硝酸鎂中的至少一種。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述s21中的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉或氨水中的至少一種。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述s22中的沉淀劑為氫氧...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：耿向飛，楊洋，丁彬，劉衛(wèi)東，張群，許建國，陳超，楊正明，陳衛(wèi)東，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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