[發明專利]一種雙疏型含氟納米流體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202111326281.6
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114149796A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王彥玲;梁雷;劉斌;史文靜;梁詩楠;張傳保;李迪;陳孟鑫
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/58
• 分類號: C09K8/58;C09K8/588;C09K8/88;C08F292/00;C08F220/24
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種雙疏型含氟納米流體及其制備方法與應用。所述雙疏型含氟納米流體由納米核心材料和聚合物殼層材料構成；所述納米核心材料表面接枝帶有雙鍵的偶聯劑，所述聚合物殼層材料含氟聚合物，本發明還提供雙疏型含氟納米流體的制備方法與應用。本發明的雙疏型含氟納米流體擁有極強的潤濕反轉能力，可用于油藏儲層改造，可將親水親油儲層潤濕性轉變為顯著的雙疏性，有效解決由儲層潤濕性帶來的液鎖效應和賈敏效應。

技術領域

本發明涉及一種雙疏型含氟納米流體及其制備方法與應用，屬于油田化學和膠體與界面化學技術領域。

背景技術

在鉆井、完井、修井等油氣開采過程中，液體在多孔介質中的滯留會出現許多問題。在多孔介質中，當另一非混溶相滲入儲層或原始非混溶相飽和度增加時，儲層相對滲透率會受到損害，儲層滲透率和油氣相對滲透率會降低，這種現象稱為液鎖效應。當液－液或氣－液兩相滲流中的液滴或氣泡通過孔喉或狹窄通道時，會產生附加阻力效應，這種現象被稱為賈敏效應。這些效應會增加油氣資源和地層工作液的運移阻力，使得油氣開采和工作液的回流變得極其困難。

針對親水親油地層的開采過程中存在的嚴重液鎖問題，儲層的潤濕性改造對油氣的開采和工作液的反排起著至關重要的作用。通常會使用表面活性劑來實現儲層的潤濕性反轉，例如CN113308236A公開了一種耐溫、高效致密氣藏壓裂用防水鎖劑，按質量百分含量計，包括如下組分：氟碳類非離子表面活性劑0.3～2.0％；全氟壬基烯氧基苯磺酸鹽0.1～1.0％；支鏈十二烷基苯磺酸鹽0.3～1.0％；短鏈醇10～25％；有機羧酸鹽6～13％；礦化水60～83％。其具有耐溫能力強、溶液粒徑小、表/界面性能優、潤濕性能好、使用濃度低和防水鎖能力強的優點，在致密氣壓裂增效開采中具有巨大的應用前景。該專利公開的壓裂用防水鎖劑，其本質為復合型表面活性劑，依賴于表活劑降低界面張力來實現解除水鎖效應。但大量表面活性劑的引入會使采出和返排液體中產生強烈的乳化作用，導致使用成本和后期處理難度的加大。

為了解決所述的水鎖問題，有研究將含氟聚合物作為潤濕反轉劑，并合成了FP-2潤濕反轉劑，參見王彥玲,金家鋒,董紅巖,姜令.用于解水鎖的氣潤濕反轉劑的合成與性能評價[J].西安石油大學學報(自然科學版),2015,30(05):85-90+11)。該文章還討論了固-液-氣多相作用條件下試劑對于解水鎖的相關研究，其適用于將巖心由強液濕轉為氣潤濕。但該潤濕反轉劑僅僅針對親水油藏的潤濕性轉變，但對于親油性地層，無法實現潤濕性的反轉。

而針對復雜的親水親油地層的開采過程中存在的嚴重液鎖問題，需要使儲層潤濕性由親水親油性轉變為雙疏性才能實現解水鎖。為此提出本發明。

發明內容

針對復雜的親水親油地層的儲層潤濕性問題，本發明提供了一種能顯著改變儲層潤濕性的含氟納米流體及其制備方法。

本發明解決的技術問題是，克服了現有技術儲層潤濕性僅能轉變為疏水性，提供一種可將親水親油儲層潤濕性轉變為雙疏性的含氟聚合物納米流體。

本發明還提供所述含氟納米流體的應用。

本發明的技術方案如下：

一種可將親水親油儲層潤濕性轉變為雙疏性的雙疏型含氟納米流體，具有由納米核心材料和聚合物殼層材料構成的殼核結構；其中，

所述納米核心材料表面接枝帶有雙鍵的偶聯劑，是由親水性納米二氧化硅與硅烷偶聯劑反應制得；

所述聚合物殼層材料含氟聚合物，是含氟單體通過聚合反應包覆在所述納米核心材料上。

一種雙疏型含氟納米流體的制備方法，包括步驟：

(1)在酸性環境下，將納米二氧化硅分散在乙醇中，加入硅烷偶聯劑，升溫至反應溫度60-80℃，通過偶聯反應制得納米核心材料；所述的納米二氧化硅為親水性納米二氧化硅；