[发明专利]一种纳米蒙脱土基复合物及制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种改性纳米蒙脱土及制备方法和新型渗透分散型稠油降粘剂及其制备方法与应用，所述纳米蒙脱土基复合物由改性纳米蒙脱土与降粘单体化合物共聚获得；所述改性纳米蒙脱土由长链基团插层在纳米蒙脱土的片层间获得；所述长链基团来自具有碳双键的季铵盐化合物。含有改性纳米蒙脱土的降粘剂可以有效解除其中网状立体缔合结构，从而使稠油粘度明显降低，纳米蒙脱土片层结构易吸附在油滴表面，阻止油滴聚并到一起，使稠油流动性更好。

技术领域

本申请涉及一种纳米蒙脱土基复合物及制备方法和应用，属于石油化工材料技术领域。

背景技术

石油资源经过多年的开采与消耗，容易开采的石油资源越来越少，随着世界能源供应日趋紧张，如何更好的开发利用稠油等非常规油藏资源引起了各国的重视，他们在世界石油储量中占比高达70％以上。稠油也称作重质原油，一般统指在地质条件下粘度大于50mPa.s，或在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa.s，密度高于0.92g/cm³的原油。稠油的形成通常与原油的运移及储存有关，通过在上述过程中发生稠变作用，其中轻质组分氧化、蒸发分馏等，最终导致原油变稠。稠油在我国油藏资源中也占有很大的比重，主要集中于海域、山区、沼泽、沙漠等地区，我国作为世界上最大的石油消费国之一，如何加快对国内稠油资源经济、合理的开发利用，不仅对石油工业具有重要意义，也可以缓解我国原油短缺的困境，还能带来巨大的社会效益，对我国进一步发展具有深远的战略意义。

稠油最主要的特点是粘度高、密度大、流动性差，要实现对稠油的顺利开采，首要任务就是降低其粘度，改善其流动性。目前国内外稠油开采技术主要包括常规加热降粘法，物理降粘法，化学降粘法以及生物降粘法。

现有稠油开采技术中，加热降粘法通过加热破坏沥青质、胶质等重质组分之间的作用力，使稠油中重质组分形成的网络结构被破坏，从而降低稠油粘度。但加热降粘法能耗高，实施过程热损耗大，经济成本高，难以大规范工业化应用。物理降粘法主要有注CO₂采油和掺稀降粘采油，其中注CO₂采油对油藏储层的物性要求较高，施工工艺复杂，井筒作业措施较多，存在设备、管线、井筒腐蚀，气源环保利用等问题；而掺稀降粘采油对稠油和稀油的品质有较大的影响，还存在稀油来源不足的风险，对外输管道，脱水设备等需求量较高。微生物降粘法对地层伤害小，绿色环保，但分离适合特定油藏环境下生长的微生物比较困难，如何减小和消除油层环境因素对微生物的影响也难以实现。化学降粘法主要是通过加入化学药剂使稠油粘度降低，主要有油溶性降粘剂和水溶性降粘剂，但油溶性降粘剂价格较高，使用量也大，降粘率不高，性价比不佳；传统的水溶性小分子表面活性剂类稠油降粘剂抗温、耐盐性差，在高温下容易失去乳化降粘性能，在高钙镁条件下容易沉淀失活，对于高沥青质、高胶质等稠油降粘率不佳。而纳米降粘剂是一种新型的降粘剂，它利用纳米粒子尺寸小，比表面积大，吸附性强等特点，在稠油降粘方面具有很大的应用前景。

发明内容

为了克服上述不足。本发明提供了一种新型纳米复合材料稠油降粘剂及其制备方法，本发明中提供的降粘剂可通过渗透分散作用将稠油分散成小油滴，从而大幅降低其粘度，室温下仍然保持良好的流动性，降粘过程脱水快且清澈，大大降低原油后期脱水时间及污水处理成本。本发明的设计思路是首先通过溶液插层反应在纳米蒙脱土片层间引入含有双键的长链基团对纳米蒙脱土进行预改性，再加入降粘单体和预改性的纳米蒙脱土进行混合，通过自由基聚合制备纳米蒙脱土复合材料。

本申请的一个方面，提供一种纳米蒙脱土基复合物，所述纳米蒙脱土基复合物由改性纳米蒙脱土与降粘单体化合物共聚获得；

所述改性纳米蒙脱土由长链基团插层在纳米蒙脱土的片层间获得；

所述长链基团来自具有碳双键的季铵盐化合物。

所述改性纳米蒙脱土与降粘单体化合物的质量比为1：5～1：15；

所述长链基团与纳米蒙脱土的质量比为2：1～4：1。