[发明专利]一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，属于油田化学技术领域。利用乙烯基吡咯烷酮、带有苯环的季铵盐单体、带有长链烷基的季铵盐单体、带有吡啶基的季铵盐单体为原料，以水为溶剂，在引发剂和链转移剂作用下，通过溶液聚合物制备多元共聚物。这种聚合物在矿化水中溶解性能优良，能够显著提升驱油石墨烯的分散性能，可以作为石墨烯类驱油材料的分散剂使用。

技术领域

本发明涉及一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法，属于油田化学技术领域。

背景技术

石油是一种重要的战略资源，它的开采和利用对国民经济的发展具有重要的作用。当前，我国原油对外依存度逐年递增，原油供给严重依赖于进口，威胁到国家能源安全，通过创新技术手段提高原油采收率是保障国家能源安全的重要途径之一。传统化学驱已经在我国大部分油田得到了应用，并取得了一定的效果，然而，各种化学药剂在应用过程中均存在一定的不足，比如，聚合物和表面活性剂环境有一定的污染，用料消耗高，在油藏中不耐盐或不耐高温，化学损失严重。因此，开发综合性能更佳的驱油药剂很有必要。

近年来，人们发现纳米材料在提高采收率领域具有很好的应用潜力。无机纳米材料具有良好的机械稳定性和热稳定性，可以承受高温、高压、高盐和剪切等条件，满足传统化学驱不适用的苛刻油藏的要求。球状纳米材料提高采收率的机理主要包括降低油水界面张力、油藏润湿性改变、重油溶胀、沥青质稳定、降低油粘度、提高抽提液粘度、纳米乳液生成、孔道堵塞、解缝压力等。当前，主要研究和应用的球状纳米材料包括纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米Al₂O₃、纳米Fe₂O₃，以及它们的改性产物。

为了进一步解决球状纳米材料在应用过程中存在的用量大、成本高、驱油性能有待提高等不足，人们发现，石墨烯型片状纳米材料是一种更具有潜力的驱油材料。通过控制石墨烯的尺寸和两亲性质，可以实现石墨烯在油水界面上聚集形成具有一定强度的界面膜，达到驱油材料的高效利用和驱油性能的明显提升。然而，由于石墨烯颗粒之间存在较强的π-π、疏水作用，石墨烯之间的聚结稳定性较差，在长时间放置或者高温高盐条件下，石墨烯颗粒之间逐步聚结形成尺寸更大的颗粒，这将显著影响石墨烯的驱油效果。因此，开发驱油石墨烯用分散剂，改善驱油石墨烯的分散性能，保证石墨烯颗粒在存储、运输和使用过程中能够保持其尺寸和形貌，对于驱油石墨烯的开发和应用具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种驱油石墨烯用分散剂的制备方法。

发明概述

本发明以乙烯基吡咯烷酮、带有苯环的季铵盐单体、带有长链烷基的季铵盐单体、带有吡啶基的季铵盐单体为原料，以水为溶剂，在引发剂和链转移剂作用下，通过溶液聚合物制备共聚物。经过测试，这种共聚物在矿化水中溶解性能优良，能够显著提升驱油石墨烯的分散性能，可以作为石墨烯类驱油材料的分散剂使用。

发明详述

本发明的技术方案如下：

将单体A、单体B、单体C、单体D、引发剂、链转移剂、去离子水加入到装有搅拌器、通氮管、球形冷凝管和温度计的四颈玻璃瓶中，搅拌待所有原料溶解后，通入氮气30min，聚合温度控制在30～90℃，聚合反应1～24h，将产物干燥、粉碎，即得；单体A、单体B、单体C、单体D的质量比为1:(0.01～5):(1～50):(0.002～0.9)，单体总质量、引发剂、链转移剂的质量比为1:(0.0003～0.015):(0.00001～0.0008)，单体总质量、去离子水的质量比为1:(0.6～10)；

单体A为

单体B为

其中R₁为H或CH₃，X₁为Cl或Br；

单体C为