CN114854387B - 一种纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米花‑纳米片双无机纳米调驱体系及其应用，涉及石油开发技术领域，所述纳米花‑纳米片双无机纳米调驱体系包括改性MoS₂纳米花、改性MoS₂纳米片和烷基酚聚氧乙烯醚。所述改性MoS₂纳米片、改性MoS₂纳米花与烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为1:1:2。纳米片‑纳米花双无机纳米调驱体系具有良好的抗温抗盐性，不受地层水中杂质的影响；现场注入所需浓度小，极少的用量即可达到较理想的调驱效果，可满足复杂现场注入条件；作为纳米级的调驱体系，粒径尺寸小，与低渗孔喉尺度的配伍性良好，具有良好的注入性。

Description

一种纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系及其应用

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域，特别是涉及一种纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系及其应用。

背景技术

目前，用于低渗油藏的深部调驱剂种类繁多，根据调驱剂注入方式，可分为单液法调驱剂和双液法调驱剂。调驱时只用一种工作液，首先进入含水饱和度高的层，注入压力升高之后依次进入含油饱和度高的低渗层，驱出其中的原油从而提高次采收率；而双液法是指调驱时必须用两种工作液，一种起调剖作用，一种起驱油作用，注入时，调堵剂在前，驱油剂在后，注入地层起深部调剖驱油作用。根据调驱剂类型不同，可分为无机类、凝胶类、颗粒类等，不同调驱剂对油藏深部调驱有着不同的效果，同时也存在明显的不足。普通的无机型调驱剂容易发生沉淀，对更深地层调驱达不到良好效果；凝胶类调驱剂可保持较长时间的凝胶封堵性能，但易受污水中杂质的影响。同时，当调驱剂体系浓度较低时，现场应用需要的注入量大，成本高，难以满足复杂的现场注入条件；体膨型颗粒具有抗温抗盐的性能，而且施工操作起来比较方便，但尺寸过大，注入压力过高，而且水化膨胀后在地层中很难运移，随着运移距离增大在地层中很快失效。近些年来，随着纳米技术的快速发展，人们尝试着把纳米技术应用于调驱体系中，并取得了较大的进展。例如目前前景广阔的聚合物微球调驱剂，是一种微纳米级颗粒遇水膨胀并逐级堵塞地层孔喉，而且可以调整注入量，不受配制水的影响。但是聚合物微球也同样存在不足之处，如刚性较差、进入地层受剪切作用后容易破碎等问题。

目前油田开采已经进入中后期，油田的低采出率和高含水率已成为亟待解决的问题。研究表明，低渗油藏储量占据探明储量的一半以上，所以对低渗油藏开发是保证油气安全的重要方向。低渗油藏孔喉细小、孔喉尺寸差异明显，主要分布微米级(＞1μm)和纳米级(＜0.1μm)孔喉，导致非均质性极强，常规调驱后，使近井地带剩余油饱和度显著下降；同时，低渗储层岩石物性很差，粘土含量较高，导致注水开发时启动压力和注入压力高，含水上升快，水流沿着高渗层突破，油藏深部注水剖面差异明显；孔隙喉道较小，易发生原油卡断、贾敏效应等问题，不能有效驱替原油，致使水驱采收率很低。深部调驱技术可选择性封堵优势孔道，有效增大深部储层的波及体积，达到提高采收率的效果，是目前提高低渗非均质油藏采收率的最有效办法之一，通过将深部调剖技术与驱油技术有机结合起来，强调在调剖过程中最大程度地进行驱油。调驱剂是指既有调剖作用又有驱油作用的化学剂，深部调驱技术首先将调驱剂注入地层深部堵塞高渗透层大孔道，使后续驱替液改向进入低渗透层小孔道，从而扩大驱替液的波及体积并提高洗油效率，进而提高原油采收率。随着开采油层的深度越来越深，地层的温度逐渐增高，加上地层水的高矿化度，对深部调驱剂的研制和开发提出了更高的要求。聚合物驱开发时，高温会使得聚合物分子间链断链甚至分解；高矿化度条件则会使体系粘度降低，致使聚合物驱效果变差。聚驱、二元和三元复合驱由于自身局限性，不太适合中低渗透油田以及高温高矿化度油田开发。

