本發明屬于石油化工，具體涉及一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法。

背景技術：

1、隨著全球能源需求的不斷增長，油氣資源的開采面臨越來越大的挑戰。特別是在常規油田的開采過程中，隨著采油程度的增加，采收率逐漸下降，常規的驅油技術已難以滿足高效開發的需求。因此，尋找新的高效驅油技術成為油田開發研究中的重要課題。近年來，納米材料在油田開發中的應用逐漸興起，特別是碳量子點作為新型的納米材料，憑借其優異的光學和化學性質，成為了驅油劑研究中的一個重要方向。

2、碳量子點是一種具有熒光特性的納米材料，廣泛應用于傳感器、成像、催化、藥物遞送等領域。由于其高比表面積、豐富的表面官能團以及良好的生物兼容性，碳量子點在油田開采中作為驅油劑的潛力受到了廣泛關注。通過對其表面進行功能化修飾，可以提高其在油水界面上的作用力，從而提高驅油效率。盡管現有技術中已有基于碳量子點的驅油劑研究，然而傳統的碳量子點往往存在以下問題：表面官能團不穩定，未經過充分改性或摻雜的碳量子點，表面官能團容易發生變化，從而影響其驅油效果。現有的驅油劑在使用過程中，往往缺乏有效的監測手段，難以實時監控驅油過程中的流體動態，導致無法優化驅油策略。因此，開發具有較強熒光示蹤功能和優異驅油性能的碳量子點驅油劑，成為了當前技術中的一個迫切需求。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

3、本發明提供了熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，所述熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑包括腐殖酸、尿素、去離子水、無水乙醇、十六烷基三甲基溴化銨和三乙胺，

4、其中，所述腐殖酸、尿素和去離子水的混合液記為碳量子點溶液，且所述碳量子點溶液通過冷凍干燥制成碳量子點顆粒。

5、作為本發明的優選方案，所述腐殖酸、尿素和去離子水的質量比為1:(0.5～0.6):(10～20)。

6、作為本發明的優選方案，所述去離子水的質量為腐殖酸和尿素總質量的20～30倍。

7、作為本發明的優選方案，所述碳量子點顆粒和無水乙醇的質量比為1:(50～80)。

8、作為本發明的優選方案，所述十六烷基三甲基溴化銨的添加量為碳量子點顆粒質量的2～3倍。

9、作為本發明的優選方案，所述三乙胺的添加量為碳量子點顆粒的1～1.5倍。

10、本發明還提供了一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑的制備方法，包括以下步驟：

11、s1、將定量的腐殖酸和尿素溶解于去離子水中后，超聲分散30～60min。將混合溶液置于微波反應器中反應8～10min，然后冷卻到室溫；

12、s2、將s1得到的產物溶解在去離子水中，超聲分散5～10min，使用孔徑為0.45μm的濾膜去除粒徑較大的顆粒，使用透析袋去除小分子雜質得到碳量子點溶液，然后冷凍干燥制成碳量子點顆粒；

13、s3、將一定量s2得到的碳量子點顆粒溶解于無水乙醇中，然后加入一定量的十六烷基三甲基溴化銨。在氮氣保護下，加入一定量的催化劑以促進反應，溫度控制在60～80℃，反應時間為4～6h，反應結束后，利用旋轉蒸發儀去除無水乙醇，得到所述熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑。

14、作為本發明的優選方案，所述s2中，所述透析袋的分子量截斷范圍為3000-3500da。

15、與現有技術相比，本發明提供的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法，利用腐殖酸作為碳源，尿素作為氮源通過微波法制備得到氮摻雜碳量子點顆粒，再向其表面接枝十六烷基三甲基溴化銨，形成具有熒光示蹤功能的碳量子點驅油劑。

16、以上一個或多個技術方案存在以下有益效果：

17、1、在熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法中，通過對腐殖酸進行改性，增強了其與油水相的相容性，氮摻雜提高了碳量子點的親水性，進一步提升了其在水相中的分散性和穩定性，從而提高驅油效率。碳量子點驅油劑具備優異的滲透能力，由于粒徑小，驅油劑可以更容易地滲透進入油藏的微孔隙，從而幫助油田在復雜環境中提高采收率；

18、2、在熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法中，碳量子點驅油劑還具有良好的熒光性能，其可以作為示蹤劑能夠在驅油過程中實時監測流體流動情況，為油田開發提供有效的數據支持。且腐殖酸是一類廣泛存在于自然界中的有機物質，尿素作為一種常見的氮源，二者價格低廉，具有較好的應用前景。

技術特征：

1.一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于，所述熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑包括腐殖酸、尿素、去離子水、無水乙醇、十六烷基三甲基溴化銨和三乙胺，

2.根據權利要求1所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于：所述腐殖酸、尿素和去離子水的質量比為1:(0.5～0.6):(10～20)。

3.根據權利要求1所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于：所述去離子水的質量為腐殖酸和尿素總質量的20～30倍。

4.根據權利要求1所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于：所述碳量子點顆粒和無水乙醇的質量比為1:(50～80)。

5.根據權利要求1所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于：所述十六烷基三甲基溴化銨的添加量為碳量子點顆粒質量的2～3倍。

6.根據權利要求1所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，其特征在于：所述三乙胺的添加量為碳量子點顆粒的1～1.5倍。

7.一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑的制備方法，其特征在于：所述s2中，所述透析袋的分子量截斷范圍為3000-3500da。

技術總結
本發明公開了一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑及其制備方法，涉及石油化工技術領域。該一種熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，所述熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑包括腐殖酸、尿素、去離子水、無水乙醇、十六烷基三甲基溴化銨和三乙胺，其中，所述腐殖酸、尿素和去離子水的混合液記為碳量子點溶液，且所述碳量子點溶液通過冷凍干燥制成碳量子點顆粒。在本發明中的熒光示蹤型氮摻雜碳量子點驅油劑，不僅提高了驅油效率且具備熒光示蹤性能，還具有綠色合成的環保性和合成工藝的簡便性，有助于油田開采過程中提高采收率、降低成本并減少環境影響，具有廣闊的應用前景。

技術研發人員：張瀚瀾,費貴強,王晨,張康
受保護的技術使用者：陜西氫晨新材科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28