[发明专利]一种两亲石墨烯型驱油材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种两亲石墨烯型驱油材料的制备方法，属于油田化学技术领域。利用界面反应法对纳米氧化石墨烯进行非对称修饰，制备Janus两亲纳米石墨烯材料；其中，疏水侧修饰是利用长链有机胺和氧化石墨烯表面的环氧基反应而实现，亲水侧修饰是利用铈盐为引发剂、含有聚氧乙烯链段的化合物为单体，通过氧化石墨烯表面的接枝反应而实现。这种纳米石墨烯驱油材料具有分散难度小、耐盐耐温性能好、长期分散稳定性能优良、用量小、驱油效果好等优势，可以作为高温高盐油藏驱油剂使用。

技术领域

本发明涉及一种两亲石墨烯型驱油材料的制备方法，属于油田化学技术领域。

背景技术

石油是工业生产和人们生活最重要的基础能源和原材料之一，它的开采和利用对现代社会的发展具有重要的作用。当前，受国内石油地质储量和开发难度的限制，我国原油供给严重依赖于进口，威胁到国家能源安全，通过创新技术手段提高原油采收率是保障国家能源安全的重要途径之一。传统化学驱技术，包括聚合物驱、表面活性剂驱、复合驱等，已经得到了广泛的应用，取得了一定的效果，然而，应用过程中，各种化学药剂均存在一定的不足，比如，聚合物和表面活性剂用量大，对地层和环境存在污染，耐温耐盐性能不佳。因此，开发综合性能更佳的驱油药剂很有必要。

近二三十年来，国内外研究人员尝试着将纳米材料应用于提高石油采收率，这些材料以球状无机纳米材料为主，包括纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米Al₂O₃、纳米Fe₂O₃，以及它们的改性产物。研究结果表明，球状纳米材料具有一定的提高采收率效果，此外，由于具有良好的机械稳定性和热稳定性，纳米材料可以承受高温、高压、高盐和剪切等条件，满足传统化学驱不适用的苛刻油藏的要求。纳米材料的驱油机理较为复杂，主要包括降低油水界面张力、油藏润湿性改变、重油溶胀、沥青质稳定、降低油粘度、提高抽提液粘度、纳米乳液生成、孔道堵塞、解缝压力等。

为了进一步解决球状纳米材料在应用过程中存在的用量大、成本高、驱油性能有待提高等不足，人们发现，石墨烯型片状纳米材料是一种更具有潜力的驱油材料。采用油水界面反应的方法，将石墨烯片的一侧进行亲水修饰，另一侧进行疏水修饰，可以制备具有非对称结构的两亲石墨烯(Janus两亲石墨烯)。与传统驱油纳米材料不同，这种Janus两亲石墨烯可以在油水界面上聚集形成具有一定强度的膜结构，达到驱油材料的高效利用和驱油性能的明显提升。然而，由于石墨烯颗粒之间存在较强的π-π、疏水作用，石墨烯之间的聚结稳定性较差，在长时间放置或者高温高盐条件下，石墨烯颗粒之间逐步聚结形成尺寸更大的颗粒，并产生沉降，这将显著影响石墨烯的界面性质，进而影响它的驱油效果。因此，开发在高温高盐条件下具有优良分散性能的两亲石墨烯材料，是当前石墨烯型驱油材料研究和应用亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明提供一种两亲石墨烯型驱油材料的制备方法。

发明概述

本发明采用界面反应法对纳米氧化石墨烯进行非对称修饰，制备Janus两亲纳米石墨烯材料。其中，疏水侧修饰是利用长链有机胺和氧化石墨烯表面的环氧基反应而实现，亲水侧修饰是利用铈盐为引发剂、含有聚氧乙烯链段的化合物为单体，通过氧化石墨烯表面的接枝反应而实现。经过测试，聚氧乙烯链段的引入，可以降低两亲石墨烯的分散难度，提升其耐盐耐温和长期分散稳定性能；此外，Janus两亲纳米石墨烯展现出用量小、驱油效果好等优势，在高温高盐油藏展现出良好的应用前景。

发明详述

本发明的技术方案如下：