总之，目前传统调驱体系存在以下问题：(1)效果差：在注入地层后易受高温、高矿化度等因素的影响而失效，在低渗油藏中无法进入到油藏深部进行注水剖面的调整和驱油，调驱效果差；(2)成本高当调驱剂体系浓度较低时，现场应用需要的注入量大，难以满足复杂的现场注入条件；(3)匹配性差：调驱体系颗粒粒径与油藏孔喉尺寸不匹配，颗粒粒径过大，无法进入更小的孔隙深度调驱，颗粒粒径过小，注入后无法起到调整水驱剖面的作用，易发生“注不进，堵不住，驱不出”等一些列问题；(4)“调”“驱”矛盾突出：目前绝大多数调驱体系的设计更注重于调剖，通过架桥作用封堵高渗通道，增大波及体积，但是，对孔隙尺寸小的低渗层油层的动用程度较差，无法做到解决“调”和“驱”的对立性矛盾问题。

针对以上问题，亟需研制出适用于低渗油藏特点的新的调驱体系。

发明内容

针对以上现存技术的缺点，本发明研制了一种新型的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系及其应用。该调驱体系中纳米片作为驱油剂，纳米花作为调堵剂，具有良好的深部调驱效果，可用于低渗非均质油藏深部调驱。纳米片-纳米花双无机纳米调驱体系具有良好的抗温抗盐性，不受地层水中杂质的影响；现场注入所需浓度小，极少的用量即可达到较理想的调驱效果，可满足复杂现场注入条件；作为纳米级的调驱体系，粒径尺寸小，与低渗孔喉尺度的配伍性良好，具有良好的注入性。改性MoS₂纳米片作为驱油剂，可以发挥楔形渗透、聚油成墙的作用，降低原油与岩石粘附功，使细小孔喉岩壁上的油膜剥离，进一步提高低渗孔喉的采收率；改性MoS₂纳米花作为调堵剂具有自聚集能力，随着在地层中不断运移，纳米花能够自动聚集形成大尺寸的聚集体，封堵深大孔喉，促使改性MoS₂纳米片发生深部液流转向，驱出低渗层原油，实现了“运移-封堵-突破”的过程，最终达到深部调驱的效果。本次发明首创了纳米花-纳米片双无机材料纳米调驱体系，由双无机纳米材料复配而成，在地层中不会发生剪切失效和运移失效的情况，使其封堵能力和驱油能力进一步提高，进而能够有效解决深部调驱开发过程中遇到的问题，改善低渗透油藏和高温高矿化度非均质油藏的开发效果，有效提高驱油效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系，包括改性MoS₂纳米花、改性MoS₂纳米片和烷基酚聚氧乙烯醚。

进一步地，所述改性MoS₂纳米片、改性MoS₂纳米花与烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为1:1:2。

进一步地，所述纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的制备方法，包括以下步骤：

分别称取制备好的0.005g改性MOS₂纳米片和0.005g改性MoS₂纳米花于烧杯中，加入地层水至100g，配制0.005wt％的改性MOS₂纳米片和0.005wt％改性MoS₂纳米花的分散液，按照改性MoS₂纳米片：改性MoS₂纳米花：烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)＝1:1:2的质量比加入烷基酚聚氧乙烯醚，放入超声波搅拌器震荡，确保改性MoS₂纳米片和改性MoS₂纳米花完全溶解形成悬浮液后取出，此过程约5～10min，得到纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系。

进一步地，所述改性MoS₂纳米花的制备方法，包括以下步骤：

(1)将MoS₂和NH₄SCN混合，加入矿化度水，180～220℃下高压(10～12MPa)蒸压12～36h，冷却至室温，离心，洗涤，冷冻干燥得到固态MoS₂纳米花；

