[發明專利]一種碳基納米潤濕反轉劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010544240.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111647392A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 趙鳳鳴;陶震;徐駿;徐勝明;俞波;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/32;C01B32/198
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

本申請公開了一種碳基納米潤濕反轉劑及其應用，包括改性納米氧化石墨烯、表面活性劑和溶劑I；所述溶劑I選自醇類化合物中的至少一種。本申請提供的新型碳基納米潤濕反轉劑可應用于鉆井液中，可使地層巖石表面保持親水狀態，使油濕巖石表面潤濕性轉變為水濕，有利于后續注水井注水，或采油井采收率的提高。

技術領域

本申請涉及一種碳基納米潤濕反轉劑及其應用，屬于化學技術領域。

背景技術

潤濕性是巖石的表面特性，是控制油藏流體在孔隙介質中流動和分布的主要因素。在鉆井、完井、修井、實施增產措施及注水開發過程中，鉆井液和完井液等外來液體侵入儲層后會引起巖石孔隙表面的潤濕性改變。巖石表面潤濕性改變后，雖不影響儲層的絕對滲透率，但它對油、水兩相的相對滲透率有直接影響。如果潤濕性改變引起油的相對或有效滲透率明顯下降,即造成儲層損害，則必然嚴重影響采收率和油井產量。

研究表明，水濕性儲層的采收率高于油濕性儲層。在鉆井過程中，為了減輕鉆井液對儲層的傷害，避免鉆井液的侵入使靠近井壁的儲層發生從水濕或中性潤濕至油濕的轉變，通常在鉆井液中加入潤濕反轉劑。地層潤濕性反轉(油濕變水濕)后既提高返排速度，又可提高采油速率，進而提高整體采收效益。

潤濕反轉劑的研究對于配制鉆井液至關重要，通常利用表面活性劑來達到潤濕反轉的目的。近年來，國內外研究油田用潤濕反轉的表面活性劑主要分為三類：①陽離子表面活性劑，最常用的是烷基三甲基溴化銨(CTAB)；②陰離子表面活性劑，主要是聚氧乙烯(丙烯)烷基醇醚硫酸酯鹽或磺酸鹽；③非離子表面活性劑，主要有聚氧乙烯烷基酚醚等。現有的這些產品均有一些弊端，例如：成本高、效果不穩定，不耐高溫等。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種碳基納米潤濕反轉劑，本發明的碳基納米潤濕反轉劑對鉆井液流變性能影響小，能夠使儲層保持親水，可量產。

本發明提供的碳基納米潤濕反轉劑是一種新的適用于油基鉆井液的潤濕反轉劑。該碳基納米潤濕反轉劑以氧化石墨烯為原料，片狀的氧化石墨烯分子上存在大量的官能團,如羧基、羥基、環氧基,這使得它容易與有機物結合反應，因而可以根據功能需求，對其進行有針對性的接枝改性。利用這一特性，對納米氧化石墨烯進行改性，使其即親水又親油，具有一定的界面活性。在鉆井過程中，片狀的納米分子吸附于井壁，形成薄而韌的濾餅，降低濾失，使井壁保持穩定；在鉆遇油層時，若儲層巖石親水，則不發生大量吸附，若儲層巖石親油，則可吸附于巖石表面，使其表面轉變為親水。

根據本申請的一方面，提供了一種碳基納米潤濕反轉劑，包括改性納米氧化石墨烯、表面活性劑和溶劑I；所述溶劑I選自醇類化合物中的至少一種。

可選地，所述表面活性劑選自非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑中的至少一種。

可選地，所述非離子表面活性劑選自OP-10、OP-15、吐溫80中的至少一種。

可選地，所述陰離子表面活性劑選自α-烯烴磺酸鈉(AOS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、油酸鈉中的至少一種。

可選地，所述醇類化合物選自乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇中的至少一種。

可選地，所述碳基納米潤濕反轉劑還包括溶劑II；所述溶劑II選自水。

可選地，所述碳基納米潤濕反轉劑包括：

0.1wt％至0.3wt％的改性納米氧化石墨烯；

0.5wt％至1wt％的表面活性劑；

30wt％至50wt％的溶劑I；

其余為溶劑II。

優選地，所述碳基納米潤濕反轉劑包括：

0.1wt％至0.25wt％的改性納米氧化石墨烯；