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CN115058238A - 一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN115058238A CN202210698685.6A CN202210698685A CN115058238A CN 115058238 A CN115058238 A CN 115058238A CN 202210698685 A CN202210698685 A CN 202210698685A CN 115058238 A CN115058238 A CN 115058238A
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Abstract

本发明提供一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用。本发明稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％～2.0％，表面改性剂0.01％～0.05％，界面增效剂0.01％～0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。本发明制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，能在保证较大起泡体积的条件下，大幅提升高温泡沫稳定性，强化高温泡沫的封堵性能，提高泡沫调驱增产效果；并且具有良好的耐温性能和注入性能。

Description

一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用。
背景技术
注蒸汽是开采稠油的主要方式，但由于蒸汽的低密度、低黏度特性和地层普遍存在的非均质性，注蒸汽过程中极易出现蒸汽超覆现象和汽窜现象，降低了蒸汽的波及体积，影响注蒸汽的开发效果。泡沫调驱剂具有“堵大不堵小，堵水不堵油”的选择性封堵能力，在封堵汽窜通道的同时还能控制蒸汽流度，可大幅提高注入蒸汽的波及体积，进而提高注蒸汽开发效果。但是泡沫属于典型热力学不稳定系统，高温条件下极易进行排液、歧化和聚并进程而导致泡沫破灭，进而大大降低了泡沫的调驱封堵能力。向起泡剂中添加稳泡剂是提高泡沫稳定性的主要手段，其中低分子醇类、高分子聚合物类常用作泡沫稳定剂，可以起到一定程度提高泡沫稳定性的作用，但是当温度高于150℃后，这些低分子醇类和高分子聚合物类物质容易受热分解，其稳泡作用也不复存在。
无机纳米颗粒由于耐温性能极好，通过改性后具有良好的稳定泡沫性能，越来越多的研究将纳米颗粒作为高温稳泡剂来提升高温泡沫稳定性。中国专利文献CN111253922A提供了一种原位自生纳米颗粒稳定泡沫体系及其制备与应用；其是由硅酸盐、生物表面活性剂烷基糖苷、及盐水构成的纳米颗粒稳泡体系。该体系起泡体积可达1000mL左右；但析液半衰期仅几分钟，高温泡沫不够稳定，且封堵能力有待提高。中国专利文献CN104774603A提供了一种基于纳米颗粒与Gemini表面活性剂的稳定泡沫体系及其制备方法；其是由纳米二氧化硅、Gemini表面活性剂和水构成的泡沫体系。该体系起泡体积不足300mL，起泡体积较小；高温泡沫稳定性欠佳。中国专利文献CN112175600A公开了一种新型泡沫稳定剂及其制备方法。该泡沫稳定剂以硅烷偶联剂KH550和溴代烷为原料，通过调整溴代烷，先反应生成具有疏水基团的偶联剂，并将氯乙酸钠亲水基团与上一步发生季铵化反应，再进一步与二氧化硅偶联生成一种具有亲疏水基团的改性颗粒。该发明制备的改性颗粒具有优异的分散性及润湿性；但析液半衰期较短，高温泡沫不够稳定。
综上，现有纳米颗粒很难在维持起泡体积的前提下大幅提升高温泡沫稳定性，且不能有效提高泡沫高温封堵能力。因此，研发一种既不影响起泡体积，又能大幅提升高温泡沫稳定性的稳泡剂，对改善高温泡沫调驱效果具有重大意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂及其制备方法和应用。本发明制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，能在保证较大起泡体积的条件下，大幅提升高温泡沫稳定性，强化高温泡沫的封堵性能，提高泡沫调驱增产效果；并且具有良好的耐温性能和注入性能。
本发明的技术方案如下：
一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％～2.0％，表面改性剂0.01％～0.05％，界面增效剂0.01％～0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
根据本发明优选的，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％～1.5％，表面改性剂0.03％～0.05％，界面增效剂0.05％～0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
根据本发明优选的，所述硅酸镁锂纳米颗粒为三八面体层状结构，平均粒径为30～50nm。所述纳米颗粒具有极佳的水分散性、增黏性和耐温性。
根据本发明优选的，所述表面改性剂为正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺或正辛胺中的一种或两种以上的组合。
根据本发明优选的，所述界面增效剂为氢氧化钠、硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠或偏硼酸钠中的一种或两种以上的组合。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法，包括步骤：
将硅酸镁锂纳米颗粒分散于水中得到硅酸镁锂水分散体系，加入表面改性剂，分散均匀；然后加入界面增效剂调节pH至10.0～11.0，经充分反应、后处理得到表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂。
