两亲性JanusTiO2纳米粒子及其制备方法和应用

本发明涉及油气开采领域，具体涉及两亲性janus tio2纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术：

1、纳米流体作为一种新型的低成本、环境友好的驱油剂，作为提高采收率的驱油剂，近年来得到了广泛的研究。特别是sio2、tio2、fe3o4等纳米颗粒作为驱油体系的研究。其中2020年在前专利cn111303853a公开了一种两亲性janus纳米颗粒及其制备方法，其通过制备含有二氧化硅纳米颗粒水分散液与液体石蜡的pickering乳液，通过冷却形成二氧化硅纳米颗粒粘附于表面的石蜡小球，以对二氧化硅纳米颗粒进行半面保护，未保护的半面经硅烷偶联剂kh550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性，连接的含硅氨基再通过催化酰胺化，连接上长链脂肪酸如月桂酸等，从而形成半面具有有机疏水链，半面亲水的两亲性janus纳米颗粒，其用于驱油剂时更容易吸附在油水界面上，且有着更优秀的驱油性能。

2、然后后续研究发现，上述酰胺化长链有机酸得到的sio2两亲性janus纳米颗粒存在成本高，实验步骤繁琐、复杂，不适用苛刻地层的问题，其无法用于高温高盐场景的驱油体系；并且，通常驱油手段会存在一定的残留原油挂于储层喉道，造成一定的损失，需要针对该部分挂喉残留油进行回收。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的成本高，不适用苛刻地层的问题，提供两亲性janus tio2纳米粒子及其制备方法和应用，该两亲性janus tio2纳米粒子具有耐高温高盐优异的性能，能够更加适用于高温高盐场景的驱油。并且，本发明的两亲性tio2纳米粒子能够实现对驱替储层喉道挂油更为彻底的回收。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种两亲性tio2纳米粒子，所述tio2纳米粒子的至少部分连续表面s1被长链疏水基团覆盖，剩余连续表面s2覆盖有亲水基团，其中，所述连续表面s1的面积大于所述剩余连续表面s2的面积。

3、本发明第二方面提供一种两亲性tio2纳米粒子的制备方法，该方法包括：

4、(1)提供tio2纳米粒子的含水分散液；

5、(2)将步骤(1)的含水分散液与液态蜡质物进行混合，以获得pickering乳液；

6、(3)冷却所述pickering乳液，以获得表面粘附tio2纳米粒子的蜡质小球，其中，所述蜡质小球表面粘附的tio2纳米粒子上部分连续表面s1暴露于外，剩余连续表面s2与蜡质物接触并未暴露；且所述连续表面s1的面积大于所述剩余连续表面s2的面积；

7、(4)将表面粘附tio2纳米粒子的蜡质小球进行疏水改性，以使得tio2纳米粒子上部分连续表面s1覆盖有长链疏水基团；

8、(5)去除步骤(4)所得蜡质小球的蜡质物，以制得两亲性tio2纳米粒子。

9、本发明第三方面提供了由上述所述的方法制备得到的两亲性tio2纳米粒子。

10、本发明第四方面提供了含有上述两亲性tio2纳米粒子的油气开采处理剂。

11、本发明第五方面提供了上述处理剂在油气开采中的应用。

12、通过采用本发明的两亲性tio2纳米粒子，由于其具有油水两亲的结构特点，从而使该纳米颗粒具有更好的界面活性和界面稳定性，有着更优秀的驱油性能。该纳米流体驱油体系在低浓度下可以有效地降低油水界面张力，以及改变岩石润湿性，能够显著地提高纳米流体的驱油效率，降低纳米流体驱油剂的经济成本，具有广阔的应用前景。并且，本发明的两亲性tio2纳米粒子能够实现对驱替储层喉道挂油更为彻底的回收。特别是，本发明的两亲性tio2纳米粒子能够耐受更高温高盐驱油体系，可适应更深地层、更高矿化度的储层驱油。

技术特征：

1.一种两亲性tio2纳米粒子，其特征在于，所述tio2纳米粒子的至少部分连续表面s1被长链疏水基团覆盖，剩余连续表面s2覆盖有亲水基团，其中，所述连续表面s1的面积大于所述剩余连续表面s2的面积。

2.根据权利要求1所述的两亲性tio2纳米粒子，其中，所述连续表面s1的面积与所述剩余连续表面s2的面积之比为1:0.2-0.8，优选为1:0.3-0.5；

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的两亲性tio2纳米粒子，其中，所述长链疏水基团为式(1)所示结构的基团：

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的两亲性tio2纳米粒子，其中，所述tio2纳米粒子含有第一tio2纳米粒子和第二tio2纳米粒子，且所述第一tio2纳米粒子上的长链疏水基团不同于所述第二tio2纳米粒子上的长链疏水基团；

5.一种两亲性tio2纳米粒子的制备方法，其特征在于，该方法包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述连续表面s1的面积与所述剩余连续表面s2的面积之比为1:0.2-0.8，优选为1:0.3-0.5；

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述长链疏水基团由式(2)所示的硅氧烷化合物提供：

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，采用所述第一tio2纳米粒子进行步骤(1)-(5)得到第一两亲性的tio2纳米粒子，采用所述第二tio2纳米粒子进行步骤(1)-(5)得到第二两亲性的tio2纳米粒子，其中，所述第一两亲性的tio2纳米粒子上的长链疏水基团不同于所述第二两亲性的tio2纳米粒子的长链疏水基团。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述含水分散液中，所述tio2纳米粒子的含量为0.5-5重量％；

10.由权利要求5-9中任意一项所述的方法制备得到的两亲性tio2纳米粒子。

11.含有权利要求1-4和10中任意一项所述的两亲性tio2纳米粒子的油气开采处理剂。

12.根据权利要求11所述处理剂在油气开采中的应用。

技术总结
本发明涉及油气开采领域，具体涉及两亲性TiO<subgt;2</subgt;纳米粒子及其制备方法和应用。所述两亲性TiO<subgt;2</subgt;纳米粒子中，所述TiO<subgt;2</subgt;纳米粒子的至少部分连续表面S1被长链疏水基团覆盖，剩余连续表面S2覆盖有亲水基团，其中，所述连续表面S1的面积大于所述剩余连续表面S2的面积。本发明的两亲性TiO<subgt;2</subgt;纳米粒子能够实现对储层喉道挂油有更为彻底的回收，且能够耐受更高温高盐驱油体系。

技术研发人员：吴海荣,洪诗平,侯吉瑞,宋兆杰,杨钰龙,谭蓉
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19