[发明专利]一种小粒径纳米聚硅乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于降压增注剂技术领域，具体涉及一种小粒径纳米聚硅乳液及其制备方法。

背景技术

低渗油藏一般是指石油地质储层渗透率K小于50×10^-3μm²的油藏，低渗油藏目前常分为普通低渗油藏（K为10×10^-3～50×10^-3μm ²）、特低渗油藏（K为1×10^-3～10×10^-3μm ²）和超低渗油藏（K为0.1×10^-3～1×10^-3μm ²）三类，而储层渗透率小于0.1×10^-3μm ²的油藏称作致密油藏。注水开采是低渗致密油藏的主要开采方式。然而，低渗致密油藏具有特殊的微观孔隙结构、孔隙细小、喉道细微、岩石孔隙比表面大等特点，导致渗流阻力大、注水压力高、注水量小、注采不平衡等凸显问题，从而造成原油采收率低。

采用疏水纳米聚硅对岩芯空隙表面改性是近年来针对低渗致密油藏发展起来的新型降压增注技术。纳米聚硅材料能够吸附在岩石表面，改变岩石润湿性，从而减小流体流动阻力、防止粘土膨胀和水垢附着，起到长期降压增注的作用。纳米降压增注技术始于俄罗斯，俄罗斯技术人员利用γ射线激活的添加剂进行化学改性得到纳米聚硅，离散颗粒尺寸在10~100 nm之间，仅适用于渗透率在30×10^-3~100×10^-3μm ²之间的中、低渗油田。河南大学开发了疏水纳米聚硅减阻增注剂系列产品，粒径在15~20 nm，适用于渗透率在5×10^-3μm ²以上的低渗和特低渗油田。疏水纳米聚硅在下井过程中以柴油或混苯和水的混合体系为携带剂，每口井需消耗携带剂数十吨，柴油成本高，混苯等有机溶剂存在毒性大、易对油层造成二次污染等问题，运输、储存、使用等方面存在安全问题。因此有机携带剂成为了推广纳米聚硅降压增注剂的一大瓶颈。为开发节能、环保的纳米聚硅降压增注材料，河南大学研究人员制备了一种水基纳米聚硅微粒（中国专利201010138385.X），粒径为5～20nm，使用过程中通过80℃高温配液即可得到纳米聚硅降压增注剂，适用于渗透率0.5×10^-3μm ²以上的低渗油藏。但是使用时需要高温配液，因此能耗高，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常温常压下单分散性好、能耗低、使用方便的小粒径纳米聚硅乳液。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种小粒径纳米聚硅乳液：所述小粒径纳米聚硅乳液为功能性纳米聚硅在常温常压下均匀分散在水中形成的稳定分散液，并且功能性纳米聚硅的分散粒径为4~8nm；小粒径纳米聚硅乳液的组成如下：功能性纳米聚硅、Zeta电位调节剂和水，其中功能性纳米聚硅在纳米聚硅乳液中所占的重量百分比为2%～40%，Zeta电位调节剂在纳米聚硅乳液中的添加量保证Zeta电位调节剂调节纳米聚硅乳液Zeta电位为-5~-35mv，其余为水；所述功能性纳米聚硅是指专利CN201010138385.X中方法制备的水基纳米聚硅，即以二氧化硅为核，表面修饰带有疏水性、助吸附性和亲水性基团的有机化合物；二氧化硅与带有疏水性基团的有机化合物的摩尔比为2～20∶1，带有疏水性、助吸附性和亲水性基团的有机化合物在纳米聚硅中所占重量比分别为1％～25％、0.5％～7％和5％～85％。

所述Zeta电位调节剂的阳离子选自K⁺、Na⁺、NH₄⁺、H⁺中的一种或几种，阴离子选自CO₃^2-、HCO₃^-、OH^-中的一种或几种。

本发明还提供了两种小粒径纳米聚硅乳液的制备方法：

方法一：首先利用专利CN201010138385.X中方法制备水基纳米聚硅但省略制备过程的最后一步即产物干燥，即在反应结束后直接按小粒径纳米聚硅乳液的组成再加水和Zeta电位调节剂，搅拌即得。