根据本发明优选的，硅酸镁锂水分散体系制备方法包括步骤：将硅酸镁锂纳米颗粒加入水中，在1000～2000r/min、室温条件下搅拌4～6h，然后室温静置12～24h后，得到分散均匀的硅酸镁锂水分散体系。
根据本发明优选的，加入表面改性剂后的分散条件为：室温搅拌4～6h，搅拌速率为400～800r/min。
根据本发明优选的，加入表面改性剂分散均匀后，在400～800r/min的搅拌条件下加入界面增效剂。
根据本发明优选的，反应条件为：室温静置反应12～24h。
根据本发明优选的，后处理方法包括步骤：反应后所得反应液于50～80℃条件下真空干燥12～24h，然后用无水乙醇和蒸馏水依次清洗；重复上述过程2-4次，最后经50～80℃条件下真空干燥12～24h，研磨成粉末，即得到表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
根据本发明优选的，所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂1.0％～1.5％，起泡剂0.5％～1.0％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
优选的，所述起泡剂为α-烯烃磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠中的一种或两种以上的组合。
优选的，所述泡沫体系的制备方法包括步骤：将表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂分散于水中，加入起泡剂，分散均匀后得到泡沫体系。
进一步优选的，所述泡沫体系的制备方法包括步骤：将表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂加入水中，在1000～2000r/min的条件下室温搅拌4～8h，然后室温静置12～24h；然后在200～400r/min的搅拌条件下，加入起泡剂，室温搅拌分散30～60min后室温静置12～24h，得泡沫体系。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1)本发明提供的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂是以具有优异的水分散性、增黏性和耐温性的硅酸镁锂无机纳米颗粒为材料，在界面增效剂作用下，采用短链烷基胺通过静电作用和硅酸镁锂颗粒表面的负电荷发生中和作用，而通过这种静电中和作用可使短链烷基胺的分子链发生定向排列，疏水端朝向外面，从而使硅酸镁锂颗粒的亲水性降低，达到对其疏水改性的目的。通过微量短链烷基胺静电吸附作用引入少量疏水链，将纳米颗粒表面润湿性由强亲水表面变成弱亲水(接触角为60～70°)；而弱亲水纳米颗粒能在气液界面上形成不可逆吸附，可以显著提高气液界面液膜黏度和界面黏弹性，增强界面液膜机械强度，进而可以大幅度提高泡沫的稳定性。本发明提供的改性方法可以避免阳离子表面活性剂改性后导致纳米颗粒絮聚作用过强，以及对颗粒分散性能和增黏性能带来的不利影响。本发明界面增效剂的加入利于表面改性剂对硅酸镁锂颗粒表面的改性，并利于促进改性颗粒在气液界面上的吸附，从而利于提高泡沫的高温稳定性以及调驱性能。
2)本发明提供的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂具有优异的稳泡性能，在几乎不影响起泡剂起泡能力的前提下，显著增加了高温泡沫的析液半衰期和泡沫半衰期，从而大幅提高高温泡沫的稳定性。其稳定原理在于经短链烷基胺表面改性硅酸镁锂纳米颗粒能牢固吸附到气液界面上形成壳状结构，大幅提高泡沫液膜的机械强度，同时液相中纳米颗粒连结形成三维网络结构，提高液相黏度，进一步阻止泡沫的歧化和聚并，从而大幅度提高高温泡沫稳定性。
3)本发明提供的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂具有优异的耐温能力和增黏性能，能大幅增强泡沫在250℃以上高温条件下的调驱性能，可大幅度提高蒸汽泡沫调驱封窜效果；同时表面改性后纳米颗粒平均粒径为100～150nm，能适用于不同渗透率油藏的高温泡沫调驱。
4)本发明提供的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂制备方法简单，改性纳米颗粒分散性强，易于制备水分散体系，可改性后存用，生产前即配即用，稳泡效果不会受到影响。
附图说明
图1为实施例1制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂(改性硅酸镁锂)、硅酸镁锂纳米颗粒(硅酸镁锂)和改性剂正丁胺(改性剂)的红外光谱图。
图2为实施例1制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂(改性硅酸镁锂)、硅酸镁锂纳米颗粒(硅酸镁锂)，即硅酸镁锂改性前后的接触角变化图。
图3为实施例1制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂染色后稳定泡沫的荧光共聚焦显微镜观察图像。
具体实施方式
为了更加清楚地解释本发明，现对本发明的具体实施方案进行详细的阐述，但本发明所保护范围不仅限于此。
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
一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％，表面改性剂正丁胺0.03％，界面增效剂氢氧化钠0.05％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为三八面体层状结构，平均粒径为30～50nm。所得表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的平均颗粒粒径为100～120nm。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法如下：