(2)将所述固态MoS₂纳米花分散于水中，加入烷基糖苷进行一次接枝；

(3)向步骤(2)的混合物中加入吉米奇季铵盐表面活性剂，进行二次接枝；

(4)向步骤(3)得到的混合物中加入甜菜碱，进行三次接枝，接枝后冷却至室温，洗涤，透析，得到改性MoS₂纳米花。

进一步地，步骤(1)中所述MoS₂和NH₄SCN的摩尔比为1：4。

进一步地，步骤(2)中所述烷基糖苷的聚合度为1，R为12，加入量为3mmol/L，其中R为碳氢链长度，R的数量代表含碳数，3mmol/L是一个计量单位，意为烷基糖苷的加入量，基于分散液总量添加；

反应温度为150～180℃，反应时间为12h。

进一步地，步骤(3)中所述吉米奇季铵盐表面活性剂的加入量为2mmol/L，以分散液总量为基准进行添加；

反应温度升高至200℃，反应时间为24h。

进一步地，步骤(4)中甜菜碱的加入量为1mmol/L(以分散液总量为基准)，反应温度升高至300℃，反应时间为24h。

进一步地，改性MoS₂纳米片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将二硫化钼分散于水中，得到二硫化钼分散液，在所述二硫化钼分散液中溶解七钼酸六铵((NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O)和硫脲，在温度180～220℃下高压(10～12MPa)蒸压18～25h，溶液冷却后冷冻干燥，得到固态二硫化钼纳米片状材料；

(2)将所述固态二硫化钼纳米片状材料分散于水中，加入烷基糖苷进行一次接枝；

(3)向步骤(2)的混合物中加入吉米奇季铵盐表面活性剂，进行二次接枝；

(4)向步骤(3)得到的混合物中加入甜菜碱，进行三次接枝，接枝后冷却至室温，洗涤，透析，得到改性MoS₂纳米片。

进一步地，步骤(1)中七钼酸六铵在所述二硫化钼分散液中质量浓度为0.2wt％～0.6wt％，硫脲在所述二硫化钼分散液中的质量浓度为0.2wt％～3wt％，其中七钼酸六铵和硫脲的质量比为(1：1)～(1：5)。

进一步地，步骤(2)中所述烷基糖苷的聚合度为1，R为12，加入量为3mmol/L(以分散液总量为基准)，反应温度为150℃，反应时间为12h；

步骤(3)中所述吉米奇季铵盐表面活性剂的加入量2mmol/L(以分散液总量为基准)，反应温度升高至200℃，反应时间为24h；

步骤(4)中甜菜碱的加入量为1mmol/L(以分散液总量为基准)，反应温度升高至300℃，反应时间为24h。

本发明还提供所述调驱体系在低渗透油藏和高温高矿化度非均质油藏开发中的应用。

针对目前现有调驱技术的缺点，结合纳米材料的良好分散性、均匀粒径、大比表面积以及强吸附能力等特点，本发明提出了一种新型的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系，不仅克服了传统无机调驱剂无法深层调驱的缺点，同时可以聚油成墙，降低原油与岩石粘附功，使封堵与驱替交替进行，达到扩大微观波及体积和洗油效率的效果，进而提高原油宏观采收率。本发明的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系配伍性好，能在地层水中均匀分散，具有良好的耐温、耐盐性，能适用于多种恶劣油田环境；纳米花—纳米片双无机纳米调驱体系发挥调驱作用所需的浓度极低，现场使用量较少，能够进行大规模推广生产，降低生产成本；实现“边调边驱”：纳米花通过自聚集作用封堵高渗通道，促进纳米片调流转向，扩大波及体积；同时纳米片可以发挥楔形渗透作用，不断剥离油膜形成“油段塞”，驱动后续液体智能转向次级通道，调驱一体，极大的提高了油藏采收率；“注的进，堵得住”：纳米级的材料尺寸使得该调驱体系有着良好的注入性，在注入地层中后纳米花自聚集作用形成大粒径的聚集体，封堵高渗通道，实现深部调驱一体化的目标。

