[发明专利]一种碳基纳米润湿反转剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种碳基纳米润湿反转剂及其应用，包括改性纳米氧化石墨烯、表面活性剂和溶剂I；所述溶剂I选自醇类化合物中的至少一种。本申请提供的新型碳基纳米润湿反转剂可应用于钻井液中，可使地层岩石表面保持亲水状态，使油湿岩石表面润湿性转变为水湿，有利于后续注水井注水，或采油井采收率的提高。

技术领域

本申请涉及一种碳基纳米润湿反转剂及其应用，属于化学技术领域。

背景技术

润湿性是岩石的表面特性，是控制油藏流体在孔隙介质中流动和分布的主要因素。在钻井、完井、修井、实施增产措施及注水开发过程中，钻井液和完井液等外来液体侵入储层后会引起岩石孔隙表面的润湿性改变。岩石表面润湿性改变后，虽不影响储层的绝对渗透率，但它对油、水两相的相对渗透率有直接影响。如果润湿性改变引起油的相对或有效渗透率明显下降,即造成储层损害，则必然严重影响采收率和油井产量。

研究表明，水湿性储层的采收率高于油湿性储层。在钻井过程中，为了减轻钻井液对储层的伤害，避免钻井液的侵入使靠近井壁的储层发生从水湿或中性润湿至油湿的转变，通常在钻井液中加入润湿反转剂。地层润湿性反转(油湿变水湿)后既提高返排速度，又可提高采油速率，进而提高整体采收效益。

润湿反转剂的研究对于配制钻井液至关重要，通常利用表面活性剂来达到润湿反转的目的。近年来，国内外研究油田用润湿反转的表面活性剂主要分为三类：①阳离子表面活性剂，最常用的是烷基三甲基溴化铵(CTAB)；②阴离子表面活性剂，主要是聚氧乙烯(丙烯)烷基醇醚硫酸酯盐或磺酸盐；③非离子表面活性剂，主要有聚氧乙烯烷基酚醚等。现有的这些产品均有一些弊端，例如：成本高、效果不稳定，不耐高温等。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种碳基纳米润湿反转剂，本发明的碳基纳米润湿反转剂对钻井液流变性能影响小，能够使储层保持亲水，可量产。

本发明提供的碳基纳米润湿反转剂是一种新的适用于油基钻井液的润湿反转剂。该碳基纳米润湿反转剂以氧化石墨烯为原料，片状的氧化石墨烯分子上存在大量的官能团,如羧基、羟基、环氧基,这使得它容易与有机物结合反应，因而可以根据功能需求，对其进行有针对性的接枝改性。利用这一特性，对纳米氧化石墨烯进行改性，使其即亲水又亲油，具有一定的界面活性。在钻井过程中，片状的纳米分子吸附于井壁，形成薄而韧的滤饼，降低滤失，使井壁保持稳定；在钻遇油层时，若储层岩石亲水，则不发生大量吸附，若储层岩石亲油，则可吸附于岩石表面，使其表面转变为亲水。

根据本申请的一方面，提供了一种碳基纳米润湿反转剂，包括改性纳米氧化石墨烯、表面活性剂和溶剂I；所述溶剂I选自醇类化合物中的至少一种。

可选地，所述表面活性剂选自非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂中的至少一种。

可选地，所述非离子表面活性剂选自OP-10、OP-15、吐温80中的至少一种。

可选地，所述阴离子表面活性剂选自α-烯烃磺酸钠(AOS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、油酸钠中的至少一种。

可选地，所述醇类化合物选自乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇中的至少一种。

可选地，所述碳基纳米润湿反转剂还包括溶剂II；所述溶剂II选自水。

可选地，所述碳基纳米润湿反转剂包括：

0.1wt％至0.3wt％的改性纳米氧化石墨烯；

0.5wt％至1wt％的表面活性剂；

30wt％至50wt％的溶剂I；

其余为溶剂II。

优选地，所述碳基纳米润湿反转剂包括：

0.1wt％至0.25wt％的改性纳米氧化石墨烯；