CN112143476B - 一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米包覆驱油剂合成领域，公开了一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法及装置。包括如下步骤：(1)将氯化钙溶于乙醇后，与包覆材料混合，待乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；(2)将驱油剂和步骤(1)所得的优化包覆材料分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；(3)将第一反应液和第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；(4)在步骤(3)进行的同时，将剪切装置的流出液和第三反应液分别同时通入微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂；所述的纳米包覆驱油剂的粒径为1～100nm。
Description
技术领域
本发明属于纳米包覆驱油剂合成领域，特别涉及一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法及装置。
背景技术
随着油田的持续开发，长期注水冲刷造成的近井地带残余油饱和度较低而剩余油分散的问题将成为油田开发中遇到的一种重要问题。而化学驱主要的两类驱油剂聚合物和表活剂均存在近井地带无效消耗问题，注入初期的剪切和吸附使得大量驱油剂在原油饱和度较低的无效区域被消耗，无法有效到达目标含有驱油，效率较低。
纳米包覆是微胶囊技术中的一种，是一种有效的保护方法和延迟释放的技术，可降解外壳与驱油剂形成一种核壳结构，可以在注入初期有效保护驱油剂，抑制其在近井地带的消耗。随着在油藏环境中的不断老化，待包覆了驱油剂的微胶囊进入地层深处目标含油驱油后，定点降解释放，将有效提高驱油剂的实际利用效率，降低无效损耗。同时可控的外壳降解时间将为油田提高采收率提供一种更具有操作性的驱替工艺方法。该技术对油藏条件，对驱油类助剂和其他需要缓释型的油田化学助剂如破胶剂、无机酸、地下交联剂、示踪剂等都具有一定的普适性，作为技术突破点应用价值高，对传统驱油剂在采油中提高效率有重要的意义。
有研究机构已经开始纳米包覆用油田化学品的使用，在包覆无机缓释酸，包覆金属离子交联剂，包覆示踪剂，包覆腐蚀抑制剂，包覆破胶剂等方面均有报道。如美国RTI报道的通过包覆无机酸形成纳米包覆的缓释酸，在地下腐蚀造缝方面有较好的潜在应用。而其通过界面聚合合成的包覆三价铬交联剂在聚合物延迟方面有很好的表现。在包覆工艺方面，用于油田化学品的包覆主要采用一些分散聚合方式或界面聚合实现，工艺复杂，产品粒径分布较宽。而微流场技术可以提供一种更好的纳米包覆方法。该技术改变了传统反应模式，为纳米包覆驱油剂的研制提供新的可能，为产业转化提供了有效实现方案。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法，包括如下步骤：
(1)将氯化钙溶于乙醇中，将所得氯化钙乙醇溶液与包覆材料混合后搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；
(2)将驱油剂和步骤(1)所得的优化包覆材料分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；
(3)将第一反应液和第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(4)在步骤(3)进行的同时，将剪切装置的流出液与第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
其中，所述的纳米包覆驱油剂的粒径为1～100nm，优选为1～50nm；粒径过大不利于深入土壤，容易发生堵塞，且粒径过大性质不稳定容易堵塞。
步骤(1)中，对乙醇的用量没有具体的要求，仅需要溶解氯化钙即可。
步骤(1)中，所述的包覆材料为聚乙烯醇PVA(M.W.61000)，聚乙酸乙烯酯PVAc(M.W.50000)，聚乳酸PLA(M.W.60000)和聚己内酯PCL(M.W.40000)的任意一种或几种组合，优选为PLA(M.W.60000)。
步骤(1)中，所述的搅拌为300-700rps的转速，在室温下搅拌2～6h。
步骤(1)中，氯化钙的含量为包覆材料的0.1～1.5wt％。
步骤(2)中，所述的驱油剂为R-(OC2H4)nOCH2COONa，R为12～16个碳原子的长链烷烃聚醚羧酸盐。
步骤(2)中，所述的溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈、二氯甲烷、四氢呋喃和水中的任意一种或几种组合。
优选地，第一反应液中的溶剂为水；第二反应液的溶剂为二氯甲烷。
步骤(2)中，所述的第一反应液中驱油剂的浓度为0.01～1.0mol/mL。
步骤(2)中，所述的第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.05～1.5mol/mL。
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米氧化铝水溶液、纳米二氧化硅水溶液、纳米二氧化钛水溶液、纳米二氧化锆水溶液、纳米氧化锆水溶液和纳米碳化硅水溶液的任意一种或几种组合，优选为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛水溶液；所述的分散剂中溶质的浓度为0.05～3mmol/mL；分散剂的制备方法为将溶质直接溶于水中，即得。
步骤(3)中，控制第一反应液、第二反应液的通入速率为0.1～1.2mL/min，使驱油剂和优化包覆材料的摩尔比为1：1.5～5。
步骤(4)中，第三反应液的通入速率为0.1～5mL/min。
步骤(4)中，所述的反应的温度为0～70℃，所述反应的停留时间为5～30min。
一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的装置也在本发明的保护范围之内。
其中，所述的装置包括第一原料储罐、第二原料储罐、第三原料储罐、剪切装置、微混合器和微结构反应器；其中，第一原料储罐与第二原料储罐以并联的方式连接到剪切装置上，剪切装置与微混合器和微结构反应器依次串联；其中，剪切装置的出口通过微混合器，一端连向第三原料储罐，另一端通向微混合器；其中，所述的连接均为管道连接。
其中，所述的微结构反应器为meander reactor HC、sandwich reactor HC、fixedbed meanderrea ctor HC，优选sandwich reactor HC，购自于Ehrfeld MikrotechnikBT SGmbH，型号分别为0211-2-0314-F；0213-1-0004-F；0222-2-2004-F；优选型号为0213-1-0004-F。
其中，所述的微结构反应器的体积为10～50mL；所述的微通道剪切化反应装置管径为0.3～0.8mm，管长5～20cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
1.本发明提供的一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂方法及装置，通过设置微通道剪切反应装置，该装置构思新颖，制备简单。
2.本发明通过向包覆材料中加入氯化钙，使微球在微通道内进行预交联减少拖尾现象的产生。但氯化钙在矿物油中较难溶解，且会导致氯化钙在油相中分布不均，影响微囊的形态。本发明用乙醇溶解氯化钙，然后将混合溶液加入包覆材料中搅拌，待乙醇挥发后氯化钙就会均匀地分布在油相中。
3.本发明通过调节第一原料储罐和第二原料储罐的泵出速率和第二混合液的反应温度控制包覆颗粒的粒径，使得纳米包覆驱油剂在特定条件下释放，提高驱油效率。同时，可简单高效制备粒径统一的纳米驱油剂，有效解决现有制备方法中纳米包覆驱油剂粒径不一，无法有效到达目标区域，效率较低的问题。