室温条件下，将10g硅酸镁锂纳米颗粒加入990g去离子水中，在1000r/min高速搅拌条件下匀速搅拌4h，然后静置12h后得到分散均匀的硅酸镁锂悬浮液。将0.03g正丁胺表面改性剂加入99.92g硅酸镁锂悬浮液中，在400r/min转速室温匀速搅拌4h，然后在400r/min的搅拌条件下加入0.05g氢氧化钠界面增效剂调节pH至10.0～11.0，室温静置12h，得到改性硅酸镁锂水分散体系。将上述水分散体系置于50℃真空干燥箱中干燥24h，然后用无水乙醇和蒸馏水依次清洗；重复上述过程3次，最后经50℃条件下真空干燥24h，并用玛瑙研钵磨成粉末，得到表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：α-烯烃磺酸钠(C16～C18)起泡剂，质量分数0.5％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.0％；余量配液清水，质量分数为98.5％。
所述泡沫体系的制备方法如下：
将10g本实施例制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂加入990g去离子水中，在1000r/min高速搅拌条件下室温匀速搅拌4h，然后室温静置12h后，得到分散均匀的改性硅酸镁锂水分散体系。在200r/min的转速搅拌下，将0.5g的α-烯烃磺酸钠(C16～C18)加入99.5g改性硅酸镁锂水分散体系中，室温搅拌分散30min后充分室温静置12h，得到所述高温泡沫体系。
图1为本实施例制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂(改性硅酸镁锂)、硅酸镁锂纳米颗粒(硅酸镁锂)和表面改性剂正丁胺(改性剂)的红外光谱图。由图1可知，改性后硅酸镁锂颗粒的红外光谱在2870cm-1处出现甲基和亚甲基的对称振动吸收峰，在2934cm-1处和2960cm-1处分别出现甲基和亚甲基的非对称振动吸收峰。上述伸缩振动峰同样出现在改性剂的红外光谱曲线中，而未改性的硅酸镁锂红外光谱曲线中并未出现，说明改性剂在硅酸镁锂颗粒表面发生了吸附作用，使得酸镁锂颗粒表面部分疏水并且引起硅酸镁锂颗粒弱聚集，从而可以促进颗粒聚集体在气液界面上的吸附。
图2为本实施例制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂(改性硅酸镁锂)、硅酸镁锂纳米颗粒(硅酸镁锂)，即硅酸镁锂改性前后的接触角变化图。接触角测试方法：利用液压岩心机在25MPa压力下将干燥的硅酸镁锂颗粒和改性硅酸镁锂颗粒分别制成岩心压片，将制得的岩心压片置于DSA视频接触角测量仪观察台，调整至适当位置后缓慢滴上一滴蒸馏水，利用DSA视频接触角测量仪记录并计算接触角。图2说明，表面改性剂在硅酸镁锂表面的吸附，使硅酸镁锂的接触角由18°变为66°，说明颗粒表面润湿性由强亲水转变为弱亲水，具备了吸附到气液界面上的能力。
图3为本实施例制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂染色后稳定泡沫的荧光共聚焦显微镜观察图像。测试方法如下：配制改性硅酸镁锂颗粒水分散体系和罗丹明B水溶液备用，搅拌条件下将微量罗丹明B水溶液加入改性硅酸镁锂颗粒水分散体系中，室温搅拌4h后得到待测液。对待测液进行离心、水洗、干燥操作得到吸附了罗丹明B的改性硅酸镁锂颗粒，用所得颗粒按本实施例的方法配制起泡溶液，然后利用Waring Blender高速搅拌杯室温条件下以3000r/min转速搅拌60s生成泡沫。用取样枪将少量泡沫放置在载玻片上，缓慢放置盖玻片制样。将制得样品置于荧光共聚焦显微镜下观察，调整倍数和荧光强度，保存视窗观察到的实验现象图像。图3进一步证实了上述结论，染色后的改性硅酸镁锂颗粒在泡沫液膜中分布，证明了改性硅酸镁锂可以牢固吸附到气液界面上形成结构，增强气液液膜强度，大幅提高泡沫稳定性。
实施例2
一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.2％，改性剂正己胺0.04％，界面增效剂碳酸钠0.08％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为三八面体层状结构，平均粒径为30～50nm。所得表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的平均颗粒粒径为120～140nm。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法同实施例1。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠起泡剂，质量分数0.8％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.2％；余量配液清水，质量分数为98％。
所述泡沫体系的制备方法同实施例1。
实施例3
一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.5％，表面改性剂正辛胺0.05％，界面增效剂偏硼酸钠0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为层状结构，平均粒径为30～50nm；所得表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的平均颗粒粒径为130～150nm。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法同实施例1。
上述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：十二烷基磺酸钠起泡剂，质量分数1.0％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.5％；余量配液清水，质量分数为97.5％。
