[发明专利]一种低渗油气藏控水用疏水纳米二氧化硅乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低渗油气藏控水用疏水纳米二氧化硅乳液及其制备方法，该乳液包括疏水纳米二氧化硅、有机溶剂和乳化剂。将疏水纳米二氧化硅和乳化剂依次加到有机溶剂中，分散均匀后逐滴加入含助乳化剂的水，再均匀分散即得。本发明制备的疏水纳米二氧化硅乳液中颗粒粒径小且分布均匀，能较大程度上的避免纳米二氧化硅的团聚现象；而且此乳液粘度低、表面张力和界面张力低，较易注入地层，用于注水井时可降低注水开发中的水锁伤害，用于油井时有助于改善油水相渗透率，本发明原料易得、制备过程简便易行。

技术领域

本发明涉及一种用于低渗油气藏控水的疏水纳米二氧化硅乳液及其制备方法，属于低渗油气藏调剖堵水领域。

背景技术

低渗油气藏一般是指油层孔隙度低、吼道小、产能低、渗透率在0.1～50×10^-3μm²之间，通常必须经过油藏改造(如调剖堵水)才能够正常生产、产生经济效益的油气藏。目前，国内外低渗致密油气藏储量丰富，并且其探明储量占总探明储量比例逐年递增。此类油气藏注水开发时，天然能量不足、消耗过快，注水井吸水能力差、注水压力高，而且如果注水压力过高，天然裂缝以及酸化压裂产生的人工裂缝易成为注入水和边底水的无效循环通道，从而造成油井水窜、水淹等现象，不利于油气田的开发。

近年来，新颖、能耗小、无污染的纳米材料由于具有体积、表面、量子尺寸和小尺寸效应等优异性能，在石油注水开采中已应用到多个方面：将疏水性纳米材料吸附在岩石微孔道表面，使亲水孔壁表面呈现强疏水性并形成水流滑移层，较大幅度降低流动阻力，提高水流速度，降低注水压力；用自组装法将某些阳离子基团物质通过静电吸附在硅质矿物表面形成纳米膜，使油湿或水湿变为中间润湿或弱水湿，提高驱油效率；用类水滑石结构组成的纳米阻聚堵水剂，适合窜聚井阻聚堵水；将纳米材料形成的油包水或水包油乳液成功应用到油井控水方面等等。

中国专利CN 107418552A(名称：一种遇水膨胀纳米材料及基于此的控水增油压裂方法)公开了一种遇水膨胀纳米材料，其特征在于，以质量份数计，其制备原料包括0.3-2.5份二氧化硅无机纳米粒子，0.6-1.5份聚丙烯酰胺-丙烯酸，0.2-0.8份延缓剂。该发明中纳米材料的颗粒粒径变化较大且分布不均，介于50nm～30μm之间，难以适用于特定渗透率的油气藏。

中国专利CN 1544572(名称：一种采油用纳米表面活性剂及其制备方法)公开了一种采油用纳米表面活性剂，其特征在于：此种表面活性剂纳米材料,4A-沸石、碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸和芳香烃溶剂1号按一定重量配比混料、加热、稳定后制备而成。中国专利CN 106566501A(名称：一种柔性堵漏剂及其制备方法与应用)公开了一种柔性堵漏剂，包括结构成型剂、活性纳米增强剂、活性纳米材料、胶凝固化胶联剂、有机高分子聚合物、温度调节剂；所述结构成型剂组成及质量配比为：不饱和有机酸20～60％，碱土金属氧化物20～60％，催化剂0.05～0.1％，偶联剂0.01～0.2％；所述活性纳米增强剂组成及质量配比为：甲醛30～60％或乙醛30～60％，尿素20～40％，稳定剂0.5～1％。此两种发明仅仅将纳米材料作为添加剂以增强其他试剂的作用，且所需原料较多，制备过程较为复杂。

而且，纳米材料用于制备各种油田化学试剂时还存在以下问题：其一，纳米材料微粒大多呈刚性，分散介质以油基为主，稳定分散较为困难；偶有用水溶性有机修饰剂修饰纳米颗粒制备成的水分散体系，但其来源少、成本高、改性和乳液的制备过程复杂，且难以适应苛刻地层条件；其二，油田开采用纳米材料乳液的研究多侧重于矿场应用，对其在多孔介质中的吸附滞留、铺展润湿、运移特征以及与控水效果之间的相关性等方面的研究较少，尤其是纳米材料应用于油气井控水方面的研究几乎未见报道，从而缺乏对矿场应用得有效指导，大大增加纳米材料现场应用的风险。

因此，基于现有疏水纳米二氧化硅分散体系的缺点，寻找一种简便易行、能稳定分散纳米材料的乳液尤为重要和迫切。

发明内容