[发明专利]一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体及其制备方法，该粘弹性纳米磁流体是以经表面修饰剂修饰的Fe₃O₄颗粒为纳米磁性颗粒，粘弹性表面活性剂溶液为载液组成的；所述的经表面修饰剂修饰的Fe₃O₄颗粒的质量浓度为0.5～10wt.％；所述的粘弹性表面活性剂溶液是由阴离子表面活性剂与反离子剂溶于水中配制而成。本发明还提供上述粘弹性纳米磁流体的制备方法。本发明的纳米磁流体具有粘弹性，稳定性较好，粒径分布较窄，磁性颗粒强亲油、强磁响应，制备原料低廉，制备工艺简易，适于工业化生产，可用于致密储层原油开采领域，可以提高原油开采效率。

技术领域

本发明涉及一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

近年来，常规油气产量已无法满足世界发展对油气资源持续增长的需求，非常规油气资源已成为全球关注的焦点领域，其中致密油气的成功勘探开发为世界能源注入了新的活力，在一定程度上已改变世界传统能源格局。中国致密油资源非常丰富，是中国未来现实的石油接替资源。由于致密储层渗透率低(地下覆压渗透率小于0.1mD)、孔隙度小(一般小于10％)，难以构建有效的驱替系统，目前主要借鉴页岩气开发中的“甜点”识别、水平井多级压裂(体积压裂)、工厂化作业等技术进行开发，但压裂后仅靠天然能量衰竭式开采，单井产量递减快、采收率低。因此，如何维持储层压力、有效沟通与控制储层油水流动，较大幅度提高致密储层原油采收率(EOR)成为今后一段时期的研究热点领域。

现有的致密油储层EOR主要方法包括水驱、空气驱、CO₂驱、气/水交替驱、表面活性剂驱、注水吞吐及注气吞吐等。致密岩石物性差、驱替困难，同时储层非均质性以及压裂缝网易造成水窜、气窜以及油井水淹等问题，对气驱、水驱等方法的增产效果带来极大的负面影响。近年来，纳米流体作为一种新型功能纳米材料，在油气田开发领域得到了广泛的关注与研究，利用纳米流体作为驱油剂成为一种新兴的采油技术。如中国专利文件CN108410440A公开了一种用于提高采收率的表面改性纳米二氧化硅纳米流体，但是这种常规纳米颗粒与原油相互作用较弱，在岩石孔隙中易大量吸附滞留，且不具有外界刺激响应性，不能准确控制纳米颗粒在储层孔隙中运移行为，降低了纳米流体与储层流体及岩石的相互作用。而纳米磁流体作为一种新型智能纳米流体，具有很强的磁响应性，溶液中磁性颗粒能选择性吸附原油液滴，在提高原油采收率方面具有很大的应用潜力。例如，中国专利文件CN103334724A提出了一种以聚合物溶液为基液的纳米磁流体驱替开采常规或低渗油藏的方法及其井网结构。该纳米磁流体以聚合物溶液为基液，聚合物易吸附地层多孔介质、不易降解，减少了纳米磁性颗粒和原油流动的空间；另外其纳米磁性颗粒的体积浓度超过30％，易造成分散不均、堵塞地层孔隙的风险，而且增加了应用成本。因此，针对微纳米孔隙广泛发育的致密储层，该纳米磁流体的应用潜力有限。

目前，还没有专门用于提高致密储层原油采收率的纳米磁流体及制备技术。因此，需要开发一种制备过程简单，设备要求简易，原材料便宜，制备成本低的可用于大规模生产的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体及其制备方法。本发明的粘弹性纳米磁流体以粘弹性的表面活性剂胶束溶液为载体，纳米磁性颗粒为磁响应材料，依靠表面活性剂胶束和纳米磁性颗粒协同驱油，提高了致密储层原油采收率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于提高致密储层原油采收率的粘弹性纳米磁流体，是以经表面修饰剂修饰的Fe₃O₄颗粒为纳米磁性颗粒，粘弹性表面活性剂溶液为载液组成的；所述的经表面修饰剂修饰的Fe₃O₄颗粒的质量浓度为0.5～10wt.％；所述的粘弹性表面活性剂溶液是由阴离子表面活性剂与反离子剂溶于水中配制而成。