本发明公开了以下技术效果：

(1)本发明纳米花-纳米片双无机材料调驱体系可广泛适用于低渗非均质油藏，具有良好的抗温抗盐性，可满足复杂现场注入条件；

(2)显著降低生产成本，现有技术浓度一般＞1000ppm，本发明浓度为50ppm，本发明纳米花-纳米片双无机材料调驱体系现场注入所需浓度小，极少的用量即可达到较理想的调驱效果；

(3)本发明纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的粒径较小，与低渗油藏的孔喉尺寸配伍性良好，具有良好的注入性，在地层中可发生运移，通过自聚集作用对大尺寸孔喉进行封堵，达到“注入-运移-封堵”的效果；

(4)本发明实现“调”“驱”一体化的目标：纳米花—纳米片双无机纳米材料调驱体系中纳米片作为驱油剂，改性MoS₂纳米片作为驱油剂，可以发挥楔形渗透、聚油成墙的作用，降低原油与岩石粘附功，使细小孔喉岩壁上的油膜剥离，进一步提高低渗孔喉的采收率；改性MoS₂纳米花作为调堵剂具有自聚集能力，随着在地层中不断可发生运移，纳米花能够自动聚集形成大尺寸的聚集体，封堵深大孔喉，促使改性MoS₂纳米片发生深部液流转向，驱出低渗层原油，随着注入量不断增加导致纳米材料不断突破进入地层更深部进行封堵，最终达到深部调驱的效果。

附图说明

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中MoS₂纳米片的FEI-SEM显微镜图；

图2为实施例1中MoS₂纳米片的原子力显微镜图；

图3为实施例1中MoS₂纳米片楔形楔形渗透作用结果；

图4为实施例2中改性MoS₂纳米花材料的FEI-SEM显微镜图(500μm)；

图5为实施例2中改性MoS₂纳米花材料的FEI-SEM显微镜图(500nm)；

图6为实施例2中改性MoS₂纳米花自聚集率和时间的关系图；

图7为纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的外观变化，从左到右依次为初始条件、老化3天、老化一周、老化两周；

图8为实施例3制备的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系驱替过程中注入压力和采收率的变化曲线。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

本发明实施例中烷基糖苷的聚合度为1，R为12。

实施例1驱油剂—改性MoS₂纳米片制备

将2g二硫化钼分散于98g去离子水中，得到二硫化钼分散液。在100g二硫化钼分散液中溶解七钼酸六铵((NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O)和硫脲，(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O在分散液中质量浓度为0.4wt％，硫脲在分散液中的质量浓度为0.2wt％，其中七钼酸六铵(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O和硫脲的质量比为1：3。将反应物放入三口烧瓶中，设置转速为200rpm，在温度200℃下10MPa蒸压20h，溶液冷却后冷冻干燥，得到固态MoS₂纳米片状材料。固态MoS₂纳米片状材料的表面分布许多活性接枝位点，将4g固态二硫化钼纳米片状材料分散于96g去离子水中，加入3mmol/L(基于分散液总液量添加，下同)的烷基糖苷进行一次接枝，转速保持150rpm，温度150℃常压反应12h；然后，向反应混合物中加入2mmol/L的吉米奇季铵盐表面活性剂，转速保持200rpm，升高温度200℃，高温高压反应24h进行不饱和位点的二次接枝；最后，对混合物中加入1mmol/L的甜菜碱进行三次接枝，转速保持300rpm，于300℃加压反应24h。将溶液在冷却至室温后，用水和乙醇多次洗涤改性MoS₂纳米片状材料，并用超纯水对其进行透析，以去除未反应的试剂和其他杂质，得到改性MoS₂纳米片。

改性MoS₂纳米片微观表征：

通过FEI-SEM显微镜观察发现MoS₂纳米片，FEI-SEM显微镜图见图1，从图1可知，面积约50nm×60nm，纳米片尺寸较小。另外，通过原子力显微镜以及纳米片的相应高度分布(图2)得知MoS₂纳米片厚度平均约为1.2nm，即MoS₂纳米片的尺寸约为50nm×60nm×1.2nm。

