[发明专利]一种多孔改性硅胶介质及其制备方法和应用

说明书

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种多孔改性硅胶介质及其制备方法和应用。本发明以硅溶胶为材料，采用堆砌硅珠法，得到的加入尿素、甲醛溶液，搅拌、静置、固化后，再水洗、高温灼烧制备得到多孔硅胶介质，对多孔硅胶介质表面活化后进行改性，得到的硅胶粒径小、分散均匀且成球形，可根据需求制备亲水性多孔改性硅胶介质或疏水性多孔改性硅胶介质。多孔改性硅胶介质的粒径均在纳米级别，采用匀浆法进行填装，可防止干燥状态粘结成团状，填装时粘附在不锈钢柱柱壁上，制备成均匀、紧密的不同尺度孔隙结构的调驱剂性能评价装置。多孔改性硅胶介质质耐高温、耐盐，实验后易冲洗，能够多次重复使用。

技术领域

本发明属于油田开采技术领域，具体涉及一种多孔改性硅胶介质及其制备方法和应用。

背景技术

我国低渗透油藏探明储量占总探明储量的70%，已成为原油开采的主要领域。低渗透油藏具有储量规模大、丰度低、储层致密、开采技术要求高等特点。在低渗透油藏注水开发过程中，由于储层非均质性及微裂隙的存在，注入水不均匀推进易形成优势水流通道，造成油藏平面上水驱不均现象严重，化学调驱工艺技术已成为改善水驱不均的主要手段。而目前评价调驱剂调驱性能主要采用砂粒类填砂管，对调驱剂注入、封堵、驱油等性能进行评价，在评价不同注入参数时，需重新填装填砂管，评价装置不能循环使用，并且实验可重复性较差。

专利号为CN201510153345.5的发明专利提供了一种通过变径管以模拟地层多孔体系，用来测量以弹性微球作为油藏调驱剂的弹性性能的装置，其通过记录弹性微球通过变径部分的最大压力来表征弹性微球的强度，同时可以测定一组弹性微球的平均强度以及在不同压力下通过变径管的弹性微球的数量，优选适合不同地层的弹性微球。除以上专利涉及调驱剂的弹性性能评价外，未见更多有关调驱剂运移规律、封堵性、驱油效率、耐剪切等性能评价装置及制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔改性硅胶介质的制备方法，得到多孔球形结构，粒度分布均匀的多孔改性硅胶介质。

本发明的另一个目的在于提供一种多孔改性硅胶介质，可满足循环重复使用的需求。

本发明的另一个目的在于提供一种多孔改性硅胶介质的应用，解决了常规用石英砂或采出砂填装的评价装置不能循环使用、实验可重复性差的问题。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种多孔改性硅胶介质的制备方法，包括以下步骤：

步骤1）以硅溶胶为材料，采用堆砌硅珠法，加入尿素溶液，用HCl调节pH至2-3，加入甲醛溶液，搅拌、静置、凝聚交联后，再水洗、干燥制备得到粉末状的多孔硅胶介质；

其中，尿素溶液占硅溶胶的质量百分比为5-7%，尿素溶液和甲醛溶液的摩尔比为1:1.5；

步骤2）用HCl对多孔硅胶介质进行酸化处理，去离子水洗至中性，真空环境中干燥得到表面活化的多孔硅胶介质，加入甲苯溶液中，加入十八烷基三氯硅烷或羟丙基三氯硅烷，加热、洗涤、干燥即得。

多孔改性硅胶介质包括亲水性多孔改性硅胶介质和疏水性多孔改性硅胶介质。

步骤1）的具体过程为：

在反应容器中加入硅溶胶，采用堆砌硅珠法，加入配方量的尿素溶液，用HCl调节pH至2-3，加入配方量的甲醛溶液，搅拌均匀后，停止搅拌使溶液处于15-20℃静置反应10h-15h，待溶液凝聚交联后，加入去离子水并搅拌终止反应，继续用去离子水洗涤3-5次，直至溶液达到中性，将反应容器底部白色沉降物转移至装有搅拌器和分水器的三口烧瓶中，加入醋酸异戊酯并持续搅拌，三口烧瓶放入加热套中，共沸除水，当无水蒸出时停止加热，取出静置待分层后，分离上层醋酸异戊酯，将白色沉降物移入烧杯中高温500-650℃烘烤，去除醋酸异戊酯，即可得到分散的粉末状多孔硅胶介质。