[發明專利]基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系及其制備方法

有效

• 申請號: 201810179234.5
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108410441B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張超;李兆敏;吳明軒;劉建林;呂廣忠;武守亞
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C09K8/58;C09K8/594
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

本發明公開了一種基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系及其制備方法，屬于油氣田開發工程技術領域。所述基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系由以下重量份組分組成：陽離子表面活性劑0.3～0.7份，穩定劑0.1～0.3份，氧化石墨顆粒0.2～0.5份，水100份；其中，陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。本發明提供的基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系，穩定性能優良，環保無污染，且制備工藝簡單，能顯著提高油田采收率。

技術領域

本發明涉及油氣田開發工程技術領域，特別是指一種基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系及其制備方法。

背景技術

泡沫驅作為一種提高原油采收率的技術手段應用廣泛，至今已經有近60年的應用歷史。泡沫可以引起氣相相對滲透率降低，延緩氣體指進。泡沫質量是決定泡沫驅油效率的關鍵因素，然而泡沫作為一種熱力學上不穩定的分散體系，這種不穩定性給泡沫的應用帶來了巨大影響。國內外的學者們圍繞如何提高泡沫穩定性進行了大量研究，也提出了許多方法。

研發新型的起泡劑是一種重要的方法。目前對起泡劑的研發主要集中在表面活性劑的合成或復配。之前研究發現適當的延長烷基鏈有助于增加泡沫的穩定性。由于表面活性劑自身化學特性的限制，雖然可以產生足夠的起泡體積，但是其穩定性較差。為了增加氣泡的穩定性，在起泡劑中加入聚丙烯酰胺、蛋白、多肽等聚合物，通過提高基液的粘度，降低泡沫流動性，從而達到穩泡的效果。

中國專利文件ZL201210223060.0公開了一種油氣田用添加納米顆粒的復合泡沫體系及其制備方法。復合泡沫體系由陰離子表面活性劑，改性二氧化硅納米顆粒，反離子鹽及水組成。利用該復合泡沫體系產生的泡沫，比普通表面活性劑穩定的泡沫半衰期長，起泡體積大；但是該體系中所用納米顆粒制備過程復雜，造價昂貴，無法在油氣田開發領域大規模應用。

中國專利文件ZL201510600689.6公開了一種油氣田用新型無機微細顆粒強化泡沫體系及其制備方法。該方法所用的新型無機微細顆粒為大氣中捕集篩選到的粒徑≤2.5μm的細顆粒物，與油茶皂甙和月桂酰基谷氨酸鈉組成的表面活性劑復配形成穩定泡沫體系。該類微細顆粒來源廣泛，多為燃煤電廠固體廢棄物，將其應用于油田提高采收率可實現其資源化利用，但是該類微細顆粒受各批次煤炭種類、成分及燃燒程度的影響較為明顯，成分組成較為復雜多變，使得其與表面活性劑復配協同穩定泡沫的效果難以控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低、性能穩定、制備方法簡單的基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提供技術方案如下：

一方面，提供一種基于氧化石墨顆粒協同穩定的強化泡沫體系，由以下重量份的組分組成：陽離子表面活性劑0.3～0.7份，分散劑0.1～0.3份，氧化石墨顆粒0.2～0.5份，水100份；

其中，陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨，氧化石墨顆粒經超聲作用分散為尺度更小的氧化石墨片，均勻穩定的分散在水中，表面帶負電，十六烷基三甲基溴化銨在水溶液中帶正電，通過靜電作用將十六烷基三甲基溴化銨吸附到氧化石墨顆粒表面；十六烷基三甲基溴化銨的疏水鏈段伸向水溶液，增加了氧化石墨片表面疏水性能。

優選的，所述分散劑為木質素磺酸鈉；木質素磺酸鈉作為一種高分子聚合物骨架，形成三維網狀結構的將石墨烯顆粒包圍，進一步降低泡沫的排液，從而提高泡沫的穩定性。

優選的，所述水為蒸餾水。

優選的，所述氧化石墨顆粒為100目鱗片狀石墨，粒徑為3-5μm，對水的潤濕角為30°～50°。

本發明所使用的氧化石墨顆粒可以為市售產品，也可以經Hummers方法制備而成，具體方法如下：

步驟1：在冰水浴中放入大燒杯，加入110mL濃硫酸，在磁力攪拌器上攪拌，放入溫度計讓其溫度降至4℃左右；