一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法及应用

文档序号:40036660发布日期:2024-11-19 14:11阅读:97来源:国知局
技术简介:
本发明针对低渗油藏采收率低、纳米颗粒耐温抗盐性不足的问题,提出将硅量子点与两性离子表面活性剂结合,通过化学键或静电作用构建耐温抗盐纳米流体驱油剂。该技术以<20nm硅量子点为载体,表面修饰耐高温高盐的甜菜碱型表面活性剂,有效降低油水界面张力,将原油转化为易开采微滴,提升采收率。制备方法包括量子点合成、表面活性剂偶联及驱油剂应用流程,适用于高温高盐储层环境。
关键词:硅量子点纳米流体,提高采收率驱油剂

本发明涉及纳米材料与提高采收率驱油剂,具体涉及一种基于硅量子点和两性离子表面活性剂的纳米流体的制备方法及其在低渗储层提高采收率的应用方法。


背景技术:

1、在未来几十年中,全球对石油和天然气的需求预计将以每年2-3%的速度增长,然而传统的采油方法并不能充分发挥已开发油藏的潜力,采油后仍有约50%的原油无法采出,因此,随着可利用石油资源的不断减少,提高采收率技术在全球范围内受到极大关注。

2、现代采油技术要求从孔隙度较低的低渗油藏地层中采油,通常这些地层还伴随有高温和高矿化度的特点;纳米颗粒可以降低油水界面张力、改善润湿性、产生结构分离压等作用,使用纳米流体驱油在低渗油藏具有广阔的应用前景;常规的纳米颗粒表面亲水基团种类丰富,密度高,使其具有稳定分散性和一定的耐盐性,但耐高价钙/镁能力有待进一步提升,同时表面强亲水性限制了其油水界面活性,影响驱油性能;因此,调控纳米颗粒表面物理化学性质和亲水/亲油平衡,发明一种耐温耐盐,高界面活性的纳米流体对低渗油田高效开发具有重要的意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法及应用,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法,将量子点型纳米颗粒与两性离子型表面活性剂相结合形成一种硅量子点的纳米流体驱油剂;

3、所述的量子点是硅量子点,使用的硅量子点粒径<20nm,使用3-氨丙基三乙氧基硅烷和l-抗坏血酸钠通过还原法合成;

4、所述的两性离子型表面活性剂的分子量在100-800,含有铵离子和/或羧酸盐,且烷基链中的碳原子数在5到30之间。

5、优选的,所述的两性离子型表面活性剂为甜菜碱表面活性剂。

6、优选的,所述的两性离子型表面活性剂通过功能键a连接到量子点表面。

7、优选的,所述功能键a为共价键、离子键、氢键、静电键中的一种或多种组合。

8、优选的,上述方法中的硅量子点的制备方法如下:

9、s1、将1-10ml aptes和1-15ml 0.1m sa加入1-50ml的去离子水中并搅拌混合均匀;

10、s2、使用恒温加热搅拌器在30-50℃条件下剧烈搅拌(r>200rpm)2-8小时;

11、s3、通过使用截留分子量等于1-4kda mwco的离心过滤器在5,000-10000rpm下过滤3次,用以充分去除过量的aptes和sa。

12、本发明还提供了由上述方法制备而得的纳米流体驱油剂。

13、此外,本发明还提供了上述纳米流体驱油剂的应用,可以使用任意合适的溶液稀释配置使用,例如其他的表面活性剂溶液、水、乙醇、有机溶剂、矿化水或它们的任意组合,纳米流体驱油剂在高温和高盐环境中能够保持稳定分散。

14、优选的,纳米流体驱油剂的稳定性是通过测定纳米流体在一定温度、矿化度条件下静置30天后的粒径来确定,由于当纳米颗粒在纳米流体中聚集时,会产生粒径比单个颗粒大得多的聚集体,因此当测得纳米流体中的颗粒直径比其原始粒径大50%时,即认为纳米复合材料发生了聚集现象,纳米流体驱油剂在温度<80℃,矿化度<15wt%条件下能够保持稳定。

15、优选的,在纳米流体驱油剂使用时,首先用模拟地层水对地层进行水驱,驱替出易于采出的油,然后用使用模拟地层水配置的纳米流体进行驱替,最后再次用模拟地层水对地层进行后续水驱。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

17、本发明的纳米流体驱油剂中,量子点作为表面活性剂的载体,通过化学键作用和/或静电力作用在其表面连接耐温抗盐的表面活性剂分子,因此在储层环境下可以有效降低油的界面张力,将油变形为易于开采的微小油滴,使其具备良好的耐温(<80℃)抗盐(<15wt%)性能并且能够有效提升原油采收率,该纳米流体填补了纳米材料在低渗高温高盐油藏提高采收率研究的空白,具有广阔的应用前景。



技术特征:

1.一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法,其特征在于:将量子点型纳米颗粒与两性离子型表面活性剂相结合形成一种硅量子点的纳米流体驱油剂;

2.根据权利要求1所述一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法,其特征在于:所述的两性离子型表面活性剂为甜菜碱表面活性剂。

3.根据权利要求1所述一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法,其特征在于:所述的两性离子型表面活性剂通过功能键a连接到量子点表面。

4.根据权利要求3所述一种基于硅量子点的纳米流体的制备方法,其特征在于:所述功能键a为共价键、离子键、氢键、静电键中的一种或多种组合。

5.一种硅量子点的制备方法,用于制备如权利要求1-4任一所述的硅量子点,其特征在于:所述的制备方法如下:

6.一种由权利要求1-4任一项所述方法制备而得的纳米流体驱油剂。

7.根据权利要求6所述一种纳米流体驱油剂,其特征在于:纳米流体驱油剂在温度<80℃,矿化度<15wt%条件下能够保持稳定。

8.一种由权利要求1-4任一项所述方法制备而得的纳米流体或如权利要求6所述的纳米流体驱油剂的应用,其特征在于:可以使用任意合适的溶液稀释配置使用。

9.根据权利要求7所述一种纳米流体或纳米流体驱油剂的应用,其特征在于:所述溶液稀释为其他的表面活性剂溶液、水、乙醇、有机溶剂、矿化水的一种或任意组合。


技术总结
本发明涉及纳米颗粒、表面活性剂驱油技术领域,公开了一种基于量子点型纳米颗粒和两性离子表面活性剂的纳米流体的制备方法及其在低渗储层提高采收率的应用方法;本发明将量子点型纳米颗粒与两性离子型表面活性剂相结合形成一种硅量子点的纳米流体驱油剂,以粒径<20nm的硅量子点作为表面活性剂的载体,通过化学键作用和/或静电力作用在其表面连接耐温抗盐的表面活性剂分子,使其具备良好的耐温(<80℃)抗盐(<15wt%)性能,在储层环境下可以有效降低油的界面张力,将油变形为易于开采的微小油滴,有效提升原油采收率。

技术研发人员:周彦霞,张云宝,刘进祥,单云飞,马慧,李惠,王芮芮
受保护的技术使用者:东北石油大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
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