改性MoS₂纳米片楔形渗透作用：

将制备好的改性MoS₂纳米片与地层水按0.005wt％的比例混合，1：2的质量比加入烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，放入超声波搅拌器震荡，确保水溶液与改性MoS₂纳米片和OP-10完全溶解形成悬浮液，此过程约8min。MoS₂纳米片楔形渗透作用结果见图3，由图3可知，改性MoS₂流体具有明显的微观渗透压，在微观渗透压作用下形成楔形渗透，产生剥离力，将油滴从岩石表面“铲掉”(不留油膜)。

实施例2调堵剂—改性MoS₂纳米花制备

将0.005mol MoS₂和0.020mmol NH₄SCN置于100mL内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中。准备超纯水，按照不同离子比例向超纯水中加入无机盐，配制不同矿化度(1000ppm，5000ppm，10000ppm，30000ppm)的离子水。向水热反应釜中加入矿化度水至总体积的60％，搅拌0.5h后密封，设置转速为200rpm，在温度200℃下高压蒸压24h。冷却至室温后，离心分离，用超纯水和无水乙醇反复洗涤、以去除未反应的试剂和其他杂质，冷冻干燥得到固态MoS₂纳米花。将4g固态MoS₂纳米花材料分散于96g去离子水中，加入3mmol/L的烷基糖苷进行一次接枝，转速保持150转，温度150℃常压反应12h；然后，向反应混合物中加入2mmol/L的吉米奇季铵盐表面活性剂，转速保持200rpm，升高温度200℃，高温高压反应24h进行不饱和位点的二次接枝；最后，对混合物中加入1mmol/L的甜菜碱进行三次接枝，转速保持300rpm，于300℃加压反应24h。将溶液在冷却至室温后，用水和乙醇多次洗涤改性二硫化钼纳米片状材料，并用超纯水对其进行透析，以去除未反应的试剂和其他杂质，得到改性MoS₂纳米花。

改性MoS₂纳米花微观表征：

反应温度200℃，反应时间24h水热条件下得到的改性MoS₂纳米花材料的FEI-SEM显微镜图见图4(500μm)和图5(500nm)。可以明显看出改性二硫化钼片与片之间不是简单的组合，而是相互穿插，相互包裹，多个改性二硫化钼纳米片在反应过程中形成纳米花。由图4和图5可见，MoS₂纳米花结构的直径约为500～600nm，其片层结构厚度约为3～4nm，MoS₂纳米花结构都是若干个片状花瓣从一个中心向各个方向放射性有序堆垛构成，干燥情况下每朵纳米花之间互不聚集，形态稳定，表明改性MoS₂纳米花在干燥条件下的分散性较好。

改性MoS₂纳米花自聚集性能：

改性MoS₂纳米花的粒径远小于油藏孔喉直径，可以运移到油藏深部。改性MoS₂纳米花具有自聚集效应，自聚集率和时间的关系图见图6。通过改性MoS₂纳米花的自聚集，能够在规定时间内运移到低渗油藏高渗层的深部地带，并形成尺寸较大的聚集体(簇状结构)堵塞孔喉，封堵高渗层的水窜通道。

实施例3纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系制备

分别称取制备好的0.0025g改性MOS₂纳米片和0.0025g改性MoS₂纳米花于烧杯中，加入地层水至100g，配制0.0025wt％(即25ppm)的改性MOS₂纳米片和0.0025wt％(即25ppm)改性MoS₂纳米花，总浓度为0.005wt％(50ppm)的纳米分散液，并按照纳米片：纳米花：烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)＝1：1:2的质量比加入烷基酚聚氧乙烯醚，放入超声波搅拌器震荡，确保改性MOS₂纳米片和改性MoS₂纳米花完全溶解形成悬浮液后取出，此过程约8min，得到纳米花—纳米片双无机纳米调驱体系。

纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系性能表征：

1、矿化度水配伍性：

将实施例3制备完成的纳米花-纳米片双无机调驱体系采用不同矿化度下的地层水进行复配，其pH值均稳定在7左右，调驱剂粘度3mPa·s。均无沉淀、絮凝、变色等现象，则可得出结论，该纳米花—纳米片双无机纳米调驱体系和不同矿化度水的配伍性良好，具有较强的耐盐性，能够适用于高矿化度的低渗油藏。测试数据如表1所示。

表1纳米花—纳米片双无机调驱体系基本性能

2、耐温性：

将实施例3刚制备完成的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系置入四只试管中封住端口，每支试管放入20mL调驱剂，放入120℃烘箱中，老化两周后观察试剂是否出现沉淀絮凝变色等现象，纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的外观变化见图7(从左到右依次为初始条件、老化3天、老化一周、老化两周)。实验结果显示，纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的外观没有发生变化，说明具有较强的高温稳定性，能够用于温度较高的低渗油藏。

纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系的动态调驱特性

1.单管调驱实验

制做单填砂管岩心模型，通过深部调驱过程中岩心注入压力变化动态及产油、产水特征，考察纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系(以实施例3制备的为例)的封堵性能及提高采收率效果。

实验步骤为：

(1)按要求制作渗透率为30mD填砂管岩心模型，孔隙度为23.94％。抽真空，饱和地层水，水测岩心渗透率，饱和地层原油，置于65℃烘箱中老化24h；

(2)以0.2mL/min的注入速率进行一次水驱，直至出口端的含水率达到95％，并记录注入压力、产油量和产水量；

(3)以0.2mL/min的注入速率注入纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系，直至出口端含水率达到95％；

(4)以0.2mL/min的注入速率进行后续水驱，直至出口端的含水率达到98％，记录注入压力、产油量和产水量。

制备的纳米花-纳米片无机纳米调驱体系在实验过程中具有良好的注入性，主要体现在注入过程中未出现平流泵憋压现象，且实验结束后填砂管注入端面无堆积现象，说明纳米花-纳米片无机纳米调驱体系能够顺利进入填砂管岩心。图8为驱替过程中注入压力和采收率的变化曲线，由压力变化曲线可以看出一次水驱阶段，注入压力较快达到稳定，稳定压力值约为0.5MPa；注入调驱剂后注入压力迅速上升至最大值4.5MPa，大约是一次水驱的9倍。这表明，纳米花—纳米片无机纳米调驱体系可有效封堵孔隙喉道，增大渗流阻力。由采收率曲线可以看出一次水驱结束时，采收率仅为27％，说明水驱发生了严重窜流，形成了水驱主流通道，使得大部分原油无法驱出；注入纳米花—纳米片无机纳米调驱体系进行调驱后，采收率逐渐上升，最终保持在50％，上升幅度高达20％。采收率的提高，表明纳米花—纳米片无机纳米调驱体系有明显的调驱效果，一方面纳米花的调剖作用堵塞主流通道，增大了注入流体的波及体积，另一方面纳米片的楔形渗透和高表面活性提高了低渗层的驱油效率。

2.双管调驱实验

制做并联填砂管岩心模型，模拟油藏的非均质情况，采用“合注分采”的模式，考察纳米花-纳米片调驱体系在非均质储层中的选择性封堵、分流性能以及封堵后的耐冲刷能力。

实验步骤为：

(1)上层渗透率为30mD，按要求制作渗透率级差为1：2、1：3、1：5、1：7的并联填砂管岩心模型，分别抽真空，饱和地层水，饱和地层原油，水测初始渗透率后开始驱替流程；

