本发明涉及石油开采
技术领域：
，尤其涉及一种用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性流体。
背景技术：
：我国致密油气资源分布具有油气藏类型多、分布区域广在已探明的储量中，致密油藏储量的比例很高，致密油藏储量的比例很高，我国的可采石油资源中，致密油占2/5。我国的致密油开发取得了战略性突破，相继在鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地等发现5亿吨级至10亿吨级储量规模区，初步预计全国地质资源量超过200亿吨，开发潜力巨大。未动用储量以压裂开发为主，平均区块采收率低于10％。目前油田处于开发中后期，由于致密储层基质多为微纳级孔喉(50nm～900nm)，毛管力显著，限域空间油/水/固界面效应突出，流体流动阻力大，基质能量难以补充(“注不进、采不出”)，导致基质孔隙原油动用效率低。并且深层致密油藏所占比重逐年增加，面临油藏条件高温高盐(≥130℃、≥6万mg/l)的问题。致密储层开发面临多方面挑战，故提高致密油气藏采收率已成为致密油藏开发的新研究方向。纳米技术作为二十一世纪科技创新发展的新动力之一，由于纳米尺度效应具有不同于常规材料的独特性能(表/界面特性)，并且原料易得，工业化成熟，价格低，因此在石油开采领域备受关注。但是纳米材料尺寸与致密储层基质孔隙尺寸处于相同级别，并且稳定性易受环境影响，因此必须克服纳米材料粒径与油藏孔喉结构匹配性差这一科学难题，使纳米材料进得去致密储层基质并将孔隙中的油排出。技术实现要素：为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性流体。为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：本发明首先提供一种用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，由以下物质组成：耐温耐盐纳米活性sidots，含量为0.01-0.2wt％，其余为水。由于所述耐温耐盐纳米活性流体在进入地层后会受到一定程度的稀释，因此优选耐温耐盐纳米活性sidots的含量为0.05-0.2wt％，最优选为0.1wt％。进一步地，所述耐温耐盐纳米活性sidots的分子结构式为：更进一步地，所述耐温耐盐纳米活性sidots的制备方法包括如下步骤：(1)将柠檬酸三钠溶于超纯水中，通入氮气保护，接着再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷(aptms)，室温搅拌均匀；将混合液加入到高压反应釜中，升温到180-200℃，反应2-4h，得到sidots；(2)将对氨基苯磺酸钠、25％戊二醛、正戊醛加入超纯水中，室温搅拌5h后，加入步骤(1)所得的sidots，继续室温搅拌5h，冷冻干燥得到所述耐温耐盐纳米活性sidots。按照以上制备方法制备得到的耐温耐盐纳米活性sidots的粒径小于15nm。在本发明的一个具体实施方式中，所述耐温耐盐纳米活性sidots的制备方法包括如下步骤：(1)将0.368g柠檬酸三钠溶于8ml超纯水中，持续通入氮气20min，去除溶解氧，并搅拌均匀；接着再加入2ml的aptms，搅拌10min以致均匀混合。将混合液加入到高压反应釜中，升温到200℃，反应2h，得到sidots，备用；(2)制备sidots表面水溶性修饰基团：将5g对氨基苯磺酸钠，8ml的戊二醛(25％)，0.86g正戊醛加入40ml超纯水中，室温搅拌5h后，得到水溶性修饰基团；向水溶性修饰基团中加入5g的sidots，继续室温搅拌5h，冷冻干燥后得到耐温耐盐纳米活性sidots。进一步地，所述的水是含k 、na 、mg2 、ca2 和cl-的水，其中k 和na 的总浓度不超过60000mg/l，ca2 和mg2 的总浓度不超过4000mg/l，所述水的总矿化度不超过130000mg/l。作为优选，所述的水是含k 、na 、mg2 、ca2 和cl-的水，其中k 和na 的总浓度为1000～60000mg/l，ca2 和mg2 的总浓度为100～4000mg/l，所述水的总矿化度为2000～130000mg/l。若所述水的总矿化度超过该范围，将会使活性纳米流体的团聚增加，甚至会产生沉淀。更进一步地，所述耐温耐盐纳米活性流体的制备方法为：(1)将耐温耐盐纳米活性sidots与水配制成母液；(2)使用时，将母液在搅拌条件下加水稀释，获得所需浓度的耐温耐盐纳米活性流体。本发明还提供了所述耐温耐盐纳米活性流体在致密油藏渗吸排油方面的应用。本发明所提供的耐温耐盐纳米活性流体尤其适用于温度为60～120℃，优选60～100℃，以及矿化度为10000～130000mg/l地层条件的致密油藏。本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。在符合本领域常识的基础上，上述各进一步或优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。本发明的有益效果在于：本发明提供的纳米活性sidots流体，具有超小尺寸的特征，粒径低于15nm，与致密油藏纳微孔喉匹配性高，易进入纳微孔喉，对孔喉伤害小。