4.本发明的制备方法具有绿色环保、安全高效、原料易得且价格低廉、无剧毒反应物残留、反应速度快等优点。
5.本发明方法具有绿色环保、高效安全、无剧毒反应物残留、粒径小，颗粒稳定等优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1反应装置示意图。
图2剪切装置。
图3未添加氯化钙(A)和添加氯化钙(B)对产物的影响
具体实施方式
以下实施例中，所述的驱油剂购自于上海建宏实业有限公司。
以下实施例中，粒径检测的方法为显微镜图像法。
以下实施例中，本发明的装置为一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的装置，如图1所述的装置包括第一原料储罐、第二原料储罐、第三原料储罐、泵1、泵2、泵3、如图2所示的剪切装置(构造类似T型混合器，可用T型混合器代替)、微混合器和微结构反应器；其中，第一原料储罐与第二原料储罐以并联的方式连接到剪切装置上，剪切装置与微混合器和微结构反应器依次串联；其中，微混合器的入口与剪切装置的出口连通，微混合器的一端连向第三原料储罐，另一端通向微结构反应器；其中，所述的连接均为管道连接；其中，第一原料储罐、第二原料储罐、第三原料储罐分别通过泵1、泵2、泵3泵入到微反应装置中的。
其中，所述的微混合器为Vapourtech R系列反应器配件；所述的微结构反应器为sandwich reactor HC，购自于Ehrfeld MikrotechnikBT S GmbH，型号为0213-1-0004-F。
实施例1
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.5mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.3wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.7mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.2mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:3.5，第一反应液和第三反应液流速为0.2mL/min，第二反应液为0.5mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留11.1min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径25nm。
实施例2
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.02mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.5wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.07mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米碳化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.05mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2.625，第一反应液和第三反应液流速为0.2mL/min，第二反应液为0.2mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在50℃下停留8.3min；所述的微结构反应器的体积为5mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为21nm。
实施例3
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.05mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.1wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.15mol/mL；
步骤(1)中，所述的分散剂为纳米氧化锆水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.01mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2，第一反应液和第三反应液流速为0.45mL/min，第二反应液为0.3mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留20.8min；所述的微结构反应器的体积为25mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为48nm。
实施例4
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.1mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.8wt％，，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.3mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.05mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2.1，第一反应液和第三反应液流速为0.5mL/min，第二反应液为0.35mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在0℃下停留7.4min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为43nm。
实施例5
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.07mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.2wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.2mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.04mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:1.7，第一反应液和第三反应液流速为0.1mL/min，第二反应液为0.06mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在40℃下停留50min；所述的微结构反应器的体积为1310mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为11nm。
实施例6
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(2)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.13mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.6wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.3mol/mL；
