[发明专利]智能层状纳米稳泡剂及其制备方法和在泡沫驱油中的应用

说明书

本发明公开了智能层状纳米稳泡剂及其制备方法和在泡沫驱油中的应用，配方包括：MXene、无机物、碱源和交联剂，制备方法包括步骤一，原料称取；步骤二，制备混合液A；步骤三，制备混合液B；步骤四，获取成品；本发明通过在MXene的表面和层间进行原位交联，沉积磁性纳米颗粒并改善其亲疏水性能，得到智能层状纳米稳泡剂，该智能层状纳米稳泡剂具有提高泡沫的寿命和泡沫综合性能的特性，从而延长泡沫在地层孔喉中的作用时间，实现对地层大孔道的暂堵，提高原油采收率；且当泡沫遇油破灭以后，可通过外加磁场能够迅速实现智能层状纳米稳泡剂的回收和再利用，对泡沫驱油效果的提高和进一步推广应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及三次采油化学品技术领域，具体为智能层状纳米稳泡剂及其制备方法和在泡沫驱油中的应用。

背景技术

随着世界各国对油气资源需求的急剧增加，高温地热环境下的深层油气藏资源逐渐成为探寻开采的重点；泡沫因具有粒径小、比表面积大和流动性好等优点在油气资源的三次开采中展现出了巨大的应用价值；泡沫通过低摩阻、低密度和返排能力强等优势来降低岩石中残余油的饱和度，从而提高原油采收率；但在实际泡沫驱油过程中，泡沫的稳定性较差，在复杂的油藏环境中存在容易破灭的缺陷，无法扩大波及体积，严重制约了泡沫驱油效率；

传统的泡沫驱油所使用的起泡体系主要包括单组分小分子表面活性剂、单组分聚合物表面活性剂及多组分表面活性剂复配体系，尽管这些起泡体系的起泡能力强，但是所形成泡沫的寿命较短；纳米颗粒作为新型的稳泡剂与小分子表面活性剂进行复配构建纳米颗粒/表面活性剂复合起泡体系，在泡沫形成的过程中展现出了优越的稳泡能力；然而，当前所采用的纳米颗粒稳泡剂均为球形实心结构的二氧化硅、不规则实心结构的氢氧化铝或尺寸较大的不规则实心结构的膨润土，其表面活性位点有限，需要复杂的改性和修饰，驱油效果差；此外，这些纳米颗粒稳泡剂在驱油以后存在回收过程繁琐，难以在油田上进行大规模推广应用；

中国专利文件201711382411.1公开了一种磺化渣油改性膨润土稳泡剂及其制备方法，该稳泡剂是将膨润土和渣油加入到有机溶剂中进行改性，然后除去有机溶剂，进行磺化处理所得；该制备方法虽然简单，但合成过程涉及有毒的有机溶剂，难以大规模推广应用；此外，该稳泡剂所用的膨润土的粒径为38μm-75μm，容易堵塞地层孔喉且无法回收；

中国专利文件201810761015.8公开了一种智能纳米泡沫驱油剂的制备方法，该智能纳米泡沫驱油剂是以实心的纳米四氧化三铁为核，通过功能高分子在核表面进行聚合包覆所得；该智能纳米泡沫驱油剂的原油总提高采收率虽然可以达到18.2％，且可以通过外加磁场进行回收再利用，但是聚合物包覆的纳米四氧化三铁容易团聚，堵塞地层孔喉，存在地层伤害和回收率低的难题；

中国专利文件202010174556.8公开了一种高分子改性膨润土稳泡剂及其制备方法，该稳泡剂是通过首先通过表面活性剂对膨润土进行插层，扩大膨润土的层间距，然后加入功能单体进行共聚制得；该稳泡剂虽然解决了膨润土可以在泡沫流体中的沉淀问题，但是合成步骤较为繁琐，且所得到的泡沫半衰期最高仅约为5min，泡沫在高温油藏环境下容易破灭，难以实现原油采收率的提高；

MXene是一种类似手风琴形态的新型二维材料，其具有独特的层状结构和超大的比表面积，层与层之间有丰富的活性位点；然而MXene表面含有丰富的羟基基团，是一种亲水性较好的二维材料，无法起到较好的稳泡效果；对MXene进行改性已经被广泛应用于柔性促动器和电磁屏蔽等领域，而对MXene进行负载智能纳米颗粒和表面疏水改性后作为三次采油的稳泡剂却未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供智能层状纳米稳泡剂及其制备方法和在泡沫驱油中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能层状纳米稳泡剂，配方包括：MXene、无机物、碱源和交联剂，各组分的重量份数比分别是：1-10份的MXene、0.1-1份的无机物、0.01-0.1份的碱源和0.01-0.1份的交联剂。