又进一步地，本发明提供的纳米活性sidots流体，具有高界面活性，可以显著降低油水界面张力，提高致密油藏的采出程度。又进一步地，本发明提供的纳米活性sidots流体，环境友好型，自分散，易配制。更进一步地，本发明提供的纳米活性sidots流体，耐温抗盐，稳定性好，可满足温度60～120℃，矿化度10000～130000mg/l的地层条件。总的来说，本发明针对目前提高致密油气藏采收率存在“注不进，采不出”、基质孔隙原油动用效率低的技术问题，创新地提出一种用于致密油藏渗吸排油的纳米活性sidots流体及其制备方法与使用方法，且所述纳米活性sidots流体耐温耐盐，其中的水基纳米材料纳米活性sidots具有粒径小、界面活性好、稳定分散的特点，且廉价易得，为致密油藏高效开发的“巨大”难题提供了有效的解决方案。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是纳米活性sidots的xps能谱；图2是纳米活性sidots的eds能谱；图3是纳米活性sidots的红外光谱；图4是纳米活性sidots的hrtem；图5是纳米活性sidots的dls；图6是纳米活性sidots流体的耐盐稳定性测试结果；其中，(a)为粒径，(b)为zeta电位；图7是纳米活性sidots流体的耐温稳定性测试结果；其中，(a)为粒径，(b)为zeta电位；图8是耐温耐盐的纳米活性sidots流体和模拟油的界面张力与纳米活性sidots浓度的关系；图9是致密岩心的渗吸采出程度与纳米活性sidots流体浓度的关系；图10是纳米活性sidots流体的渗吸排油结果。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1：用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性sidots流体适用于致密油藏的渗吸排油的耐温耐纳米活性sidots流体，包含耐温耐盐纳米活性sidots，含量为0.05-0.2wt％，其余为水。所述的水是含k 、na 、mg2 、ca2 和cl-的水，其中k 、na 总浓度为1000～60000mg/l，ca2 和mg2 总浓度为100～4000mg/l，总矿化度为2000～130000mg/l。实施例2：耐温耐盐纳米活性sidots的表征利用耐温耐盐纳米活性sidots固体粉末测试xps、eds、红外光谱，分析耐温耐盐纳米活性sidots的元素组成以及耐温耐盐纳米活性sidots表面基团组成，如图1、2、3所示；配制0.1wt％的耐温耐盐纳米活性sidots溶液，测试hrtem、dls，分析耐温耐盐纳米活性sidots的微观形貌及粒径分布，见图4、5，其真实粒径低于10nm，且呈球形结构，水化粒径小于15nm。实施例3：耐温耐盐纳米活性sidots流体的耐温耐盐性能测试分别配制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10w矿化度的0.1wt％耐温耐盐纳米活性sidots流体，在室温条件下，放置7d后，测试其dls、zeta电位，评价其耐盐稳定性，测试结果如表1和图6所示，抗盐能力能达到13w矿化度。表1矿化度/w粒径/nmzeta电位/mv013.4-33.2114.1-32.5212.7-29.3313.3-30.5413.2-25.2514-17.3612.6-19.3714-17.2815.1-17.3915.3-17.11014.5-17.51115.2-17.21216.7-17.61317.8-16.21438.6-13.21550.6-10.2用模拟地层水配制0.1wt％的耐温耐盐纳米活性sidots流体，其中模拟地层水的k 、na 总浓度为6699mg/l，ca2 和mg2 总浓度为2106mg/l，cl-的总浓度为13324mg/l，总矿化度为23687mg/l。在60、80、100、120℃下放置7d后，测试耐温耐盐纳米活性sidots流体的dls、zeta电位，评价其耐温性能，测试结果如表2和图7所示，耐温性能达到100℃，表现出较好的耐温性能。表2温度/℃6080100120粒径/nm14.5415.3615.1720.56zeta电位/mv-25.3-23.2-17.2-15.4实施例4：耐温耐盐纳米活性sidots流体降低界面张力的能力配制浓度为0wt％、0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1.0wt％的耐温耐盐的纳米活性sidots流体，在60℃条件下，测试模拟油、正己烷与不同浓度耐温耐盐纳米活性sidots流体的界面张力，见表3和图8，耐温耐盐活性纳米sidots流体能降低油水界面张力，有较好的界面活性。表3实施例5：耐温耐盐纳米活性sidots流体的渗吸排油能力用文献中自发渗吸方法评价渗吸排油能力，实验步骤为：①露头致密岩心分别称干质量、气测其渗透率及孔隙度，岩心基本参数见表4；②抽真空饱和地层饱和模拟油；③露头岩心分别称湿质量；④将饱和好模拟油的岩心放入定制的渗吸瓶中；⑤分别加入模拟水、浓度为0.01wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％耐温耐盐的纳米活性sidots流体；⑥在60℃条件下老化，读取不同时间的排出油体积，计算渗吸采出程度。