[发明专利]表面修饰的纳米二氧化硅及原油采收用纳米流体

说明书

本发明公开了一种表面修饰的纳米二氧化硅及原油采收用纳米流体。表面修饰的纳米二氧化硅，制备方法包括如下步骤：1）纳米二氧化硅与巯基硅烷反应，得到巯基化纳米二氧化硅；2）取步骤1）制得的巯基化纳米二氧化硅与单不饱和脂肪酸进行点击反应，即得单不饱和脂肪酸表面修饰的纳米二氧化硅。原油采收用纳米流体：将所述表面修饰的纳米二氧化硅分散于水中得到分散液，调节分散液pH值至8~12，即得。本发明的单不饱和脂肪酸表面修饰的纳米二氧化硅颗粒可不添加分散剂自分散于水中。本发明的纳米流体制备过程简单、分散均一、稳定性好，易于现场配制与大规模应用，能够提高超低渗储层采收率。

技术领域

本发明属于纳米功能材料和油田化学品技术领域，具体涉及一种表面修饰的纳米二氧化硅及原油采收用纳米流体，该纳米流体能够提高超低渗油藏原油采收率。

背景技术

石油作为一种高效能源在国民经济中有着不可替代的作用。随着我国国民经济的迅速增长，对石油需求不断提高。随着油气勘探开发的深入，低渗透油气资源勘探开发的比重将越来越大，特别是近些年新探明超低渗透油藏的储量尤其丰富，如中石油长庆油田超低渗透油藏探明储量近10亿吨，占长庆油田石油已探明储量的70%。但超低渗透油藏储集层发育微-纳米级孔喉，提高储量有效动用率面临挑战。

近年来，随着纳米技术的发展和油气田开发难度的增大，纳米技术逐渐应用于油气田开发领域。纳米流体驱油是一种新兴的采油技术，它以水溶液为传递介质，在水中形成几百个到几十个甚至几个纳米的小颗粒，具有很大的比表面积和表面能，大大降低了油水界面张力，使得注入流体在冲刷孔隙的过程中，使原油易于剥落成小油滴，而被驱替液驱替出来。纳米流体驱具有使用浓度较低、投资少、见效快、驱油效果明显等特点，将成为具有发展前景的“改进水驱”提高原油采收率和降压增注的新技术。

相比传统的化学驱油提高采收率技术，改性的纳米颗粒分散体系用于油田开发具有良好的增产效果。2010年，沙特阿美公司EXPEC尖端研究中心利用携带纳米机器人的流体将化学品送入油藏深处进行驱油，矿场实验结果发现该流体具有很好的稳定性和流动性。《Energy fuels》2014年第28卷第1期“Enhanced Heavy Oil Recovery in SandstoneCores Using TiO₂ Nanofluids”一文报道了一种纳米二氧化钛分散液并用于重油提高采收率，结果表明纳米颗粒可将采收率从49%提高到80%，其主要作用机理为润湿性转换，纳米二氧化钛将油湿表面转换为水湿表面，油从壁面被剥离，纳米材料相互作用和吸附机理对润湿性转换起着关键作用。《Langmuir》2012年第28卷“Dynamic Spreading of Nanofluidson Solids. Part I: Experimental”和“Dynamic Spreading of Nanofluids on SolidsPart II: Modeling”两篇文章分别报道了通过室内实验和模拟分析对纳米颗粒分散体系提高采收率的研究，由于纳米颗粒存在布朗运动和粒子间的静电排斥力，当粒子尺寸足够小、数量足够多时，就会产生一个较强的扩散力，而固体表面的静电斥力存在不平衡，从而在三相接触区自组装形成一个楔形结构，这种楔形结构产生的向前推力，结合体系产生的降低毛细管压力、润湿性反转及相渗改变滞后效应等辅助作用，可将油从岩石表面剥离下来。

中国专利CN104531118A报道了“一种智能纳米驱油剂的制备方法”，将温度敏感型聚合物和亲水性聚合物、疏水性聚合物通过共价键接枝到纳米粒子表面，制备出具有温度敏感特性的复合纳米粒子，然后与碱、表面活性剂复配，得到具有温度响应特性的智能纳米驱油剂。

目前纳米驱油技术的主要用于中高渗储层提高采收率，而受超低渗储层孔喉小、纳米流体分散稳定性等因素限制，现有技术中还没有能够提高超低渗储层采收率的纳米流体。

发明内容

为了解决上述技术问题，一种表面修饰的纳米二氧化硅及含有其的原油采收用纳米流体，该纳米流体能够提高超低渗油藏原油采收率。