[发明专利]一种基于荧光示踪评价不同界面性能纳米粒子提高原油采收率能力的方法

说明书

本发明涉及纳米驱油技术领域，具体涉及一种基于荧光示踪评价不同界面性能纳米粒子提高原油采收率能力的方法，该方法包括：将具有荧光特征的纳米粒子分别与油相和水相进行混合并测定其最佳激发波长和发光强度，以确定纳米粒子的界面分布倾向和观测最佳光源种类；应用观测荧光的显微镜和观测最佳光源种类观测纳米粒子的乳状液体系中的荧光发光位置，并结合界面分布倾向以判断纳米粒子的界面性质；应用该纳米粒子进行岩心驱替实验或微观模型驱替实验，根据实验结果判断纳米粒子提高原油采收率的能力。本发明提供的方法能够通过荧光特征确定纳米粒子在油水体相中或界面处的分布情况，并通过上述界面性质判断纳米粒子提高原油采收率的能力。

技术领域

本发明涉及纳米驱油技术领域，具体涉及一种基于荧光示踪评价不同界面性能纳米粒子提高原油采收率能力的方法。

背景技术

纳米驱油技术因其具备独特的界面性质而被广泛关注并尝试应用于原油开采的过程中。通过对纳米材料改性可使其具备双亲性质，产生的“自驱动力”能够实现智能找油；同时纳米驱替剂的尺寸足够小，能够基本实现全油藏的波及。

其中，纳米粒子与水相和油相的界面性质对其高效驱油至关重要。纳米粒子可以分散在水相、油相和两相界面处，通常认为纳米粒子分散在油水界面处可促使水和油相形成Pickering乳状液，分散在油-水-岩石界面处有助于岩心的润湿性改变，这两种方式均对原油的采收率提高起到了积极作用。

然而，如何确定纳米粒子在油水体相中或者界面处的分布情况还不明确，这些分布性质如何与纳米粒子的提高原油采收率效果相结合也并不明确。

目前通常使用以下三种方式来研究纳米粒子在油相和水相中的分布位置。

第一种是通过扫描电镜(SEM)或透射电镜(TEM)观测油中或者水中纳米粒子的形态，但此种方式在制片过程中需要烘干流体，再观测纳米粒子，不能直接反映出纳米粒子在两相界面处的情况。

第二种是通过能量色散X射线光谱(EDX)观测纳米粒子存在的位置，但与上述方法相同，测试时需把样品烘干，影响了对其在油、水及界面处分布的判别，同时，使用EDX只能对特定元素的纳米粒子进行观测，该纳米粒子中的其他元素会对图像信号产生干扰，影响了观测的效果。

第三种是有报道称使用染色剂对纳米粒子进行染色，但不同纳米粒子适用的染色剂类型并不清楚，并且很难保证对纳米粒子染色的染料不会扩散在油相或者水相中，这会影响观测者对纳米粒子分布位置的判别。

密苏里科技大学(MUST)的学者Zhang在期刊“Langmuir”上发表了文章“DirectPore-Level Visualization and Verification of In Situ Oil-in-Water PickeringEmulsification during Polymeric Nanogel Flooding for EOR in a TransparentThree-Dimensional Micromodel”，其合成了具有荧光功能的纳米微球，通过激光共聚焦显微镜观测分析分布在水相中的纳米微球乳化原油的过程，实验过程中油相在激光下显现出绿色，纳米微球在激光下呈现出红色，发现在水驱油后注入纳米微球可以继续提高采收率。该方法能够区分出纳米微球在模型中的位置，有助于观测微球与油相间的作用。但是该方法合成的具有荧光特征的纳米微球的尺寸较大(几百纳米)，且文中的实验中没有判断荧光纳米微球存在于油相、水相还是油水界面处，也没有判断荧光纳米微球的界面性质与提高采收率有何种关联。

CN107652256A公开了一种水性荧光示踪剂及其制备方法，该方案提出使用六氢吡啶作为催化剂对水杨醛和丙二酸二乙酯进行缩合反应，将产物在碱性条件下进行水解，并与胺基磺酸盐反应得到水溶性荧光剂，该荧光剂在水溶液中具有良好的荧光特征。但该方案没有使用这些荧光示踪剂来示踪纳米粒子在油相中与水相中的分布情况，也没有提及如何判别纳米粒子在水中或者油中的分散情况对提高原油采收率效果的影响。

发明内容