[发明专利]基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系及其制备方法，属于油气田开发工程技术领域。所述基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系由以下重量份组分组成：阳离子表面活性剂0.3～0.7份，稳定剂0.1～0.3份，氧化石墨颗粒0.2～0.5份，水100份；其中，阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。本发明提供的基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系，稳定性能优良，环保无污染，且制备工艺简单，能显著提高油田采收率。

技术领域

本发明涉及油气田开发工程技术领域，特别是指一种基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系及其制备方法。

背景技术

泡沫驱作为一种提高原油采收率的技术手段应用广泛，至今已经有近60年的应用历史。泡沫可以引起气相相对渗透率降低，延缓气体指进。泡沫质量是决定泡沫驱油效率的关键因素，然而泡沫作为一种热力学上不稳定的分散体系，这种不稳定性给泡沫的应用带来了巨大影响。国内外的学者们围绕如何提高泡沫稳定性进行了大量研究，也提出了许多方法。

研发新型的起泡剂是一种重要的方法。目前对起泡剂的研发主要集中在表面活性剂的合成或复配。之前研究发现适当的延长烷基链有助于增加泡沫的稳定性。由于表面活性剂自身化学特性的限制，虽然可以产生足够的起泡体积，但是其稳定性较差。为了增加气泡的稳定性，在起泡剂中加入聚丙烯酰胺、蛋白、多肽等聚合物，通过提高基液的粘度，降低泡沫流动性，从而达到稳泡的效果。

中国专利文件ZL201210223060.0公开了一种油气田用添加纳米颗粒的复合泡沫体系及其制备方法。复合泡沫体系由阴离子表面活性剂，改性二氧化硅纳米颗粒，反离子盐及水组成。利用该复合泡沫体系产生的泡沫，比普通表面活性剂稳定的泡沫半衰期长，起泡体积大；但是该体系中所用纳米颗粒制备过程复杂，造价昂贵，无法在油气田开发领域大规模应用。

中国专利文件ZL201510600689.6公开了一种油气田用新型无机微细颗粒强化泡沫体系及其制备方法。该方法所用的新型无机微细颗粒为大气中捕集筛选到的粒径≤2.5μm的细颗粒物，与油茶皂甙和月桂酰基谷氨酸钠组成的表面活性剂复配形成稳定泡沫体系。该类微细颗粒来源广泛，多为燃煤电厂固体废弃物，将其应用于油田提高采收率可实现其资源化利用，但是该类微细颗粒受各批次煤炭种类、成分及燃烧程度的影响较为明显，成分组成较为复杂多变，使得其与表面活性剂复配协同稳定泡沫的效果难以控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、性能稳定、制备方法简单的基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种基于氧化石墨颗粒协同稳定的强化泡沫体系，由以下重量份的组分组成：阳离子表面活性剂0.3～0.7份，分散剂0.1～0.3份，氧化石墨颗粒0.2～0.5份，水100份；

其中，阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，氧化石墨颗粒经超声作用分散为尺度更小的氧化石墨片，均匀稳定的分散在水中，表面带负电，十六烷基三甲基溴化铵在水溶液中带正电，通过静电作用将十六烷基三甲基溴化铵吸附到氧化石墨颗粒表面；十六烷基三甲基溴化铵的疏水链段伸向水溶液，增加了氧化石墨片表面疏水性能。

优选的，所述分散剂为木质素磺酸钠；木质素磺酸钠作为一种高分子聚合物骨架，形成三维网状结构的将石墨烯颗粒包围，进一步降低泡沫的排液，从而提高泡沫的稳定性。

优选的，所述水为蒸馏水。

优选的，所述氧化石墨颗粒为100目鳞片状石墨，粒径为3-5μm，对水的润湿角为30°～50°。

本发明所使用的氧化石墨颗粒可以为市售产品，也可以经Hummers方法制备而成，具体方法如下：

步骤1：在冰水浴中放入大烧杯，加入110mL浓硫酸，在磁力搅拌器上搅拌，放入温度计让其温度降至4℃左右；