(2)一次水驱至出口端含水95％后，注入纳米花-纳米片无机纳米调驱体系，直至出口端含水率达到95％；

(3)后续水驱，直至出口端的含水率达到98％。实验过程中，分别记录并计算高、低渗管的产液量、分流率和采收率。

实验结果：

不同渗透率级差并联填砂管岩心参数及分流实验结果见表2，可以看出：对于渗透率级差分别为1：2、1：3、1：5、1：7的并联双管模型，一次水驱整体采收率依次为47.25％、39.53％、37.69％、36.42％，注入纳米颗粒体系后整体采收率依次提高至63.19％、62.57％、61.09％、58.40％，低渗管的采收率均高于高渗管的采收率，这表明纳米花-纳米片调驱体系可优先封堵高渗层，有效提高低渗层的波及体积和洗油效率，从而大幅度提高非均质储层的整体采收率，提高的采收率主要来自于低渗层；此外，随着渗透率级差的增加，整体采收率的提高幅度先增加后减小，这表明，纳米花-纳米片调驱体系对渗透率级差有一定的选择性，适宜的渗透率级差可以更好地发挥纳米花-纳米片调驱体系的调驱作用。

表2不同渗透率级差并联填砂管岩心参数及分流实验结果

实施例4

驱油剂—改性MoS₂纳米片制备方法如下：

将1g二硫化钼分散于99g去离子水中，得到二硫化钼分散液。在100g二硫化钼分散液中溶解七钼酸六铵((NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O)和硫脲，(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O在分散液中质量浓度为0.2wt％，硫脲在分散液中的质量浓度为0.2wt％，其中七钼酸六铵(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O和硫脲的质量比为1：1。将反应物放入三口烧瓶中，设置转速为200rpm，在温度220℃下10MPa蒸压25h，溶液冷却后冷冻干燥，得到固态MoS₂纳米片状材料。固态MoS₂纳米片状材料的表面分布许多活性接枝位点，将5g固态二硫化钼纳米片状材料分散于95g去离子水中，加入3mmol/L的烷基糖苷进行一次接枝，转速保持150rpm，温度150℃常压反应12h；然后，向反应混合物中加入2mmol/L的吉米奇季铵盐表面活性剂，转速保持200rpm，升高温度200℃，高温高压反应24h进行不饱和位点的二次接枝；最后，对混合物中加入1mmol/L的甜菜碱进行三次接枝，转速保持300rpm，于300℃加压反应24h。将溶液在冷却至室温后，用水和乙醇多次洗涤改性MoS₂纳米片状材料，并用超纯水对其进行透析，以去除未反应的试剂和其他杂质，得到改性MoS₂纳米片。

按照与实施例1相同的方法测试本实施例制备的改性MoS₂纳米片的楔形渗透作用，结果与实施例1类似，改性MoS₂流体具有明显的微观渗透压，在微观渗透压作用下形成楔形渗透，产生剥离力，将油滴从岩石表面“铲掉”(不留油膜)。

调堵剂—改性MoS₂纳米花制备方法同实施例2。

纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系制备方法同实施例3。

实施例5

驱油剂—改性MoS₂纳米片制备方法如下：

将3g二硫化钼分散于97g去离子水中，得到二硫化钼分散液。在100g二硫化钼分散液中溶解七钼酸六铵((NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O)和硫脲，(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O在分散液中质量浓度为0.6wt％，硫脲在分散液中的质量浓度为3wt％，其中七钼酸六铵(NH4)₆·Mo₇O₂₄·4H₂O和硫脲的质量比为1：5。将反应物放入三口烧瓶中，设置转速为200rpm，在温度180℃下12MPa蒸压18h，溶液冷却后冷冻干燥，得到固态MoS₂纳米片状材料。固态MoS₂纳米片状材料的表面分布许多活性接枝位点，将3g固态二硫化钼纳米片状材料分散于97g去离子水中，加入3mmol/L的烷基糖苷进行一次接枝，转速保持150rpm，温度150℃常压反应12h；然后，向反应混合物中加入2mmol/L的吉米奇季铵盐表面活性剂，转速保持200rpm，升高温度200℃，高温高压反应24h进行不饱和位点的二次接枝；最后，对混合物中加入1mmol/L的甜菜碱进行三次接枝，转速保持300rpm，于300℃加压反应24h。将溶液在冷却至室温后，用水和乙醇多次洗涤改性MoS₂纳米片状材料，并用超纯水对其进行透析，以去除未反应的试剂和其他杂质，得到改性MoS₂纳米片。

