本發(fā)明涉及地下能源開(kāi)采，更具體的說(shuō)是涉及一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，由于二氧化硅納米顆粒配制的納米流體具有低成本和易得性，而且在較低濃度下能夠顯著提高石油采收率，因此廣泛受到了石油科技工作者的關(guān)注。

2、在低滲透率油藏，巖石顆粒間的孔喉尺寸較小，較大粒徑的納米顆粒容易堵塞孔喉，降低儲(chǔ)層的滲透率，而較小粒徑的納米顆?？梢暂^好地填充儲(chǔ)層孔隙空間，并能減少流體流動(dòng)的阻力，從而提高低滲透油藏采收率。而在中滲透率油藏，巖石顆粒間的孔喉尺寸較大，較小粒徑的納米顆粒不能較好地填充儲(chǔ)層孔隙空間，過(guò)低的流動(dòng)阻力使得納米流體來(lái)不及與儲(chǔ)層充分作用，就被驅(qū)替，因此較大粒徑的納米顆粒更適合中滲透率油藏開(kāi)發(fā)。

3、但是基于納米顆粒的小尺寸，大多數(shù)科研工作者聚焦于小粒徑(50nm以下)的二氧化硅納米顆粒的合成及其在低滲透油藏的應(yīng)用。很少有人研究較大粒徑(大于50nm)的二氧化硅納米顆粒提高中滲透率油藏采收率的能力，且由于合成的二氧化硅納米顆粒表面帶有羥基官能團(tuán)，因此顯負(fù)電性，地層水中含有的大量陽(yáng)離子會(huì)中和掉二氧化硅納米顆粒表面的負(fù)電荷，導(dǎo)致二氧化硅納米顆粒的zeta電位降低，使得二氧化硅納米顆粒間的靜電斥力減小，引起二氧化硅納米顆粒的團(tuán)聚沉淀，大大降低了二氧化硅納米顆粒的穩(wěn)定性，嚴(yán)重限制了其發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出了較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的合成方法及其在中等滲透率油藏的應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、首先，本發(fā)明提供了一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

4、將正硅酸乙酯、乙醇、水和nh3·h2o混勻后在室溫下攪拌反應(yīng)4-10h，然后離心得到沉淀物，對(duì)沉淀物進(jìn)行洗滌，即得純凈的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒。

5、優(yōu)選的，所述正硅酸乙酯、乙醇、水和nh3·h2o的體積比為(0.1-5)：(2-40)：(0.5-10)：(0.5-5)。

6、優(yōu)選的，所述攪拌反應(yīng)轉(zhuǎn)速600-1500r/min。

7、優(yōu)選的，沉淀物采用蒸餾水洗滌，洗滌次數(shù)≥3次。

8、本發(fā)明還提供了一種采用如上技術(shù)方案所述方法制備得到的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒。

9、優(yōu)選的，所述較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的粒徑為50-500nm。

10、本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)了采用如上技術(shù)方案所述方法制備得到的較大粒徑的二氧化硅納米顆?；蛩龅妮^大粒徑的二氧化硅納米顆粒在制備提高中滲透率油藏采收率相關(guān)驅(qū)替流體中的應(yīng)用。

11、優(yōu)選的，應(yīng)用過(guò)程包括以下步驟：

12、以應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的模擬地層水加入重烷基苯磺酸鹽配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％-0.5％的重烷基苯磺酸鹽溶液，然后向其中加入0.01％-0.3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的所述的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒，攪拌后超聲混勻形成均一穩(wěn)定的二氧化硅納米流體。

13、由于納米顆粒耐鹽性較差，無(wú)法在地層水條件下工作，因此選取油田現(xiàn)場(chǎng)常用的重烷基苯磺酸鹽表活劑與合成的二氧化硅納米顆粒混合攪拌，基于二者之間的親核取代反應(yīng)，二氧化硅納米顆粒表面鍵合了大量的重烷基苯磺酸鹽表活劑分子，由于重烷基苯磺酸鹽表活劑分子間的空間位阻作用，抑制了二氧化硅納米顆粒間由于碰撞而產(chǎn)生沉淀的幾率，因此大大增強(qiáng)了該納米體系的穩(wěn)定性。

14、本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)了所述應(yīng)用過(guò)程中制備得到的二氧化硅納米流體。

15、本發(fā)明還請(qǐng)求保護(hù)了所述的二氧化硅納米流體在提高中滲透率油藏采收率中的應(yīng)用。

16、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)提供了一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒及其制備方法和應(yīng)用，具有如下有益效果：

17、本發(fā)明采用簡(jiǎn)單高效的方法合成了尺寸介于50-500nm的較大粒徑二氧化硅球形納米顆粒，應(yīng)用過(guò)程中，二氧化硅納米顆粒采用重烷基苯磺酸鹽改性，基于親核取代反應(yīng)(磺酸基中的硫原子作為親核試劑，攻擊羥基中的氧原子，并失去一個(gè)氫離子，形成帶有磺酸酯基團(tuán)的表面修飾納米顆粒)，二氧化硅納米顆粒表面通過(guò)化學(xué)反應(yīng)鍵合了大量的重烷基苯磺酸鹽表活劑分子，由于鍵合的表活劑分子間的空間位阻作用，抑制了二氧化硅納米顆粒間由于碰撞而產(chǎn)生沉淀的幾率，因此大大增強(qiáng)了該納米體系的穩(wěn)定性。二氧化硅納米顆粒與重烷基苯磺酸鹽表活劑配制的納米流體具有更好的改善儲(chǔ)層潤(rùn)濕性的能力，比水驅(qū)和表活劑驅(qū)采收率更高，具有提高中滲透率油藏開(kāi)發(fā)效果的能力。本發(fā)明合成方法簡(jiǎn)單、周期短、成本低、重復(fù)性好。

技術(shù)特征：

1.一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯、乙醇、水和nh3·h2o的體積比為(0.1-5)：(2-40)：(0.5-10)：(0.5-5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的制備方法，其特征在于，所述攪拌反應(yīng)轉(zhuǎn)速600-1500r/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的制備方法，其特征在于，沉淀物采用蒸餾水洗滌，洗滌次數(shù)≥3次。

5.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述方法制備得到的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒，其特征在于，所述較大粒徑的二氧化硅納米顆粒的粒徑為50-500nm。

7.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述方法制備得到的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒或權(quán)利要求5-6任一項(xiàng)所述的較大粒徑的二氧化硅納米顆粒在制備提高中滲透率油藏采收率相關(guān)驅(qū)替流體中的應(yīng)用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：

9.一種權(quán)利要求8所述應(yīng)用制備得到的二氧化硅納米流體。

10.一種權(quán)利要求9所述的二氧化硅納米流體在提高中滲透率油藏采收率中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種較大粒徑的二氧化硅納米顆粒及其制備方法和應(yīng)用，較大粒徑的二氧化硅納米顆粒粒徑為50?500nm，以正硅酸乙酯、乙醇、水和NH<subgt;3</subgt;·H<subgt;2</subgt;O混勻后室溫?cái)嚢韬铣?，將其與重烷基苯磺酸鹽表活劑混合攪拌應(yīng)用于中滲透率油藏的開(kāi)發(fā)，可以大幅度提高原油采收率。

技術(shù)研發(fā)人員：周彥霞,張?jiān)茖?劉進(jìn)祥,李惠,吳瀟洋,趙立雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北石油大學(xué)三亞海洋油氣研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28