一种改性二硫化钛纳米材料及其制备方法、应用

本发明涉及一种改性二硫化钛纳米材料及其制备方法、应用，属于石油开采。

背景技术：

1、石油开采过程一般分为三个阶段，一次采油阶段主要依靠储层自身能量(地层压力、溶解气等)驱动原油流动；随着一次开采的进行，地层压力逐渐降低，岩石孔喉逐渐闭合，因此急需向地层中注入流体以补充地层能量(地层水、气体等)，通过补充能量来驱出原油的方法称为二次采油，大约可以开采40％的原油。三次采油是指通过向储层中注入化学物质(例如聚合物，气体，纳米流体和表面活性剂)驱出剩余原油的采油方法。但是由于传统表面活性剂在地层中的吸附量损失较大、成本高，聚合物在储层中的剪切降解严重，高粘弹性的聚合物容易堵塞岩石孔喉，对储层造成了不可逆的伤害，而气体容易发生气窜，波及系数低，以上原因严重限制了传统油气田开发材料的应用。

2、目前，通常采用纳米材料进行三次采油，纳米材料具有降低界面张力、改变岩石润湿性、降低原油粘度，产生结构分离压力等特点，目前用于驱油的纳米材料包括石墨烯、纳米金属氧化物和部分纳米非金属氧化物，然而，上述纳米材料普遍存在比表面积小、成本高、分散稳定性差和提高采收率效果有限等缺陷。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明提供一种改性二硫化钛纳米材料的制备方法，该制备方法得到的改性二硫化钛纳米材料所制备的纳米流体能够显著提高采收率。

2、本发明提供一种改性二硫化钛纳米材料，该改性二硫化钛纳米材料按照上述方法制备得到，当亲水性二硫化钛纳米片表面含有疏水性烷基胺链，可以有效降低油/水之间的界面张力，具有较高的分散稳定性，从而提高采收率。

3、本发明提供一种纳米流体，该纳米流体包括上述改性二硫化钛纳米材料，因此能够有效提高采收率，提高采油作业效率。

4、本发明提供一种石油采收的方法，该方法通过将包括改性二硫化钛纳米材料的纳米流体注入储层中，以实现提高采收率的目的。

5、本发明提供一种改性二硫化钛纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

6、1)将1重量份的亲水性二硫化钛纳米片与50～200重量份的酮类化合物混合反应，得到混合物；

7、2)向所述混合物中加入1-15重量份的烷基胺化合物控制ph为4-7，改性反应后冷却至室温后用乙醇清洗，得到所述改性二硫化钛纳米材料；其中，所述烷基胺化合物中碳原子数为c6-c18。

8、如上所述的制备方法，所述烷基胺化合物的碳原子数为c12-c18。

9、如上所述的制备方法，所述亲水性二硫化钛纳米片与所述烷基胺化合物按照1:1-10重量份混合。

10、如上所述的制备方法，所述亲水性二硫化钛纳米片由包括以下过程的方法制备得到：

11、将1重量份的钛源与1～10重量份的催化剂和10～100重量份的有机溶剂相混合，在惰性气体的环境下100～150℃下混合加热0.5～2小时，之后升温到250～300℃，加入1～8重量份的硫源，搅拌1～3小时冷却至室温后，清洗离心过滤，得到所述亲水性二硫化钛纳米片。

12、本发明还提供一种改性二硫化钛纳米材料，通过上述制备方法制备得到。

13、如上所述的改性二硫化钛纳米材料，所述改性二硫化钛纳米材料比表面积为10-50m2/g，层厚为4-15nm，长为300-500nm，宽为170-300nm。

14、本发明还提供一种纳米流体，所述纳米流体包括上述改性二硫化钛纳米材料、溶剂，所述溶剂包括盐水、去离子水中的一种。

15、如上所述的纳米流体，所述改性二硫化钛纳米材料的浓度为30-1000ppm。

16、如上所述的纳米流体，所述盐水的浓度为10000～220000mg/l。

17、本发明还提供一种石油采收的方法，采用上述纳米流体对油藏进行采收。

18、本发明提供的制备方法以亲水性二硫化钛纳米片、酮类化合物以及烷基胺化合物为原料，按照特定的添加步骤以及重量份制备得到改性二硫化钛纳米材料，其中烷基胺化合物中碳原子数目为c6-c18。该改性二硫化钛纳米材料在亲水性二硫化钛纳米片表面依靠分子间作用力接枝烷基胺链，其中亲水性二硫化钛纳米片具有亲水性，烷基胺链具有疏水性，将其应用于纳米流体中，在亲水性二硫化钛纳米片与烷基胺链协同作用下，降低油/水界面张力，从而提高采收率，且该改性二硫化钛纳米材呈片状，因此该纳米流体在储层中具有较高的采收率和稳定性。

19、本发明提供的改性二硫化钛纳米材料按照上述方法制备得到，因此包括该改性二硫化钛纳米材料的纳米流体能够显著提高石油采收率。

20、本发明提供的纳米流体包括上述改性二硫化钛纳米材料，因此该纳米流体具有较低的油/水界面张力，有利于提高采收率。

21、本发明提供的石油采收方法使用了上述纳米流体，因此该石油采收方法很大程度解决目前三次采油过程中采收率低的问题。

技术特征：

1.一种改性二硫化钛纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烷基胺化合物的碳原子数为c12-c18。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性二硫化钛纳米片与所述烷基胺化合物按照1:1-10重量份混合。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述亲水性二硫化钛纳米片由包括以下过程的方法制备得到：

5.一种改性二硫化钛纳米材料，其特征在于，通过权利要求1-4中任意一项所述制备方法制备得到。

6.根据权利要求5所述的改性二硫化钛纳米材料，其特征在于，所述改性二硫化钛纳米材料比表面积为10～50m2/g，层厚为4～15nm，长为300～500nm，宽为170～300nm。

7.一种纳米流体，其特征在于，所述纳米流体包括权利要求5或6所述改性二硫化钛纳米材料、溶剂，所述溶剂包括盐水、去离子水中的一种。

8.根据权利要求7所述的纳米流体，其特征在于，所述改性二硫化钛纳米材料的浓度为30-1000ppm。

9.根据权利要求7或8所述的纳米流体，其特征在于，所述盐水的浓度为10000～220000mg/l。

10.一种石油采收的方法，其特征在于，采用权利要求7-9中任意一项所述纳米流体对油藏进行采收。

技术总结本发明提供一种改性二硫化钛纳米材料及其制备方法、应用，包括以下步骤：1)将1重量份的亲水性二硫化钛纳米片与50～200重量份的酮类化合物混合反应，得到混合物；2)向所述混合物中加入1‑15重量份的烷基胺化合物，控制pH为4‑7，改性反应后冷却至室温后用乙醇清洗，得到所述改性二硫化钛纳米材料；其中，所述烷基胺化合物中碳原子数为C6‑C18。本发明提供的改性二硫化钛纳米材料能够显著提高石油采收率。技术研发人员：侯吉瑞,卢卓,英凡受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）技术研发日：技术公布日：2024/5/27