按照与实施例1相同的方法测试本实施例制备的改性MoS₂纳米片的楔形渗透作用，结果与实施例1类似，改性MoS₂流体具有明显的微观渗透压，在微观渗透压作用下形成楔形渗透，产生剥离力，将油滴从岩石表面“铲掉”(不留油膜)。

调堵剂—改性MoS₂纳米花制备方法同实施例2。

纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系制备方法同实施例3。

测试实施例4和实施例5的纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系不同渗透率级差并联填砂管岩心参数及分流结果，测试方法同实施例3，实施例4结果见表3，实施例5结果见表4。

表3不同渗透率级差并联填砂管岩心参数及分流实验结果

表4不同渗透率级差并联填砂管岩心参数及分流实验结果

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纳米花-纳米片双无机纳米调驱体系，其特征在于，包括改性MoS₂纳米花、改性MoS₂纳米片和烷基酚聚氧乙烯醚；

所述改性MoS₂纳米片、改性MoS₂纳米花与烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为1:1:2；

所述改性MoS₂纳米花的制备方法，包括以下步骤：

(1)将MoS₂和NH₄SCN混合，加入矿化度水，180～220℃下高压蒸压12～36h，冷却至室温，离心，洗涤，冷冻干燥得到固态MoS₂纳米花；

(2)将所述固态MoS₂纳米花分散于水中，加入烷基糖苷进行一次接枝；

(3)向步骤(2)的混合物中加入吉米奇季铵盐表面活性剂，进行二次接枝；

(4)向步骤(3)得到的混合物中加入甜菜碱，进行三次接枝，接枝后冷却至室温，洗涤，透析，得到改性MoS₂纳米花；

所述改性MoS₂纳米片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将二硫化钼分散于水中，得到二硫化钼分散液，在所述二硫化钼分散液中溶解七钼酸六铵和硫脲，在温度180～220℃下高压蒸压18～25h，溶液冷却后冷冻干燥，得到固态二硫化钼纳米片状材料；

(2)将所述固态二硫化钼纳米片状材料分散于水中，加入烷基糖苷进行一次接枝；

(3)向步骤(2)的混合物中加入吉米奇季铵盐表面活性剂，进行二次接枝；

(4)向步骤(3)得到的混合物中加入甜菜碱，进行三次接枝，接枝后冷却至室温，洗涤，透析，得到改性MoS₂纳米片。

2.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米花的制备方法中，步骤(1)中所述MoS₂和NH₄SCN的摩尔比为1：4；所述高压为10～12MPa。

3.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米花的制备方法中，步骤(2)中所述烷基糖苷的聚合度为1，碳氢链长度为12，加入量为3mmol/L；

反应温度为150～180℃，反应时间为12h。

4.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米花的制备方法中，步骤(3)中所述吉米奇季铵盐表面活性剂的加入量为2mmol/L；

反应温度为200℃，反应时间为24h。

5.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米花的制备方法中，步骤(4)中甜菜碱的加入量为1mmol/L，反应温度升温至300℃，反应时间为24h。

6.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米片的制备方法中，步骤(1)中七钼酸六铵在所述二硫化钼分散液中质量浓度为0.2wt％～0.6wt％，硫脲在所述二硫化钼分散液中的质量浓度为0.2wt％～3wt％，其中七钼酸六铵和硫脲的质量比为(1：1)～(1：5)；所述高压为10～12MPa。

7.根据权利要求1所述调驱体系，其特征在于，在改性MoS₂纳米片的制备方法中，步骤(2)中所述烷基糖苷的聚合度为1，碳氢链长度为12，加入量为3mmol/L，反应温度为150～180℃，反应时间为12h；

步骤(3)中所述吉米奇季铵盐表面活性剂的加入量为2mmol/L，反应温度升温至200℃，反应时间为24h；

步骤(4)中甜菜碱的加入量为1mmol/L，反应温度升温至300℃，反应时间为24h。

8.根据权利要求1～7任一项所述调驱体系在低渗透油藏和高温高矿化度非均质油藏开发中的应用。

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