[发明专利]一种纳米复合核壳颗粒驱油剂及其制备方法和应用有效
申请号: | 201611028788.2 | 申请日: | 2016-11-18 |
公开(公告)号: | CN106590599B | 公开(公告)日: | 2019-07-23 |
发明(设计)人: | 柯扬船;张维 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京) |
主分类号: | C09K8/588 | 分类号: | C09K8/588;C09K8/584;C09K8/58 |
代理公司: | 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 | 代理人: | 陶敏;刘芳 |
地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 核壳颗粒 纳米复合 驱油剂 制备方法和应用 表面活性剂 丙烯酰胺 水相体系 丙烯酰胺单体 层状硅酸盐 超低界面 聚合反应 去离子水 有机溶剂 采收率 交联剂 乳化剂 引发剂 破乳 吸附 洗脱 制备 采油 过滤 原油 石油 | ||
本发明提供一种纳米复合核壳颗粒驱油剂及其制备方法和应用。本发明的纳米复合核壳颗粒驱油剂的制备方法,包括如下步骤:1)将丙烯酰胺单体与去离子水混合,随后加入交联剂,搅拌,得到丙烯酰胺水相体系;2)将乳化剂与有机溶剂混合,随后负载驱油表面活性剂的层状硅酸盐,搅拌,得到油相体系;3)在保护气氛和搅拌下,将所述油相体系缓慢加入到所述丙烯酰胺水相体系中,随后加入引发剂进行聚合反应,反应结束后,破乳、过滤、干燥,得到纳米复合核壳颗粒驱油剂。本发明的纳米复合核壳颗粒驱油剂能够与原油形成超低界面张力,不仅大幅度提高了石油的采收率,此外在驱油过程中不易被吸附、洗脱,表面活性剂的损失低,有利于降低采油成本。
技术领域
本发明属于石油开采技术领域,具体涉及一种纳米复合核壳颗粒驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
石油开采通常分为一次采油和二次采油。一次采油是利用油田自身压力使油喷出,其能采出原始地质储量的20%左右。随着地层压力减小,一次采油产量下降,此时可采用二次采油,即向地层注水提高压力来提高采油量,二次采油可进一步采出储量的20%左右。上述常规采油技术的总采收率仅为40%左右,而60%左右的原油仍然残余地下。
目前,我国大庆、胜利、中原、华北及大港等大型油田均已进入注水开采中后期,多数油井产出液含水率高达90%。另一方面,我国石油消费年均增长率高达17%以上,国家发展和改革委员会研究报告表明,2020年我国石油需求量将在4.5亿-6.1亿吨,进口依存度将达60%-70%。
三次采油或者强化采油(Enhanced Oil recovery,EOR)技术是二次采油后的再次开采新技术。三次采油技术利用物理、化学及生物等技术进一步提高采收率,并降低残余油饱和度。三次采油技术包括化学驱、气驱、热力驱和微生物驱等;其中,化学驱通过注入化学剂提高采收率,包括聚合物驱、表面活性剂驱、碱水驱以及三元复合驱等;气驱包括混相或部分混相的CO2驱、氮气驱、天然气驱和烟道气驱等;热力驱包括蒸汽驱、蒸汽吞吐、热水驱和火烧油层等;微生物采油包括微生物调剖或微生物驱油等。
表面活性剂驱油可使界面张力达到较低值,因此能够大幅度提高石油的采收率。然而,表面活性剂使用量大,并且在地层中吸附损失大,从而提高了采油成本,经济效益低。
发明内容
本发明提供一种纳米复合核壳颗粒驱油剂及其制备方法和应用,该驱油剂能够与原油形成超低界面张力,从而大幅度提高了石油的采收率;此外,该驱油剂在驱油过程中不易被吸附、洗脱,表面活性剂的损失低,从而有利于降低采油成本。
本发明的第一方面提供一种负载驱油表面活性剂的层状硅酸盐的制备方法,包括如下步骤:
将层状硅酸盐与水混合,形成溶胀体系;
向所述溶胀体系中加入插层剂,在搅拌下进行反应,随后向反应体系中加入驱油表面活性剂,继续反应;
反应结束后,破乳、过滤、干燥,得到负载驱油表面活性剂的层状硅酸盐。
本发明将驱油表面活性剂负载在层状硅酸盐中,利用负载驱油表面活性剂的层状硅酸盐制备聚合物时能够产生剥离分散而形成剥离片层,该剥离片层在聚合物中能够产生成核作用从而形成核壳结构,有利于提高聚合物的抗温抗盐性;此外,该剥离片层是表面高活性的纳米粒子,其能够强烈吸附表面活性剂从而与原油形成超低界面张力,大幅度提高了石油的采收率,并且该剥离片层能够抑制表面活性剂在驱替过程中被孔道和粘土吸附、洗脱,从而有利于减少表面活性剂的损失。
进一步地,可以控制所述负载驱油表面活性剂的层状硅酸盐的层间距为2-4nm。具有该层间距范围的层状硅酸盐易于在制备聚合物时产生剥离分散而形成剥离片层,进而形成具有核壳结构的聚合物。
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