[发明专利]一种纳米材料及其制备方法与在伴蒸汽用稠油耐高温纳米降粘剂中的应用

说明书

本申请公开了一种纳米材料及其制备方法与在伴蒸汽用稠油耐高温纳米降粘剂中的应用，属于油田应用化学技术领域。本发明提供的纳米材料由改性钠基蒙脱土与单体Ⅰ、单体Ⅱ原位共聚制备而成；所述单体Ⅰ为丙烯酰胺；所述单体Ⅱ为含有碳碳双键的表面活性剂。本发明纳米材料可作为伴蒸气注入高温稠油降粘剂，可以提高注入蒸气的驱替效率，降低油水界面张力，减少井筒举升阻力，提高注气生产的经济效益，是多轮次吞吐后期提高采收率的有效途径。

技术领域

本发明涉及一种纳米材料及其制备方法与在伴蒸汽用稠油耐高温纳米降粘剂中的应用，属于油田应用化学技术领域。

背景技术

现今，一般采用注蒸气热力采油方法开采稠油、超稠油区块。由于受边低水以及其他因素的影响，部分油藏不适合用蒸汽驱的方式进行开采，只能用蒸汽吞吐的方式进行。

进行蒸汽吞吐开采，伴随多轮次吞吐周期的开发，以下两方面的矛盾日益突出：注气开采周期油气比低，经济效益差；原油粘度大，井筒举升困难。这都严重影响注蒸气开发的经济性，制约了对稠油油藏的进一步开发。

蒸气开采稠油、超稠油区块为了提高注气质量，降低原油粘度，通常添加降粘剂辅以开采。有些油田稠油区块中，一般原油粘度在 2000～7000mPa.S，由于原油粘度大，流动性差，给开采和集输带来非常大的困难。目前油田使用的降粘剂有油溶性和水溶性降粘剂，油溶性降粘剂一般为易燃物，闪点较低(30℃以上)；在油田现场和储运过程中存在很大的安全隐患。

考虑现场使用的安全性，通常采用水溶性降粘剂，但是常规的水溶性降粘剂一般为碱性化合物或表面活性剂，或是与其他药剂复配物。此类水溶性降粘剂在高温时易分解、热稳定性差，导致降粘剂不耐高温。由于原油性质的差异，没有一种适合注气开发后的耐高温水溶性降粘剂。

发明内容

针对上述不足，本申请提供一种伴蒸汽用稠油耐高温纳米降粘剂，该降粘剂安全性高、热稳定性好、可有效减少井筒举升阻力、提高注汽生产的经济效益。

本申请将解决技术问题采用的纳米降粘剂命名为PMSN。本申请制得的PMSN，pH＝8～10，均一淡黄色溶液，放置半年不分层、无沉淀。

根据本申请的一个方面，提供了一种纳米材料，所述纳米材料由改性钠基蒙脱土与单体Ⅰ、单体Ⅱ原位共聚制备而成；

所述单体Ⅰ为丙烯酰胺；

所述单体Ⅱ为含有碳碳双键的表面活性剂。

可选地，所述改性钠基蒙脱土由钠基蒙脱土片层间插层长链基团制备而成；所述长链基团来自酰胺类化合物或C₁₂～C₁₈脂肪链季铵盐。

所述酰胺类化合物为十八烷基丙烯酰胺；

所述C₁₂～C₁₈脂肪链季铵盐选自十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵中的至少一种。

可选的，所述含有碳碳双键的表面活性剂选自α-烯基磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚中的至少一种。

可选的，所述纳米材料的粒径为30～150nm。

根据本申请的一个方面，提供了一种上述纳米材料的制备方法，包括步骤如下：

(1)将含有改性钠基蒙脱土、单体Ⅰ、单体Ⅱ的原料与水混合，除氧后得溶液a；

(2)将含有引发剂的溶液b滴加进溶液a中，反应后得到所述纳米材料。

可选地，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁脒盐酸盐中的至少一种。

可选地，步骤(1)中，所述改性钠基蒙脱土与单体Ⅰ、单体Ⅱ的质量比为2～3:15～25:10～20。