步骤(1)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.06mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:1.3，第一反应液流速为0.35mL/min，第二反应液为0.2mL/min，第三反应液的流速为0.1167mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留60min；所述的微结构反应器的体积为40mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为26nm。
实施例7
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.15mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的1wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.3mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.1mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:1，第一反应液流速为0.45mL/min，第二反应液为0.225mL/min，第三反应液流速为0.3mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留30.7min；所述的微结构反应器的体积为30mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为47nm。
实施例8
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.17mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.5wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.5mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.03mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:4.4，第一反应液和第三反应液流速为0.2mL/min，第二反应液为0.3mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在70℃下停留14.2min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为27nm。
实施例9
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.2mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.2wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.35mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.04mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2.3，第一反应液和第三反应液流速为0.3mL/min，第二反应液为0.4mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在50℃下停留15min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为33nm。
实施例10
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.6mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的1.3wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为1mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.5mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:1.875，第一反应液和第三反应液流速为0.8mL/min，第二反应液为0.9mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留6min；所述的微结构反应器的体积为15mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为95nm。
实施例11
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.25mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.6wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.7mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.3mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2.24，第一反应液和第三反应液流速为0.25mL/min，第二反应液为0.2mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在45℃下停留28.6min；所述的微结构反应器的体积为20mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为23nm。
实施例12
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.7mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.8wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为1.2mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为1mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:3.25，第一反应液和第三反应液流速为0.25mL/min，第二反应液为0.475mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留20.5min；所述的微结构反应器的体积为20mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为26nm。
实施例13
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.6mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.15wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.8mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.05mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:2.27，第一反应液和第三反应液流速为0.5mL/min，第二反应液为0.85mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在55℃下停留8.1min；所述的微结构反应器的体积为15mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为51nm。
实施例14
