[发明专利]一种温度响应性的纳米稳泡剂及其制备方法和温敏性起泡剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度响应性的纳米稳泡剂及其制备方法和温敏性起泡剂及其制备方法，该制备方法包括：在保护气体和有机溶剂存在下，将聚二乙基丙烯酰胺、苯乙烯和引发剂进行聚合反应，得到所述纳米稳泡剂。本发明研制的温度响应性的纳米稳泡剂‑PDEA‑PS乳胶粒子，随着温度逐渐增加，其表面的PDEA由高度水化状态逐渐变为去水化状态，因此温度升高时由于粒子表面水化带来的空间位阻和斥力会大大降低，可以形成絮凝状态吸附在气泡的气/液界面形成固化膜，从而起到减缓气泡之间的聚并和歧化，增强泡沫稳定性的作用。

技术领域

本发明属于油田化学技术领域，更具体地，涉及一种温度响应性的纳 米稳泡剂及其制备方法和温敏性起泡剂及其制备方法。

背景技术

泡沫流体具有密度可调、压缩性好、粘度高、摩擦阻力小、液体用量 小、对储层伤害小、固体颗粒携带能力强等优势，广泛应用于石油工业的 各个工艺环节，例如酸化、压裂、解堵、冲砂、洗井、压水锥、调驱、储 层改造等。泡沫的起泡性和稳定性是泡沫在实际应用中最重要的两个性质。 由于泡沫是热力学亚稳体系，所以会随着时间延长而逐渐衰变，良好的起 泡能力和高稳泡能力一直是一对矛盾，常常此消彼长，很难达到平衡。在 油气开发中，例如出水气井的泡沫排水采气，排采阶段要稳定的泡沫，后 续采出液进入分离器前则需要消泡以便处理。目前，使泡沫破灭的主要方 式是化学消泡，但加入消泡剂会阻止泡沫进一步循环利用，从而增加开发 成本。因此，如果赋予泡沫智能响应性，使其能在接受外部环境输入的物 理(温度、光辐射、电磁场等)或化学(pH值、离子强度等)刺激信号时 可逆地起泡和消泡、或者泡沫性能能随环境条件的变化而发生相应变化， 势必会提高泡沫的效能和利用率，扩大泡沫在油气开发领域的应用范围。

由于泡沫体系是热力学不稳定体系，寻求一种高效的泡沫稳定剂是起 泡剂研发的一个关键任务。目前提高泡沫稳定性的方式主要有：一、通过 对表面活性剂之间进行复配，或者将表面活性剂进行简单的改性再复配， 这主要是利用了表面活性剂协同效应，在最大限度降低表面张力的基础上， 更有效发挥Margangoni效应，增强表面膜的修复功能；二、加入一些聚合 物，聚合物的加入可以增加体系黏度来降低泡沫的排液速率从而达到稳定 泡沫的效果。然而，对表面活性剂进行改性再复配而成的泡排剂使用效果 尚可，但其价格昂贵；加入的聚合物则会在高温下会热降解，所残留的有 机物残渣在一定程度上会造成地层伤害。因此，这些增强泡沫稳定性的方 式都存在一些不足。

纳米技术作为一种以纳米尺度分析、操控物质界的新型科学技术，已 经在能源、食品、材料等方面得到广泛的应用。近年来随着纳米技术的发 展，纳米稳泡技术在食品、矿物浮选、消防灭火等方面逐渐显露出优势， 但是其在泡沫流体研究领域比较少，目前报道的纳米稳泡剂也只是可以单 纯起到稳定泡沫作用，而并不能赋予泡沫流体智能响应性，不能可控的进 行起泡和消泡，从而限制泡沫流体在油气开发中的应用范围。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种温度响应性的纳米稳 泡剂及由其制备的温敏性起泡剂，利用温度控制泡沫的结构和性能，从而 提高油气藏采收率。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种温度响应性的纳米稳 泡剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：在保护气体和有机溶剂 存在下，将聚二乙基丙烯酰胺、苯乙烯和引发剂进行聚合反应，得到所述 纳米稳泡剂。

优选地，所述制备方法还包括：在所述聚合反应结束后，离心分离， 得到所述纳米稳泡剂。

优选地，所述离心分离包括：

(1)将所述聚合反应得到的产物进行第一离心，将所述第一离心产物 分散到所述有机溶剂中，重复所述第一离心、分散步骤多次；

(2)将经过步骤(1)处理后的产物分散到水中，然后进行第二离心， 将所述第二离心产物再次分散到水中，重复所述第二离心、再次分散步骤 多次。

优选地，所述第一离心的离心速度为3500～5500rpm，离心时间为 20～40min；