高温油藏改性纳米SiO2增效体系的制备及驱油效果研究

doi:10.3969/j.issn.2097-2806.2026.01.006

摘要/Abstract

摘要：

针对高温油藏纳米驱油剂的开发需求，采用硅烷偶联剂十二烷基三乙氧基硅烷对纳米SiO₂进行改性，以降低界面张力为评价指标，得到了较佳的耐温纳米改性SiO₂。采用红外光谱仪对改性纳米材料进行结构分析，采用透射电子显微镜和动态光散射仪分别对纳米材料的微观形貌和粒径进行表征。然后通过分散性优选出与改性纳米SiO₂配伍性好的表面活性剂构筑增效体系，借助界面张力仪和接触角仪对构筑的增效体系进行界面张力和改变润湿性评价，最后借助微观可视化驱替模型开展了微观驱油实验。结果表明，当反应时间为40 h，反应温度为60 ℃，改性剂用量为16 wt%时，改性后的纳米SiO₂分散液的油水界面张力达到6.081 7 mN/m，改性后的纳米SiO₂粒径122 nm。根据分散性优选出与改性纳米SiO₂配伍性较好的表面活性剂HN和烯丙氧基聚氧乙烯(APEG)，界面张力和润湿性的测试结果表明改性纳米SiO₂/HN复配体系性能更优。改性纳米SiO₂/HN体系在油藏温度160 ℃、矿化度35 000 mg/L条件下具有很好的降低界面张力性能和水相接触角改变能力，微观驱替实验结果表明，注入改性纳米SiO₂/HN体系后采收率较水驱提高21.1%。研究成果可为该类增效体系的推广应用提供科学依据和理论基础。

关键词: 改性纳米SiO₂, 表面活性剂, 界面张力, 润湿性, 驱油效果

Abstract:

To meet the needs for nano-oil displacement agents in the development of high-temperature reservoirs, in this work, nano-SiO₂ was modified with silane coupling agent dodecyltriethoxysilane. The temperature-resistant modified nano-SiO₂ was optimized by using the reduction of interfacial tension as evaluation index. The modified nanomaterial was analyzed by infrared spectroscopy, and the microstructure and particle size thereof were characterized by transmission electron microscopy and dynamic light scattering, respectively. Then, a surfactant with good compatibility with modified nano-SiO₂ was selected among several surfactants of different types by dispersion to construct a synergistic system. The interfacial tension and wetting ability of the constructed synergistic system were evaluated on an interfacial tensimeter and a contact angle meter. Finally, the microscopic oil displacement experiment was carried out by means of microscopic visualized displacement model. The results showed that when the reaction time was 40 h, the reaction temperature was 60 °C, and the amount of the modifier was 16%, the oil-water interfacial tension of the modified nano-SiO₂ reached 6.081 7 mN/m, and the particle size of the modified nano-SiO₂ was 122 nm. According to dispersibility, the surfactants HN and allyloxy polyethyleneglycol （APEG） with good compatibility with modified nano-SiO₂ were selected. The test results of interfacial tension and wetting ability showed that the modified nano-SiO₂/HN composite system had better performance. The modified nano-SiO₂/HN system had good abilities to reduce the interfacial tension and change the water-phase contact angle under the conditions of reservoir temperature of 160 °C and salinity of 35 000 mg/L. The results of microscopic displacement experiments showed that the oil recovery of modified nano-SiO₂/HN system was 21.1% higher than that of water flooding. This research could provide scientific support and theoretical basis for the application of this kind of synergistic system.

Key words: modified nano-SiO₂, surfactant, interface tension, wetting ability, oil displacement effect

中图分类号:

TQ423

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图/表 7

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表1

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参考文献 22

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表面活性剂	w/%
表面活性剂	0.1	0.2	0.3
十二烷基三甲基溴化铵	浑浊	浑浊	浑浊
十二烷基磺酸钠	浑浊	浑浊	浑浊
石油磺酸盐	浑浊	浑浊	浑浊
N,N-二甲基十六烷基胺	浑浊	浑浊	浑浊
HN	澄清	澄清	澄清
烯丙氧基聚氧乙烯醚（APEG）	澄清	澄清	澄清
司班20	浑浊	浑浊	浑浊

高温油藏改性纳米SiO₂增效体系的制备及驱油效果研究

Preparation of a synergistic system with modified nano-SiO₂ for high-temperature oil reservoirs and its oil displacement effect

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