[发明专利]一种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒

说明书

本发明涉及的是一种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒，制备方法如下：称取二烷基二甲基叔胺放入三口烧瓶中；接着加入无水乙醇并置于油浴锅中搅拌、缓慢升温；继续滴加3‑氯丙基三甲氧基硅烷，通氮气一段时间；保持温度，回流反应，得到二氧化硅颗粒改性剂；将无水乙醇、纯净水、氨水，混合均匀置于三口烧瓶中，搅拌，将正硅酸乙酯、制备的二氧化硅颗粒改性剂、无水乙醇，混合均匀后也快速倒入；提高搅拌速度一段时间，溶液呈现乳白色时，降低搅拌速度，继续反应一段时间后结束反应；离心，洗涤、干燥粉碎，得到白色粉末状阳离子化纳米二氧化硅颗粒。本发明可与表面活性剂发生协同作用，达到稳定泡沫的效果，大大提高对高温地层环境的适应程度。

技术领域：

本发明属于石油化工领域，具体涉及一种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒。

背景技术：

随着我国原油资源的开发不断进行，潜在储量更大的稠油油藏的开采关注度日渐提高。由于稠油具有较高的粘度，开采难度较高，利用蒸汽加热地层降粘开采是目前针对稠油开采最常用的手段。泡沫流体在地层中的气阻效应可以有效改善地层流体窜进的情况，提高波及体积。由于阳离子表面活性剂在地层中与黏土颗粒的吸附损失极大，所以阴离子表面活性剂是油田泡沫驱作业最常用表面活性剂。一般油田泡沫作业只用表面活性剂，但是由于稠油开采需要高温，所以二氧化硅颗粒是比较好的稳泡剂选择，而由于普通亲水性二氧化硅颗粒的表面含有大量羟基，在水溶液中常带负电荷，与阴离子表面活性剂难以形成电荷吸附，所以对阴离子表面活性剂形成的泡沫稳定性能有限。

发明内容：

本发明的目的是提供一种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒，这种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒用于解决普通亲水性二氧化硅颗粒对阴离子表面活性剂形成的泡沫稳定性能有限的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒由按质量份计的无水乙醇70-100份，纯净水10-20份，氨水3-5份，正硅酸乙酯1-3份，十二烷基二甲基叔胺、3-氯丙基三甲氧基硅烷，制备而成；制备方法如下：

步骤一、制备二氧化硅颗粒改性剂：

称取15-30份十二烷基二甲基叔胺放入三口烧瓶中；接着向三口烧瓶加入无水乙醇并置于油浴锅中搅拌、缓慢升温到60-100℃；继续向三口烧瓶中滴加15-30份3-氯丙基三甲氧基硅烷，通氮气一段时间；保持所述温度，回流反应30-42h，得到二氧化硅颗粒改性剂；

步骤二、制备表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒：

（1）将无水乙醇、纯净水10-20份、氨水3-5份，混合均匀后置于三口烧瓶中，放在磁力搅拌锅中进行搅拌；

（2）将1-3份正硅酸乙酯、所述制备的二氧化硅颗粒改性剂、无水乙醇，混合均匀后快速倾倒入（1）所述的三口烧瓶中，此过程要求液体不要接触瓶壁；

（3）提高搅拌速度一段时间后，溶液呈现乳白色时，降低搅拌速度，在一定温度下继续反应一段时间后结束反应；

（4）将溶液倒出（1）所述的三口烧瓶，在一定的转速下离心，并用无水乙醇洗涤多次后干燥粉碎，得到白色粉末状阳离子化纳米二氧化硅颗粒。

上述方案步骤一中缓慢升温到80℃；通氮气的时间是30min；保持温度80℃，回流反应36h。

上述方案（1）中搅拌速度是300r/min。

上述方案（3）中，提高搅拌速度至1200r/min，搅拌时间是1min，降低搅拌速度至350r/min，在室温下，反应2h。

上述方案（4）中，离心转速是12500r/min，洗涤次数是3~4次。

上述方案更进一步的是：

这种表面阳离子化二氧化硅纳米颗粒制备方法如下：

步骤一、制备二氧化硅颗粒改性剂：