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.35mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.4wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.9mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.5mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:4.3，第一反应液和第三反应液流速为0.15mL/min，第二反应液为0.25mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在0℃下停留36min；所述的微结构反应器的体积为20mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为17nm。
对比例1
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述的驱油剂购自于上海建宏实业有限公司的界面驱油剂；溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.5mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.3wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.7mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.2mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:3.5，第一反应液流速为1.5mL/min，第二反应液为0.3mL/min，和第三反应液0.5mL/min
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留4.35min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径213nm。
对比例2
(1)将驱油剂和优化包覆材料(含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.5mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为：将氯化钙溶于乙醇，所得溶液与包覆材料混合后以300-700rps的转速，在室温下搅拌至乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；再将优化包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，氯化钙含量为包覆材料的0.3wt％，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.7mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.2mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:3.5，第一反应液流速为2.0mL/min，第二反应液为0.3mL/min，和第三反应液0.5mL/min
步骤(3)中，所述的反应为在30℃下停留3.75min；所述的微结构反应器的体积为10mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径276nm。
对比例3
(1)将驱油剂和优化包覆材料(不含氯化钙的包覆材料)分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；其中，第一反应液、第二反应液和第三反应液分别置于原料储罐1、原料储罐2和原料储罐3中；
(2)将原料储罐1中的第一反应液和原料储罐2中的第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将剪切装置的流出液和原料储罐3中的第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂。
步骤(1)中，所述第一反应液的溶剂为水；第一反应液中驱油剂的浓度为0.35mol/mL；
步骤(2)中，所述的第二反应液的制备方法为将包覆材料溶于溶剂中，即得第二反应液；
其中，所述的包覆材料为PLA(M.W.60000)；溶剂为二氯甲烷；所述第二反应液中包覆材料的浓度为0.9mol/mL；
步骤(2)中，所述的分散剂为纳米二氧化硅水溶液；分散剂中溶质的浓度为0.5mmol/mL；
步骤(2)和步骤(3)中，驱油剂与包覆材料的摩尔比为1:4.3，第一反应液和第三反应液流速为0.15mL/min，第二反应液为0.25mL/min。
步骤(3)中，所述的反应为在0℃下停留36min；所述的微结构反应器的体积为20mL。将微结构反应器出料口导入到产物收集器中，待包覆材料溶剂挥发后经显微镜图像法测得粒径为88nm。
从图3可以看出，本发明通过加入氯化钙(实施例14和对比例1进行对比)，可以有效避免拖尾现象，从而使粒径更均一，更稳定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种采用微流场反应技术制备纳米包覆驱油剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将氯化钙溶于乙醇后，与包覆材料混合，待乙醇挥发完全，得到优化包覆材料；
（2）将驱油剂和步骤（1）所得的优化包覆材料分别用溶剂溶解后得到第一反应液和第二反应液，分散剂作为第三反应液；
（3）将第一反应液和第二反应液分别同时通入微通道反应装置中的剪切装置中混合；
（4）在步骤（3）进行的同时，将剪切装置的流出液和第三反应液分别同时通入微通道反应装置中的微混合器中混合，混合后通入微通道反应装置中的微结构反应器中进行反应，所得流出液即为纳米包覆驱油剂；
步骤（1）中，氯化钙的含量为包覆材料的0.1~1.5 wt%；
步骤（2）中，所述的驱油剂为含12~16个碳原子的聚醚羧酸盐；所述的第一反应液中驱油剂的浓度为0.01~1.0 mol/mL；所述的第二反应液中优化包覆材料的浓度为0.05~1.5mol/mL；
步骤（3）中，控制第一反应液、第二反应液的通入速率为0.1~1.2 mL/min，使驱油剂和优化包覆材料的摩尔比为1：1.5~5；
步骤（4）中，第三反应液的通入速率为0.1~5 mL/min；
步骤（4）中，所述的反应的温度为0~70℃，所述反应的停留时间为5~30 min；
其中，所述的纳米包覆驱油剂的粒径为1~100 nm；
步骤（1）中，所述的包覆材料为聚乙烯醇，聚乙酸乙烯酯，聚乳酸和聚己内酯中的任意一种或几种组合；
步骤（2）中，所述的分散剂为纳米氧化铝水溶液、纳米二氧化硅水溶液、纳米二氧化钛水溶液、纳米二氧化锆水溶液、纳米氧化锆水溶液和纳米碳化硅水溶液中的任意一种或几种组合；所述的分散剂中溶质的浓度为0.05~3 mmol/mL。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈、二氯甲烷、四氢呋喃和水中的任意一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微通道反应装置包括第一原料储罐、第二原料储罐、第三原料储罐、剪切装置、微混合器和微结构反应器；其中，第一原料储罐与第二原料储罐以并联的方式连接到剪切装置上，剪切装置与微混合器和微结构反应器依次串联；其中，剪切装置的出口通过微混合器，一端连向第三原料储罐，另一端通向微结构反应器；其中，所述的连接均为管道连接；其中，所述的微结构反应器的体积为10~50 mL。
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