[發(fā)明專利]一種表面活性劑接枝納米二氧化硅的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710963414.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107857775B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李寧軍;丁里;石華強(qiáng);李小玲;丁勇;孟磊;蘇國(guó)輝;祖凱;劉曉瑞;馬新星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): C07F7/10
• 分類號(hào): C07F7/10;C09K8/74;C09K8/584
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張超

本發(fā)明屬于油氣井酸化技術(shù)領(lǐng)域，具體提供了一種表面活性劑接枝納米二氧化硅的制備方法，首先將烷基(C8～C14)二甲基烯丙基氯化銨與甲基二氯硅烷在氯鉑酸催化作用下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)得到偶聯(lián)劑；然后將納米二氧化硅120℃活化24h，均勻分散于甲苯中，然后加偶聯(lián)劑繼續(xù)反應(yīng)2～15h，離心、洗滌、干燥后得到。本發(fā)明將表面活性劑接枝到納米二氧化硅表面，解決了有泡沫酸存在的實(shí)際地層環(huán)境下泡沫不穩(wěn)定、酸巖反應(yīng)速率高的問(wèn)題，能夠有效增加泡沫半衰期和降低酸巖反應(yīng)速率，具有有效延緩酸巖反應(yīng)，可用于碳酸鹽巖層酸化作業(yè)，增加酸化滲透距離，達(dá)到深部酸化的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣井酸化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表面活性劑接枝納米二氧化硅制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

通過(guò)增加酸化滲透距離是酸化壓裂提高產(chǎn)量重要方式。優(yōu)良的酸液體系首先應(yīng)具有控制液相中H⁺向巖石表面擴(kuò)散的能力，以降低酸巖反應(yīng)速率，實(shí)現(xiàn)均勻布酸，緩速酸化，從而增加酸化滲透距離，達(dá)到深部酸化的目的。

泡沫酸是一種以酸為連續(xù)相、氣泡為分散相的泡沫體系，可依靠泡沫減少酸巖的接觸面積，降低氫離子擴(kuò)散速率，同時(shí)泡沫對(duì)滲透率具有選擇性，可以實(shí)現(xiàn)均勻布酸，有利于提高酸化效果。

但目前泡沫酸主要存在實(shí)際地層環(huán)境下泡沫不穩(wěn)定，受高溫高壓，油氣水的影響導(dǎo)致泡沫半衰期過(guò)短，從而使泡沫酸的緩速性能嚴(yán)重下降，并且濾失量增大，影響最終施工效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有泡沫酸存在的實(shí)際地層環(huán)境下泡沫不穩(wěn)定、酸巖反應(yīng)速率高的問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提供了一種表面活性劑接枝納米二氧化硅的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)，制備偶聯(lián)劑前體A

將烷基二甲基烯丙基氯化銨、甲基二氯硅烷按照200～300:100的質(zhì)量比加入盛有溶劑的反應(yīng)器A內(nèi)，在催化劑作用下，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)進(jìn)行攪拌加熱，攪拌轉(zhuǎn)速為10～200r/min，加熱至40～90℃，反應(yīng)1～5h后進(jìn)行減壓蒸餾得到偶聯(lián)劑前體A，偶聯(lián)劑前體A的化學(xué)式是其中，化學(xué)式中的R是烷基二甲基烯丙基氯化銨中的烷基；

步驟2)，制備偶聯(lián)劑

在反應(yīng)器B中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的甲醇并加熱至60～90℃，然后向反應(yīng)器B中加入偶聯(lián)劑前體A，偶聯(lián)劑前體A與甲醇的質(zhì)量比為200～450:500，通氮?dú)饣亓?～6h，減壓蒸餾得到偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的化學(xué)式是其中，化學(xué)式中的R是烷基二甲基烯丙基氯化銨中的烷基；

步驟3)，制備表面活性劑接枝納米二氧化硅

將納米二氧化硅在120℃溫度下活化12～48h，然后均勻分散于甲苯中，再向甲苯中加入偶聯(lián)劑，納米二氧化硅、甲苯、偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為5.0～20.0:100.0:0.05～2.0，然后在40～80℃下水浴反應(yīng)5～24h，最后進(jìn)行離心、洗滌、干燥后得到表面活性劑接枝納米二氧化硅其中，化學(xué)式中的R是烷基二甲基烯丙基氯化銨中的烷基。

步驟1)中催化劑為1.0％wt氯鉑酸異丙醇溶液，用量為甲基二氯硅烷的0.05％～5.0％wt；溶劑為甲苯，用量為烷基二甲基烯丙基氯化銨和甲基二氯硅烷總質(zhì)量的5～30％wt；減壓蒸餾的壓力為0.01～0.05Mpa。

步驟2)中減壓蒸餾的壓力為0.01～0.05Mpa。

步驟3)中納米二氧化硅平均粒徑為20～50nm。

所述烷基二甲基烯丙基氯化銨的烷基為C8～C14中的一種或幾種。

一種表面活性劑接枝納米二氧化硅的應(yīng)用，所述表面活性劑接枝納米二氧化硅用于油氣井緩速酸化增產(chǎn)作業(yè)。