一种适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种油田用提高采收率纳米驱油剂及其制备方法，属于油田化学。

背景技术：

1、智能纳米驱油剂由于具有用量少、成本低、效率高、驱油效果显著等特点，受到了人们的关注。例如：刘松荫等以乙烯基三甲氧基硅烷为偶联剂，接枝 n-异丙基丙烯酰胺，然后再与naoh和十二烷基硫酸钠复配制备了一种纳米 sio2驱油剂。该驱油剂在温度低时亲水，温度高时亲油；粒径大小可调控，可以根据不同油藏的要求对配方进行调配(一种智能纳米驱油剂的制备方法，cn 10453111

2、8b[p]) 。kothari 等研究表面活性剂与磁性纳米颗粒复配制备磁流体，提高驱替液的流动能力；haroun等研究ek 辅助技术来增加纳米流体在油藏中的存在时间，增加波及体积。saigal 等使用 ph 敏感型聚合物pdmaema 对纳米 sio2进行表面修饰，修饰后此纳米颗粒对 ph 和温度具有双重响应性，仅在质量分数为 0.05%时就成功地稳定了二甲苯和环己烷 o/w 型乳状液。

3、尽管智能纳米驱油剂较常规驱油剂在改变岩层润湿性等方面有着优势，但是仍存在如下缺点：(1) 低渗透油藏具有低渗、低孔、自然产能低的特点，要求驱油剂的分子尺寸不能太大；而现有纳米驱油剂颗粒由于高的比表面能容易团聚形成大颗粒，严重影响其在低渗透油藏应用中的封堵和驱油效果；(2)纳米颗粒的亲水亲油性难以调控，导致在油藏中纳米驱油剂的波及系数和洗油效率难以提高，对原油的驱动和驱替液的更替效率产生不利影响；(3)现有纳米驱油剂的耐盐和耐温性能不高，化学损失严重，吸水膨胀倍率低等。因此，急需开发新型智能纳米驱油剂，提高其耐温耐盐等性能，以满足低渗透油藏的使用要求。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺陷，本发明目的在于提供一种化学稳定性、抗盐和抗高温性能好，在高矿化度水中吸水膨胀倍高，亲水亲油性能可调，分子尺寸适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂，并为该智能纳米驱油剂提供一种制备方法。

2、针对上述目的，本发明的智能纳米驱油剂是以纳米sio2为核，经硅烷偶联剂改性后接枝上功能基团，然后再与丙烯酰胺（am）、阴离子单体 2-丙烯酰胺基 2-甲基丙磺酸（amps）反应制得。

3、上述的纳米sio2是工业级，粒径为10-20nm。

4、上述硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（kh-570），n-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷（kh-792），乙烯基三乙氧基硅烷（kh-151），乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷（kh-172），３-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh-550)中的一种或多种。

5、上述的含功能基团的单体为甲基丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸环氧丙酯、苯乙烯基异氰酸酯、乙烯基异氰酸酯、马来酸酐中的一种或多种。

6、本发明的智能纳米驱油剂的制备方法由下述步骤组成：

7、将纳米sio2颗粒加入体积比为3:1 的无水乙醇和去离子水的混合溶液中，

8、然后向混合溶液中加入硅烷偶联剂并调节ph 值至4-5，超声45 min。升温至50℃，通入n2反应6-8 h。反应结束后用无水乙醇洗涤并高速离心3 次，晾干后置于60℃真空烘箱中干燥48 h，即可得到硅烷偶联剂接枝的纳米sio2；

9、将硅烷偶联剂接枝的纳米sio2加入甲苯溶液中，超声分散30min。通入n2，在搅拌下升温至80℃，滴加计量好的引发剂过氧化苯甲酰的甲苯溶液和含功能基团的单体的甲苯溶液，继续在80℃反应2-3h，再升温至100℃反应1-2h，停止反应后冷却抽滤，取出产物，晾干后置于50℃真空烘箱中干燥24 h。用丙酮抽提8-12 h，最后在80℃真空烘箱中干燥24 h即可得到功能基团改性纳米sio2；

10、取一定量功能基团改性纳米sio2加入去离子水中，超声分散。取一定量的am、amps溶解在分散液中，在搅拌条件下通n2除氧30 min，加入过硫酸铵引发反应，6-8 h 后取出，晾干后置于60℃真空烘箱中干燥24 h即得到适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂。

11、本发明优点在于：(1)以改性纳米二氧化硅为核，设计制备出一种新型智能纳米驱油剂，在相同分子量的情况下减小了分子半径，颗粒尺寸为50-200nm，可以达到油藏的任意角落，实现全油藏波及，扩大驱油剂的作用范围，提高调驱效果；能实现对大孔径的暂时封堵，驱替未波及到的小孔径中的原油，扩大波及体积，具有驱油和调剖双重作用，能够满足低渗透油藏的使用要求。(2)使用聚合物修饰纳米材料，有效地防止纳米颗粒因疏水性引发的聚集，解决了聚合物基体难分散问题，提高纳米材料在高温油藏中的耐温、耐盐稳定性。聚合物在无机纳米材料上的引入除了增强聚合物的耐温耐盐性之外，还可以明显地增加驱替液黏度，改善驱替液的流变性。(3)具有强憎水强亲油特征，高温油藏环境中亲油，能够更好地稳定乳状液，使得驱替液推动油层向前移动，实现更好的驱替；低温时亲水，可以更快速地实现破乳，使油水界面快速分离；实现智能找油，遇水就跑，遇油亲合，赋予纳米智能驱油剂自驱动力。

技术特征：

1.一种适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂，其特征在于，该智能纳米驱油剂是以纳米sio2为核，经硅烷偶联剂改性后，接枝上功能基团，然后再与丙烯酰胺（am）、阴离子单体2-丙烯酰胺基 2-甲基丙磺酸（amps）反应制得。

2.根据权利要求1所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂，其特征在于，所述含功能基团的单体为甲基丙烯酸环氧丙酯、丙烯酸环氧丙酯、苯乙烯基异氰酸酯、乙烯基异氰酸酯、马来酸酐中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂，其特征在于，所述纳米sio2为工业级，粒径为10-20nm。

4.根据权利要求1所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（kh-570），n-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷（kh-792），乙烯基三乙氧基硅烷（kh-151），乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷（kh-172），3-氨基丙基三乙氧基硅烷(kh-550)中的一种或多种。

5.一种适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂的制备方法，其

7.根据权利要求5所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂的制备方法，其

8.根据权利要求5所述的适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂的制备方法，其

技术总结
本发明公开了一种适用于低渗透油藏的智能纳米驱油剂及其制备方法，该智能纳米驱油剂是以纳米SiO2为核，经硅烷偶联剂改性后接枝上功能基团，然后再通过反相乳液聚合与丙烯酰胺（AM）、阴离子单体 2‑丙烯酰胺基 2‑甲基丙磺酸（AMPS）反应制得智能纳米驱油剂。所制备的智能纳米驱油剂具有以下优点：(1)具有良好的化学稳定性以及抗盐和抗高温性能，在高矿化度水中吸水膨胀倍高，适用于低渗透油藏；(2)亲水亲油性能可调，温度低时亲水，温度高时亲油；粒径大小可调控，波及系数大，可以有效实现油水乳状液破乳和分离；(3)乳液稳定性好，不分层，不沉淀；在水中分散性好，纳米颗粒不团聚，且拥有良好的堵水效果。

技术研发人员：贾贝,刘森,李宏业,皇甫加冰,赵丹丹,李玉婷
受保护的技术使用者：河南正佳能源环保股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27