所述泡沫体系的制备方法同实施例1。
对比例1
未改性的硅酸镁锂强化泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：α-烯烃磺酸钠(C16～C18)起泡剂，质量分数0.5％；稳定剂未改性的硅酸镁锂纳米颗粒，质量分数为1.0％；余量配液清水，质量分数为98.5％。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为层状结构，平均粒径为30～50nm。
所述硅酸镁锂强化泡沫体系制备方法同实施例1。
对比例2
一种泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％，表面改性剂十六烷基三甲基溴化铵0.03％，界面增效剂氢氧化钠0.05％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为层状结构，平均粒径为30～50nm，所得表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的粒径为1.0μm～1.5μm。
上述泡沫稳定剂的制备方法同实施例1。
上述泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：起泡剂α-烯烃磺酸钠(C16～C18)，质量分数0.5％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.0％；余量配液清水，质量分数为98.5％。
所述泡沫体系的制备方法同实施例1。
对比例3
一种泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％，表面改性剂正丁胺0.1％，界面增效剂氢氧化钠0.05％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
所述硅酸镁锂纳米颗粒为三八面体层状结构，平均粒径为30～50nm，所得表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的平均颗粒粒径为800～1000nm。
上述泡沫稳定剂的制备方法同实施例1。
上述泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：α-烯烃磺酸钠(C16～C18)起泡剂，质量分数0.5％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.0％；余量配液清水，质量分数为98.5％。
所述泡沫体系的制备方法同实施例1。
对比例4
一种泡沫稳定剂，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：纳米膨润土1.0％，表面改性剂正丁胺0.03％，界面增效剂氢氧化钠0.05％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
上述泡沫稳定剂的制备方法同实施例1。
上述泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
所述泡沫体系包括如质量百分比的原料组成：α-烯烃磺酸钠(C16～C18)起泡剂，质量分数0.5％；表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，质量分数为1.0％；余量配液清水，质量分数为98.5％。
所述泡沫体系的制备方法同实施例1。
试验例1
研究对象：实施例1-3和对比例1-4制备的泡沫稳定剂及泡沫体系。
(1)高温泡沫性能评价：将实施例1-3制备的表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂、对比例1-4中的稳定剂分别分散于水中，配制质量浓度为2.0％的水分散体系。将上述水分散体系密封于高温陈化釜中，放置在250℃的高温滚子加热炉中热老化处理24h，取出后自然冷却至室温。用老化后的纳米颗粒作稳定剂，按实施例1-3和对比例1-4泡沫体系的制备方法制备得到泡沫体系，在室温条件下用Waring Blender搅拌法以3000r/min转速搅拌60s评价上述体系的泡沫性能，实验结果见表1。
(2)泡沫体系高温封堵性能评价：以阻力因子为指标评价泡沫体系的封堵性能，阻力因子越大泡沫的封堵性能越好。实验用内径25mm、长度30cm、渗透率3000mD的填砂管模型模拟地层，实验温度250℃。阻力因子测定：以1mL·min-1同时注入水和氮气，记录压力；以气液体积比1:1同时注入泡沫体系溶液和氮气，记录压力；阻力因子为泡沫驱压差与气水混注压差之比，计算阻力因子。实验结果见表1。
表1实施例1-3和对比例1-4中稳定剂的高温泡沫性能和高温封堵性能
样品 起泡体积/mL 析液半衰期/min 泡沫半衰期/h 阻力因子
实施例1 635 278 26 60.3
实施例2 620 336 33 71.4
实施例3 605 384 39 85.6
对比例1 620 76 18 42.6
对比例2 615 61 16 35.9
对比例3 580 58 20 36.4
对比例4 610 41 15 27.3
通过比较实施例1-3与对比例1～4中泡沫参数，发现相比于对比例1未改性的硅酸镁锂，实施例1-3通过短链烷基胺对硅酸镁锂纳米颗粒表面改性后，高温泡沫体系的析液半衰期大幅提升5～9倍，说明强亲水的硅酸镁锂颗粒经改性变为部分疏水并且引起酸镁锂颗粒弱聚集，从而可以促进颗粒聚集体在气液界面上形成不可逆吸附，大幅增加了泡沫液膜的机械强度，有效阻止泡沫的歧化和聚并，从而显著提升了高温泡沫稳定性；同时由表1中泡沫高温阻力因子数据可见，实施例1-3泡沫体系在250℃下的阻力因子明显大于对比例1-4，说明表面改性剂和界面增效剂协同作用下，在最优浓度改性后的硅酸镁锂颗粒稳定的泡沫具有优异的高温封堵性能，能对高温蒸汽产生显著封堵作用；本发明提供的表面改性硅酸镁锂高温稳泡剂能大幅提高泡沫在高温条件下的稳定性，且能强化高温泡沫调驱封堵能力。
