[发明专利]改性氧化石墨烯及其制备方法、应用

说明书

本申请公开了一种改性氧化石墨烯及其制备方法、应用，本申请提供的改性氧化石墨烯为表面化学接枝聚合物的氧化石墨烯纳米粒子；聚合物选自聚丙烯酰胺类化合物中的至少一种。通过本发明的制备方法可以实现粘度可控的聚合物化学改性氧化石墨烯纳米材料，改性后的氧化石墨烯粒径增加幅度较低，在岩心物模实验中注入性良好，基本无封堵现象，提高采收率明显。

技术领域

本申请涉及一种改性氧化石墨烯及其制备方法、应用，属于氧化石墨烯材料技术领域。

背景技术

纳米粒子是尺寸在1-100nm之间的微小颗粒，纳米粒子粒径小，比表面积大，表面活性高。近年来，纳米粒子在油气田领域中的应用开始得到关注，纳米驱油剂由于其独特的驱油性能受到高度重视。纳米驱油剂具有很大的比表面积和表面能，能显著降低油水界面张力，使得注入流体很容易将岩石孔隙中的原油剥落，被驱替液驱替出来。同时，纳米粒子对地层岩石的微小孔隙具有暂时堵塞作用，可以扩大波及体积，将大面积油藏得到驱替，所以能够极大地提高采收率。

聚合物驱是一种向油藏中注入水溶性聚合物溶液的驱油方法，通过提高注入水的粘度，改善流度比，进而有效提高驱替相波及区域，降低含油饱和度来提高原油采收率。目前这一技术在我国取得了长足的发展，以聚合物驱提高原油采收率技术在油田也应用较为广泛，其中粘度是聚合物驱油剂的最重要的性质，较高的粘度能够显著提高驱油剂的驱油效果。目前石油工业中应用的驱油剂都需要增加粘度。

为了适应不同油田渗透率的油藏，特别是其中渗透率比较低的，有必要在纳米驱油的原理之外，发展出一种低粘度且可控、注入性好的改性纳米粒子驱油剂。目前并没有低粘度的聚合物驱油剂且粘度范围波动太大，而纳米粒子上接聚合物还影响驱油剂在低渗油田注入以及在地层内的流动，甚至堵塞地层，达不到驱油的目的。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种改性氧化石墨烯，以氧化石墨烯纳米粒子接枝聚丙烯酰胺类化合物，改性后的氧化石墨烯粒径增加幅度低，并通过工艺控制使粘度可控并维持在一个低的粘度值。

根据本申请的一方面，提供了一种改性氧化石墨烯，所述改性氧化石墨烯为表面化学接枝聚合物的氧化石墨烯纳米粒子；

所述聚合物选自聚丙烯酰胺类化合物中的至少一种。

可选地，所述聚丙烯酰胺类化合物包括聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚N-甲基丙烯酰胺、聚N，N-二甲基丙烯酰胺中的至少一种。

可选地，所述聚合物在改性氧化石墨烯中的质量含量为1～20％。

可选地，所述聚合物在改性氧化石墨烯中的质量含量上限独立地选自20％、18％、16％、14％、12％、10％、8％、6％、4％、2％，下限独立地选自1％、18％、16％、14％、12％、10％、8％、6％、4％、2％。

可选地，所述改性氧化石墨烯的粘度为50～150cP。

可选地，所述改性氧化石墨烯的粘度上限独立地选自150cP、130cP、110cP、90cP、70cP，下限独立地选自50cP、130cP、110cP、90cP、70cP。

可选地，所述改性氧化石墨烯的粒径为100～400nm。

可选地，所述改性氧化石墨烯的粒径上限独立地选自400nm、350nm、300nm、250nm、200nm、150nm，下限独立地选自100nm、350nm、300nm、250nm、200nm、150nm。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述改性氧化石墨烯的制备方法，所述方法至少包括：将含有氧化石墨烯和丙烯酰胺类化合物的混合物，在引发剂存在的条件下，反应，即可得到所述改性氧化石墨烯。

可选地，所述引发剂与丙烯酰胺类化合物的质量比为1：100～1000。