[发明专利]一种表面修饰纳米二氧化硅胶体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面修饰纳米二氧化硅胶体的制备方法，尤其涉及一种用于配制剪切增稠液体的表面修饰纳米二氧化硅胶体的制备方法，属于石油工业强化采油用化学品技术领域。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，对石油的需求量正逐年增加。在目前世界石油价格大幅攀升的局势下，大量的石油进口无疑成为了我国经济发展的沉重负担。经过传统的一次采油和二次采油，目前我国主要油田已进入了三次采油阶段。大幅度提高石油采收率的技术是国内外石油开发界共同关注的重大研究课题。

纳米技术是20世纪80年代末90年代初才兴起的交叉性学科。目前，应用纳米技术提高采收率的研究仍然处于研发阶段，但纳米技术在其他领域的应用已经表现出良好的应用效果，纳米驱油技术能够解决传统技术难以解决的问题，有望成为提高采收率的主要技术之一。纳米材料还有一些重要的特性还没有在石油行业中引起重视，如：纳米流体的剪切增稠特性。中南大学对单分散的二氧化硅/聚乙二醇液体体系的剪切增稠现象研究中(伍秋美，阮建明等.SiO₂/聚乙二醇牛顿流体流变性能研究[J].物理化学学报，2006，22(1)：48-52；伍秋美，阮建明等.低固相含量SiO₂分散体系流体流变性研究[J].化学学报，2006，64(15)：1543-1547；伍秋美，阮建明等.分散介质和温度对SiO₂分散体系流体流变性能的影响[J].中南大学学报(自然科学版)，2006，37(5)：862-866；阮建明，王亚东等.单分散球形SiO₂的制备及其分散体系的流变性能[J].中南大学学报(自然科学版)，2007，38(5)：825-829；杨海林，阮建明等.SiO₂/PEG分散体系动态剪切流变行为[J].物理化学学报，2008，24(3)：433-436)，发现该体系在低剪切速率条件下，出现剪切变稀的现象，在高剪切速率的条件下则出现较大的剪切增稠现象。中国科技大学与国家纳米科技中心的研究(徐钰蕾，龚兴龙等.剪切增稠液体的制备及其性能表征[J].功能材料，2007，389(增刊)：3904-3906；Yulei Xu，X.L.Gong，et al.Shear Thickening Fluids Based on Additives with Different Concentrations and Molecular Chain Lengths[J].Chinese Journal of Chemical Physics，2010，23(3)：342-346)表明，二氧化硅的含量越高，液体体系的起始粘度越大，剪切增稠的增稠阶段的增稠效果越强，而且初始的剪切变稀的效果也越明显。纳米材料的这一特性现被应用于研制防弹衣、减震材料等领域。

但是上述文献中的含纳米SiO₂的剪切增稠流体是采用纳米SiO₂作为分散相粒子，聚乙二醇(PEG)作为分散介质。该分散体系的起始粘度过大，不适用于采油过程中驱替液的流动控制。而且没有发现将纳米材料的剪切增稠特性应用于地下原油驱替的研究。

因此，如伺制备一种用于石油采收的具剪切增稠性能的纳米材料，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种表面修饰纳米二氧化硅胶体的制备方法，及该方法制得的表面修饰纳米二氧化硅胶体，以及该表面修饰纳米二氧化硅胶体在配制剪切增稠液体中的应用。本发明的表面修饰纳米二氧化硅胶体具有剪切增稠性能，其配置的剪切增稠液体在进行驱油时，能够达到控制流度、提高波及体积，进而提高原油采收率的效果。

为达上述目的，本发明提供一种表面修饰纳米二氧化硅胶体的制备方法，其包括以下步骤：将表面修饰剂通过桥接剂链接到纳米二氧化硅颗粒表面，得到所述表面修饰纳米二氧化硅胶体。

根据本发明的具体实施方式，优选地，上述制备方法包括以下步骤：将桥接剂加入到有机溶剂与纳米二氧化硅颗粒的混合液中，反应后，得到表面链接桥接剂的纳米二氧化硅混合液；将表面修饰剂加入到所述表面链接桥接剂的纳米二氧化硅混合液中，反应后，得到表面修饰纳米二氧化硅混合液；将所述表面修饰纳米二氧化硅混合液进行离心分离，得到所述表面修饰纳米二氧化硅胶体。

根据本发明的具体实施方式，更优选地，上述制备方法包括以下步骤：