[发明专利]一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO2

权利要求书

1.一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体注入地层；

所述硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒的尺寸小于70nm；硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体的注入流量为4～6L/s；

硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体的注入量为井周潜在盐析区孔隙体积的2～3倍；

(2)待改性SiO₂纳米流体段塞注入结束后，停注焖井一段时间；

停注焖井时间不少于24h；

(3)焖井结束后，将低矿化度水注入地层，驱替稀释井周高矿化度地层水；

低矿化度水的矿化度小于500mg/L，注入流量为4～6L/s；

(4)待低矿化度水注入结束后立即转注超临界CO₂，进行CO₂的封存与利用。

2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，步骤(1)中，硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体的注入量为井周潜在盐析区孔隙体积的2～3倍；步骤(3)中，低矿化度水的注入量即为井周潜在盐析区的孔隙体积；

所述井周潜在盐析区的孔隙体积通过如下公式(Ⅰ)来计算：

V_s＝π(R_s-R_w)²Hφ (Ⅰ)

式(Ⅰ)中：V_s为潜在盐析区的孔隙体积，m³；R_s为潜在盐析区的半径，取值为3～5m；R_w为井筒半径，m；H为注入段的地层有效厚度，m；φ为地层平均孔隙度，无量纲。

3.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，步骤(1)中，硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体按照如下步骤制备而成：

S1、将分散剂缓慢滴入水中，在50～70℃恒温水浴、1000～3000r/min条件下搅拌0.5～1.0h得到混合溶液；

S2、将硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒加入到步骤S1得到的混合溶液中，超声震荡8～12min后得到硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体。

4.根据权利要求3所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，所述分散剂与硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒的质量比为1:(2～3)，硅烷偶联剂改性SiO₂纳米流体中硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒的质量分数为0.05～0.20％。

5.根据权利要求4所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，步骤S1中，所述水为地层水或清水；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求5所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒的制备方法为：

向乙醇水溶液中加入纳米SiO₂得到混合液Ⅰ，混合液Ⅰ中纳米SiO 2的质量分数5～10％，将混合液Ⅰ水浴加热至65～75℃，在4000～5000r/min条件下搅拌1～3h，然后在1000～2000r/min的搅拌条件下向混合液Ⅰ中加入硅烷偶联剂得到纳米SiO₂悬浮液，纳米SiO₂悬浮液中硅烷偶联剂的质量分数为5～10％，调节体系pH至4～5，充分反应1～3h，将纳米SiO₂悬浮液抽滤、洗涤，滤饼经干燥、研磨、筛分后即得硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种纳米颗粒复合低矿化度水提高CO₂注入能力的方法，其特征在于，乙醇水溶液中，乙醇与水的体积比为3:1；所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570中的一种；所述硅烷偶联剂改性SiO₂纳米颗粒的尺寸小于70nm。