[发明专利]一种用于提高原油采收率的纳米流体的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及石油化工领域，特别是涉及一种纳米流体用于提高原油采收率方法。

背景技术

世界上许多油藏中，大约三分之二的油不能由常规生产方法开采。因此，在成熟油田中，提高采收率技术（EOR）存在很大潜力。水驱提高采收率方法是相对经济的，但是在主要在开采初期，提高采收率方法中水驱是较为合理的选择。水驱产时间水驱后，可以选择添加一些化学剂，如碱、表面活性剂和聚合物来增加水驱过程的效率。将这些化学物质加入到注入水中，岩石表面的润湿性变为更亲水状态。聚合物的注入会增加注入水的粘度，改善非均质和粘性油藏的波及系数。表面活性剂主要有用于降低界面张力，从而使因毛细管力束缚作用在基质孔隙中的油流动。

在油藏中使用聚合物的主要困难是聚合物的化学降解和热降解。此外，典型聚合物分子量为1000~2500万聚合物很难注入到低渗透油藏中。另外，高温和高盐使表面活性剂驱油过程具有挑战性，会给表活剂驱油效率造成损失和形成堵塞，而碱的加入导致矿场试验中出现采油井井筒结垢严重、采出液处理困难等问题。此外，传统的表面活性剂对水解也较为敏感。因此，有必要开发在储层中能耐温、耐盐具有经济效益的新材料。

纳米技术可以作用于更高效，更便宜，更环保的提高石油采收率（EOR）方法。常用油藏孔隙的直径一般都在微米级；因此，纳米颗粒可以在其中流动。此外，纳米颗粒的一个重要特性是表面效应，随着粒径减少，微粒的表面积急剧变大，当纳米微粒的粒径达到10nm时，比表面积为90m²/g，粒径为5nm时，比表面积为180 m²/g，粒径下降到2nm时，比表面积猛增到450 m²/g。很大的比表面积致使表面原子数迅速增加，位于颗粒表面的原子占相当大的比例，键态严重失配，造成原子配位不足及高的表面能，出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，这导致纳米体系的化学性质与化学平衡体系出现很大差别。

纳米颗粒由于表面积和体积比比较大，从而增加了表面的能量。在固体表面上的活性物质的吸附作用可以改变表面能量和体系的润湿性。从而大大降低了油水界面张力，使得注入流体在孔隙驱替过程中，使原油易于剥落成小油滴，而被驱替液驱替出来。此外，纳米流体颗粒对储层小孔道有暂时堵塞作用，从而扩大了波及体积，使孔隙中未被波及到的原油驱替出来，达到了提高采收率、降压增注的目的，因此，开展纳米流体提高原油采收率研究工作对油田生产具有直接的生产意义，特别是对一些低渗透油田更具有实际意义。

有学者开发出一种分散于水中的金属(W, Ni, 和Mo)纳米胶体粒子催化剂进行沥青开采。有纳米催化剂和无纳米颗粒作用下的沥青粘度进行对比结果表明，纳米催化剂对降低沥青的粘度是有效的。Ponnapati等人发现了可溶于水的二氧化硅-氧化乙烯型纳米聚合物。虽然这些纳米复合物在确定的浓度没有产生高粘度，作者认为较高分子量的聚合物和较高的接枝密度可以改进粘度。

Ju等人进行疏脂性和亲水性的多晶硅纳米粒子的吸附试验来验证砂岩表面的湿润性变化。观察亲水性硅纳米颗粒在尺寸范围10 - 500 nm与纯水相比可以提高原油采收率约9%，多晶硅纳米颗粒对水驱提高采收率技术是有效的。

Hendraningrat等人研究使用亲水性二氧化硅纳米粒子，对提高原油采收率的影响，包括纳米粒子的大小和浓度、初始的润湿性以及温度等参数的影响。结果表明，通过提高温度，降低纳米颗粒尺寸和降低纳米流体注入率可以提高原油采收率。此外，还实现了岩石从中间润湿状态下，获得了最高原油采收率和驱油效率。并且发现原油采收率和纳米流体浓度不成正比，也就是纳米流体浓度增加时采油增强，但是当浓度低于一个临界值时，采收率会降低。

Karimi等人通过实验研究了氧化锆纳米流体对碳酸盐岩储层的润湿性改变的影响。实验结果表明，纳米流体可以将岩石的润湿性从强油湿变成强水湿。

Giraldo等人研究氧化铝纳米流体在改变砂岩岩心的润湿性与诱导亲油的润湿性的有效性。研究表明，纳米流体可以改变砂岩岩心的润湿性使岩石由油湿变为水湿。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种用于提高原油采收率的纳米流体的制备方法，包括如下步骤：

1）制备纳米基液：取2.0-4.0g的纳米粉体，加入去离子水60-80 mL，室温超声分散30-60min；

2）另取硅烷偶联剂2.0g溶解无水乙醇30-60mL；