Page 193 - 《精细化工》2022年第4期
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第 4 期 白 云，等: 双亲纳米 SiO 2 颗粒的制备及提高渗吸采收率性能 ·829·
近年来，许多学者对纳米颗粒在提高致密油藏 在亲水纳米 SiO 2 颗粒表面，有机相与无机相之间的
[4] 作用力较弱。在实际油藏储层环境下，表面活性剂
采收率中的应用进行了研究 。其中，亲水纳米 SiO 2
颗粒由于具有高表面活性，抗高温及环保等特点， 改性的纳米 SiO 2 颗粒不但失去亲水亲油的性质，而
在石油领域受到广泛青睐。HENDRANINGRAT 等 [5] 且还极易相互团聚 [10-11] 。因此，需要制备一种双亲
发现了质量分数 0.01%亲水纳米 SiO 2 颗粒能够显著 纳米 SiO 2 颗粒，使其在油藏条件下能够呈现良好
增强岩石表面的亲水性，从而大幅度提高致密岩心 的稳定性和界面活性。相比于表面活性剂改性的纳
[6]
的渗吸采收率。AL-ANSSARI 等 指出质量分数 米 SiO 2 颗粒，双亲纳米 SiO 2 颗粒可以有效缓解在
0.05%亲水纳米 SiO 2 颗粒在高压（20 MPa）条件下， 储层岩石孔隙运移过程中的滞留问题以及提高狭
将方解石表面的润湿性从亲油性转变为亲水性。 窄孔喉中的油滴变形能力，有助于获得更高的渗吸
[7]
SOFLA 等 发现，亲水纳米 SiO 2 颗粒表面只含有硅 采收率。
羟基，使其界面活性不高，在油水界面不能发挥联 基于此，本文首先采用固体石蜡、亲水纳米 SiO 2
系油水两相的纽带作用。因此，亲水纳米 SiO 2 颗粒 颗粒、双十二烷基二甲基溴化铵为原料，制备水包
[8]
降低界面张力的能力有限。周福建等 发现，在渗 油 Pickering 乳液，低温冷却乳液后，对界面处固定
吸过程中需要合适的界面张力以实现渗吸动力与排 的纳米 SiO 2 颗粒的裸露部分进行磺酸基功能化。随
[9]
油阻力的平衡。NWIDEE 等 认为，表面活性的亲 后溶解固体石蜡，对纳米 SiO 2 颗粒的未改性部分进
水头基可以与亲水纳米 SiO 2 颗粒表面的羟基相结 行辛基功能化，即可得到双亲纳米 SiO 2 颗粒，其合
合，使得表面活性剂的疏水链暴露在亲水纳米 SiO 2 成过程示意图见图 1。将双亲纳米 SiO 2 颗粒分散在
颗粒表面，导致亲水纳米 SiO 2 颗粒具有部分疏水性， 地层水中制备了纳米流体，重点讨论了纳米流体的
从而能够吸附在油水界面上，有助于降低界面张力。 稳定性、界面性质和自发渗吸效率。本研究有望为
然而由于表面活性剂只通过范德华力或静电力吸附 纳米流体的矿场应用提供理论参考。
图 1 双亲纳米 SiO 2 颗粒合成过程示意图
Fig. 1 Schematic diagram of synthesis process of amphiphilic nano-SiO 2 particles
3-巯基丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、无
1 实验部分 水乙醇、双氧水（质量分数 30%）、甲苯、三氯甲烷，
AR，北京百灵威科技有限公司；去离子水，实验室自
1.1 试剂与仪器
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制；原油（25 ℃下黏度 20.48 mPa·s、密度 0.92 g/cm ）；
固体石蜡（熔点 58~60 ℃），工业级，上海华
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地层水（密度 1.03 g/cm 、pH 6.78、黏度 1.05 mPa·s、
生康复器材有限公司；亲水纳米 SiO 2 颗粒（平均粒径
矿化度 55000 mg/L）；原油、地层水、天然岩心取
20 nm），AR，上海科沿实业有限公司；双十二烷基二
自于鄂尔多斯盆地黄陵探区长 6 油层组，其物理参
甲基溴化铵，AR，上海阿拉丁生物科技股份有限公司；
