一种Janus碳纳米管降粘剂颗粒、制备方法和稠油降粘方法与流程

本发明属于化学驱油，具体涉及一种janus碳纳米管降粘剂颗粒、制备方法和稠油降粘方法。

背景技术：

1、我国稠油资源丰富，然而许多稠油油藏由于原油粘度较高，导致水驱采收程度不足20％。这是由于水油粘度差异大，同时稠油中含有的胶质、沥青质等天然乳化剂，有较强的乳化协同作用，水驱过程中易形成高粘的w/o型乳状液，进一步加大粘度差异，导致了水油流度比较大，波及体积较小。专利cn115418211a中提到了一种稠油降粘驱油剂，通过复配表面活性剂构建一种降粘体系，通过降低稠油粘度来提高稠油油藏采收率。专利cn115418211a中提到使用枯草芽孢杆菌与草菇木聚糖酶通过反应制备了一种生物酶降粘剂，该降粘剂可解决含胶质、沥青质、蜡均较高的重质稠油难开采问题，降粘率比常规化学降粘剂提高5％。因此降低稠油粘度对提高稠油采收率具有重要意义。

2、目前，稠油提高采收率技术主要热采驱油和化学驱油两类，其中注蒸汽热采驱油虽然效果好，但是成本高、风险大，不适合大面积使用。常用的化学驱油主要为表面活性剂降粘驱油，但是表面活性剂用量大，成本高，并且对地层污染严重，很难在现场大量使用。因此需要一种环保的化学降粘手段来实现提高稠油油藏采收率。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种janus碳纳米管降粘剂颗粒及其制备方法与应用，选用功能化碳纳米管作为研究对象，通过化学改性制备一种janus碳纳米管降粘剂，通过复配形成纳米流体，用以降低稠油粘度，提高稠油油藏采收率。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法，包括如下步骤：

4、s1、将功能化碳纳米管加入第一溶剂中，超声分散均匀后加入石蜡液体进行第一次搅拌反应，经分离得到石蜡微球；

5、s2、将所述石蜡微球加入第二溶剂中，搅拌均匀后加入催化剂和改性剂进行第二次搅拌反应，经分离得到改性石蜡微球；

6、s3、将所述改性石蜡微球加入第三溶剂中，加热搅拌以溶解所述改性石蜡微球表面的石蜡，微球沉积，经分离和干燥得到所述janus碳纳米管降粘剂颗粒。

7、基于以上技术方案，所述碳纳米管降粘剂是由功能化碳纳米管与不同碳链长度的烷烃通过pickering乳液界面保护法化学改性合成。本发明的janus碳纳米管降粘剂颗粒可以降低稠油粘度，降粘率达到90％以上，从而改善油水流度比，扩大波及体积，从而提高稠油油藏采收率。

8、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法中，所述功能化碳纳米管为羟基化碳纳米管、羧基化碳纳米管和氨基化碳纳米管中的任一种；

9、所述第一溶剂为水。

10、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法中，所述功能化碳纳米管的质量可为所述第一溶剂的质量的2％～4％，如2％；

11、所述石蜡液体的质量可为所述第一溶剂的质量的30％～50％，如30％；

12、所述石蜡液体为由石蜡加热而成的液态石蜡；

13、所述第一次搅拌反应的转速可为10000～15000转/分钟，时间可为1.5～2h，如在12000转/分钟下搅拌1h。

14、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法，步骤s1中，所述分离为过滤；

15、在所述分离后还包括洗涤步骤，洗涤溶剂为去离子水，质量可为所述第一溶剂质量的200％～500％，如300％。

16、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法中，所述第二溶剂可为甲苯、四氯化碳和无水乙醇中的任一种；

17、所述催化剂为碱性试剂，优选为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种；

18、所述改性剂为溴代正辛烷(1-溴代正辛烷)、溴代正癸烷(1-溴代正癸烷)和溴代十二烷(1-溴代(正)十二烷)中的任一种；

19、步骤s2中所述方法在所述反应结束后还包括调整溶液ph值至中性，ph调整剂为酸，优选为盐酸、乙酸和丙酸中的一种或多种。

20、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法中，所述第二溶剂的质量与所述第一溶剂的质量相同；

21、所述催化剂的质量可为所述第二溶剂质量的0.01％～0.05％，如0.01％；

22、所述改性剂的质量为第二溶剂质量的0.5％～1％，如0.5％；

23、所述第二次搅拌反应的温度为55～65℃，时间为12～14h，转速为400～600转/分钟，如在60℃下以400转/分钟搅拌反应12h。

24、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法，步骤s2中，所述分离为过滤；

25、在所述分离后还包括洗涤步骤，洗涤溶剂为无水乙醇，质量为所述第二溶剂质量的200％～500％，如300％；

26、在所述洗涤后还包括干燥步骤，如在50℃下烘干。

27、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法，所述第三溶剂可为甲苯、正庚烷、十二烷、十四烷中的一种或多种；

28、所述第三溶剂的质量可为第二溶剂质量的50～150％，如100％；

29、所述加热的温度可为85～90℃，如85℃。

30、上述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法，步骤s3中，所述分离为过滤；

31、在所述分离后还包括洗涤步骤，洗涤溶剂为正庚烷和无水乙醇依次洗涤，质量分别为所述第三溶剂质量的200％～500％，如200％或300％；

32、所述干燥为烘干，烘干温度具体可为80℃。

33、本发明进一步提供一种janus碳纳米管降粘剂颗粒，由上述任一项所述的janus碳纳米管降粘剂颗粒的制备方法制备得到。

34、本发明再进一步提供所述的janus碳纳米管降粘剂颗粒在如下任一项中的应用：

35、p1)降低稠油粘度；

36、p2)降低油水界面张力；

37、p3)提高稠油油藏采收率。

38、本发明还保护一种降低稠油粘度的方法，包括如下步骤：

39、将所述的janus碳纳米管降粘剂颗粒和分散剂混合，得到纳米流体；

40、将所述纳米流体加入稠油中，搅拌以进行降粘。

41、上述的降低稠油粘度的方法中，所述分散剂可为表面活性剂，优选为吐温80或十二烷基硫酸钠；

42、所述分散剂以其水溶液的形式添加，质量浓度可为0.05％～0.1％，如0.05％；

43、所述janus碳纳米管降粘剂颗粒在所述纳米流体中的浓度可为100ppm～1000ppm，如500ppm；

44、所述纳米流体和所述稠油的体积比可为1：(0.1～10)，如1：1。

45、与现有的技术相比，本发明的有益效果在于：

46、(1)本发明的janus碳纳米管降粘剂可以降低稠油粘度达到95％以上，超过常规的表面活性剂降粘剂；

47、(2)本发明的janus碳纳米管降粘剂配置成纳米流体不仅可以降低油水界面张力，而且可以改善岩石润湿性，从而提高水驱采收率；

48、(3)相比于常规降粘剂，本发明的janus碳纳米管降粘剂无毒、环保，对地层无任何伤害，可以大量应用于现场。