而对比例2采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对硅酸镁锂纳米颗粒表面进行改性，虽然也可以通过静电作用吸附于硅酸镁锂纳米颗粒表面，但无法达到最佳的稳泡接触角60-70°，对比例2中的纳米颗粒对泡沫稳定性能也下降，同时阳离子表面活性剂吸附带负电的硅酸镁锂颗粒后，导致纳米颗粒极易发生絮凝作用，使得粒径急剧变大，限制其注入能力。对比例3采用较高浓度的改性剂对硅酸镁锂纳米颗粒进行改性，结果表明改性后的纳米颗粒对泡沫的稳定能力急剧下降，粒径急剧上升，导致泡沫高温封堵能力也急剧降低。对比例4采用表面改性纳米膨润土作为高温泡沫稳定剂，对泡沫稳定效果和调驱封堵作用也明显变差。
因此，由硅酸镁锂颗粒、表面改性剂和界面增效剂构成的表面改性纳米颗粒是最佳高温泡沫稳定剂，可以显著提高泡沫体系高温稳定性和高温调驱封堵能力，对改善高温泡沫调驱效果具有较好应用前景。

Claims (10)

1.一种表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，其特征在于，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％～2.0％，表面改性剂0.01％～0.05％，界面增效剂0.01％～0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，其特征在于，所述稳定剂包括如下质量百分比的原料制备得到：硅酸镁锂纳米颗粒1.0％～1.5％，表面改性剂0.03％～0.05％，界面增效剂0.05％～0.1％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
3.根据权利要求1所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，其特征在于，所述硅酸镁锂纳米颗粒为三八面体层状结构，平均粒径为30～50nm。
4.根据权利要求1所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，其特征在于，所述表面改性剂为正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺或正辛胺中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂，其特征在于，所述界面增效剂为氢氧化钠、硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠或偏硼酸钠中的一种或两种以上的组合。
6.如权利要求1-5任意一项所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法，包括步骤：
将硅酸镁锂纳米颗粒分散于水中得到硅酸镁锂水分散体系，加入表面改性剂，分散均匀；然后加入界面增效剂调节pH至10.0～11.0，经充分反应、后处理得到表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂。
7.根据权利要求6所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
i、硅酸镁锂水分散体系制备方法包括步骤：将硅酸镁锂纳米颗粒加入水中，在1000～2000r/min、室温条件下搅拌4～6h，然后室温静置12～24h后，得到分散均匀的硅酸镁锂水分散体系；
ii、加入表面活性剂后的分散条件为：室温搅拌4～6h，搅拌速率为400～800r/min；
iii、加入表面改性剂分散均匀后，在400～800r/min的搅拌条件下加入界面增效剂；
iv、反应条件为：室温静置反应12～24h；
v、后处理方法包括步骤：反应后所得反应液于50～80℃条件下真空干燥12～24h，然后用无水乙醇和蒸馏水依次清洗；重复上述过程2-4次，最后经50～80℃条件下真空干燥12～24h，研磨成粉末，即得到表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂。
8.如权利要求1-5任意一项所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，作为泡沫稳定剂应用于高温泡沫体系。
9.根据权利要求8所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，其特征在于，所述泡沫体系包括如下质量百分比的原料组成：表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂1.0％～1.5％，起泡剂0.5％～1.0％，余量为水；各原料质量百分比之和为百分之百。
10.根据权利要求9所述表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂的应用，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
i、所述起泡剂为α-烯烃磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠中的一种或两种以上的组合；
ii、所述泡沫体系的制备方法包括步骤：将表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂分散于水中，加入起泡剂，分散均匀后得到泡沫体系；
进一步优选的，所述泡沫体系的制备方法包括步骤：将表面改性纳米颗粒高温泡沫稳定剂加入水中，在1000～2000r/min的条件下室温搅拌4～8h，然后室温静置12～24h；然后在200～400r/min的搅拌条件下，加入起泡剂，室温搅拌分散30～60min后室温静置12～24h，得泡沫体系。
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