实验结果见表5和图9，结果表明，岩心的渗吸采出程度较水最大提高15％以上，显示出较好的渗吸排油能力，能显著提高致密油藏的采收率。表4岩心编号123456渗透率/md0.0970.0890.0870.0840.1020.104孔隙度/％10.2910.4710.0610.0310.869.92表5浓度/wt％00.010.050.10.20.5采出程度/％22.2733.9335.0338.1133.5922.27对比例1参照实施例5的实验步骤，对比现有技术常用的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，常规纳米驱油剂(母液由6％十二烷基苯磺酸钠 7％常规纳米流体(粒径15-20nm) 87％水组成，使用时稀释)，以及本发明所述耐温耐盐纳米活性流体的采收率。对以上驱油剂采用不同稀释倍数反复试验，十二烷基苯磺酸钠所能实现的最大采收率为30.63％，常规纳米驱油剂所能实现的最大采收率为35.96％，而本发明所提供的纳米活性sidots流体在纳米活性sidots含量为0.1wt％时，采收率可达38.11％。原因在于，表面活性剂和常规纳米驱油剂难以有效地进入致密岩心内部，而本发明所提供的纳米活性sidots流体与致密油藏纳微孔喉匹配性高，易进入纳微孔喉，具有高界面活性，可以显著降低油水界面张力，提高致密油藏的采出程度。以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，由以下物质组成：耐温耐盐纳米活性sidots，含量为0.01-0.2wt％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述耐温耐盐纳米活性sidots的分子结构式为：
3.根据权利要求2所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述耐温耐盐纳米活性sidots的制备方法包括如下步骤：
(1)将柠檬酸三钠溶于超纯水中，通入氮气保护，接着再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，室温搅拌均匀；将混合液加入到高压反应釜中，升温到180-200℃，反应2-4h，得到sidots；
(2)将对氨基苯磺酸钠、25％戊二醛、正戊醛加入超纯水中，室温搅拌5h后，加入步骤(1)所得的sidots，继续室温搅拌5h，冷冻干燥得到所述耐温耐盐纳米活性sidots。
4.根据权利要求3所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述耐温耐盐纳米活性sidots的粒径小于15nm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述的水是含k 、na 、mg2 、ca2 和cl-的水，其中k 和na 的总浓度不超过60000mg/l，ca2 和mg2 的总浓度不超过4000mg/l，所述水的总矿化度不超过130000mg/l。
6.根据权利要求5所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述的水是含k 、na 、mg2 、ca2 和cl-的水，其中k 和na 的总浓度为1000～60000mg/l，ca2 和mg2 的总浓度为100～4000mg/l，所述水的总矿化度为2000～130000mg/l。
7.根据权利要求6所述的耐温耐盐纳米活性流体，其特征在于，所述耐温耐盐纳米活性流体的制备方法为：
(1)将耐温耐盐纳米活性sidots与水配制成母液；
(2)使用时，将母液在搅拌条件下加水稀释，获得所需浓度的耐温耐盐纳米活性流体。
8.权利要求1～7任一项所述的耐温耐盐纳米活性流体在致密油藏渗吸排油方面的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述致密油藏的地层条件为温度处于60～120℃之间。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述致密油藏的地层条件为矿化度处于10000～130000mg/l之间。
技术总结本发明涉及本发明涉及石油开采技术领域，公开了一种用于致密油藏渗吸排油的耐温耐盐纳米活性流体，由以下物质组成：耐温耐盐纳米活性SiDots，含量为0.01‑0.2wt％，其余为水。本发明针对目前提高致密油气藏采收率存在“注不进，采不出”、基质孔隙原油动用效率低的技术问题，提出一种用于致密油藏渗吸排油的纳米活性SiDots流体，所述纳米活性SiDots流体可耐温耐盐，其中的水基纳米材料纳米活性SiDots具有粒径小、界面活性好、稳定分散的特点，且廉价易得，为致密油藏高效开发的“巨大”难题提供了有效的解决方案。
技术研发人员：由庆;戴彩丽;刘成;周标;李玉阳;赵光;刘逸飞;王磐;王炳善
受保护的技术使用者：中国地质大学(北京);中国石油大学(华东)
技术研发日：2021.03.30
技术公布日：2021.08.03
