[發明專利]一種改性納米穩泡劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011091171.1
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112266780B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 明亮;趙鳳鳴;俞波;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院有限公司
• 主分類號: C09K8/70
• 分類號: C09K8/70;C09K8/72;C09K8/74;C09K8/594;C09K8/584;C09K8/38;C08F220/60;C08F220/58;C08F226/10;C08F228/02;C08F220/06;C08F220/04
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 李翠

本申請公開了一種改性納米穩泡劑及其制備方法與應用。所述改性納米穩泡劑通過納米基材與聚合物單體、表面活性單體進行共聚改性而獲得。本申請所提供的改性納米穩泡劑可以增強泡沫在高溫高鹽環境下的穩定性，使用量低，且不降低泡沫體積。

技術領域

本申請涉及一種改性納米穩泡劑及其制備方法與應用，屬于采油化學品技術領域。

背景技術

在驅油增產、壓裂酸化、鉆井完井等油田領域中，泡沫有著廣泛的應用。油田用泡沫主要有氮氣泡沫、二氧化碳泡沫和空氣泡沫三種，具有低摩阻、低密度、低傷害、低成本等特點。泡沫是氣體分散在表面活性劑水溶液所形成的分散體系，可以降低油水界面張力，同時通過賈敏效應可以使液流轉向，實現堵大不堵小、堵水不堵油的效果，顯著提高波及效率，因此形成了泡沫驅油、泡沫調剖、泡沫鉆井、泡沫水泥固井、泡沫酸化、泡沫沖沙洗井、泡沫壓裂、泡沫采氣等技術，具有非常廣闊的發展前景。

泡沫作為多相分散體系具有極高的表面自由能，熱力學上不穩定，會發生泡沫的破裂從而失效。因此泡沫穩定性是泡沫研究和應用的核心問題，由于高溫高鹽的油藏條件，加上復雜的滲流力學，在地層保持長時間穩泡非常的困難，因此限制了泡沫的發展與應用。

目前常用的穩泡劑主要有：表面活性劑、聚合物、納米/微米顆粒，但表面活性劑型穩泡劑存在穩泡效果差、用量大等缺點，特別是陰離子表面活性劑不耐受高溫高鹽條件，會失去活性使得泡沫體積和半衰期都有明顯的降低；聚合物可以延長泡沫的穩定時間，但會使起泡體積大幅減小，且抗剪切性能差、高鹽易降粘、超過70℃易發生降解，不利于其在高溫高鹽油藏中使用，并且降解遺留的有機物殘渣也會造成地層的損害；納米、微米顆粒可改善泡沫穩定性，但也會小幅降低體系的起泡體積，而且需要和表面活性劑協同使用，使用濃度也較大，制約了納米顆粒強化泡沫的發展。

發明內容

針對上述技術問題，本申請提供一種改性納米穩泡劑，所述改性納米穩泡劑可以增強泡沫在高溫高鹽環境下的穩定性，使用量低，且不降低泡沫體積。

一種改性納米穩泡劑，所述改性納米穩泡劑通過納米基材與聚合物單體、表面活性單體進行共聚改性而獲得。

可選地，所述改性納米穩泡劑為片層狀。

可選地，所述改性納米穩泡劑的粒徑為10nm～1000nm。

可選地，所述改性納米穩泡劑的粒徑為10nm～800nm。

可選地，所述改性納米穩泡劑的粒徑為10nm～400nm。

可選地，所述納米基材選自礦物基片層材料、過渡金屬二硫化物片層材料、碳基片層材料和二維材料中的至少一種。

可選地，所述礦物基片層材料選自納米蒙脫土；

所述過渡金屬二硫化物片層材料選自納米二硫化鉬、納米二硫化鎢中的至少一種；

所述碳基片層材料選自石墨烯量子點、納米氧化石墨烯中的至少一種；

所述二維材料選自六方氮化硼納米片。

可選地，所述六方氮化硼納米片為羥基功能化的六方氮化硼納米片。

可選地，所述聚合物單體選自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸、丙烯酸鈉、N-乙烯基吡咯烷酮、馬來酸、異丙基丙烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、黃原膠中的至少一種。

可選地，所述表面活性單體選自羧酸甜菜堿甲基丙烯酰胺、羧酸甜菜堿甲基丙烯酸酯、α-烯烴磺酸鈉、烯丙基磺酸鈉、油酸鈉、2-丙酰胺基長碳鏈烷基磺酸鈉中的至少一種。

根據本申請的另一個方面，提供一種如上述任意一項所述的改性納米穩泡劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將含有納米基材、聚合物單體、表面活性單體、引發劑的溶液I進行共聚反應，獲得所述改性納米穩泡劑。