CN114751398A - 一种油溶性碳量子点及含其的纳米流体组合物与抑制二氧化碳驱沥青质沉积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种油溶性碳量子点及含其的纳米流体组合物与抑制二氧化碳驱沥青质沉积的方法。本发明提供的油溶性碳量子点的制备方法包括：将非离子表面活性剂与磷酸的混合溶液进行微波辐射后，得到该油溶性碳量子点。本发明的碳量子点纳米流体组合物包含该油溶性碳量子点。本发明提供的采用该碳量子点纳米流体组合物抑制二氧化碳驱过程中沥青质沉积的方法包括以下步骤：将该碳量子点纳米流体组合物注入到二氧化碳驱油藏中。本发明提供的油溶性碳量子点及碳量子点纳米流体组合物能够有效抑制二氧化碳驱过程中的沥青质沉积，降低储层伤害，提高原油采收率。

Description

一种油溶性碳量子点及含其的纳米流体组合物与抑制二氧化 碳驱沥青质沉积的方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种油溶性碳量子点及其制备方法与应用，和一种碳量子点纳米流体组合物，以及一种采用该碳量子点纳米流体组合物抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法。
背景技术
二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)技术作为我国实现碳中和目标技术组合中的重要手段之一，具有大规模温室气体深度减排潜力。其中，二氧化碳驱油(CO2-EOR)技术具有广阔的应用前景，尤其对于低渗透油藏来说，油藏可作为CO2封存的理想场地，在实现CO2长期安全封存的同时，还可以提高原油采收率，兼顾经济效益与社会环境效益。然而，CO2驱过程中极易发生沥青质沉积问题，沥青质结构复杂，含有氮、硫或氧等杂原子，是原油中最具极性和表面活性的组分，其沉积会带来储层孔喉堵塞、润湿性反转和渗透率降低等诸多问题，最终导致油藏受到永久性伤害，大大降低原油采收率。因此，解决或减轻CO2驱过程中的沥青质沉积问题，对进一步提高低渗透油藏的采收率至关重要。
近年来，纳米流体在提高采收率研究领域表现出较大的应用潜力。纳米颗粒因具有较大的比表面积和吸附容量，较好的悬浮和催化性能，且较化学剂而言不易造成储层损害，故在解决沥青质沉积问题上具有常规有机类沥青质抑制剂(如十二烷基苯磺酸钠、苯酚等)难以比拟的优势。
碳纳米材料由于其独特的物理化学性质，在提高采收率领域受到越来越多的关注，但鲜有关于碳纳米材料对沥青质沉积的抑制和分散的影响的相关研究。碳量子点(CQDs)作为一种新型的碳纳米材料，其粒径尺寸在10nm以下，具有良好的化学稳定性、低毒性、易于功能化等优异性能，是解决CO2驱过程中沥青质沉积的潜在手段之一。
因此，开发出一种用于抑制CO2驱过程中沥青质沉积的碳量子点，成为本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种油溶性碳量子点及其制备方法与应用。
本发明的目的还在于提供一种碳量子点纳米流体组合物，其原料组成包括上述油溶性碳量子点。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述碳量子点纳米流体组合物抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法。
本发明提供的油溶性碳量子点及碳量子点纳米流体组合物能够有效抑制CO2驱过程中沥青质的沉积，降低沥青质沉积的风险，进一步提高原油采收率。
为了实现上述目的，本发明首先提供了一种油溶性碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：将非离子表面活性剂与磷酸的混合溶液进行微波辐射后，得到所述的油溶性碳量子点；
其中，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、聚乙二醇(PEG-4000)、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物(聚醚F-68)以及聚氧乙烯烷基醇酰胺等中的一种或几种的组合；
所述非离子表面活性剂与所述磷酸的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL。
本发明所采用上述非离子表面活性剂均可通过商业采购获得；所采用的磷酸可以为本领域常规采用的磷酸，例如分析级质量浓度为85％以上的磷酸，具体可以包括分析级质量浓度为85％的磷酸和/或质量浓度为98％的高纯磷酸等。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述油溶性碳量子点的制备方法包括以下步骤：
S1、将非离子表面活性剂、水、磷酸混合均匀，得到一混合溶液；
S2、使步骤S1得到的混合溶液进行微波辐射一段时间后，得到含有所述油溶性碳量子点的溶液。
在上述的制备方法中，优选地，步骤S1中的所述非离子表面活性剂与所述水的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL。
在上述的制备方法中，优选地，所述微波辐射的功率为300～600W，时间为3～20min。
根据本发明的具体实施方式，优选地，上述油溶性碳量子点的制备方法还可以包括以下步骤：S3、将步骤S2得到的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行分离，得到提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液。其中，所述分离的方法可以包括过滤、离心、透析、萃取等中的一种或几种的组合。更优选地，所述分离的方法为萃取，具体包括以下步骤：在步骤S2得到的含有所述油溶性碳量子点的溶液中加入水，得到一含有悬浮状沉淀物的悬浮液，然后加入萃取剂，搅拌一段时间后，取上层液体进行过滤，得到提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液。
在上述的制备方法中，优选地，步骤S3中所加入的水与步骤S1中所采用的水的用量体积比为(3～6)：1。
在上述的制备方法中，优选地，步骤S3中所加入的萃取剂与步骤S3中所加入的水的用量体积比为(1～3)：1。
在上述的制备方法中，优选地，步骤S3中的所述萃取剂包括甲苯、丙酮、乙醇、氯仿、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、正己烷、环己烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以及乙腈等中的一种或几种的组合。
在上述的制备方法中，优选地，在所述步骤S3中，加入萃取剂后，在20～25℃、转速为800～1000转/分的搅拌条件下搅拌1～2h。
根据本发明的具体实施方式，优选地，上述油溶性碳量子点的制备方法还可以包括以下步骤：S4、将步骤S3得到的提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行浓缩、干燥，得到固态的所述油溶性碳量子点。
在上述的制备方法中，优选地，在所述步骤S4中，在温度为80～100℃、真空度为0.7～0.9MPa的条件下，将步骤S3得到的提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行旋转蒸发浓缩后，结晶、干燥，得到固态的所述油溶性碳量子点。
在上述的制备方法中，各步骤所采用的水可以为去离子水。
另一方面，本发明还提供了一种油溶性碳量子点，其是通过上述油溶性碳量子点的制备方法制备得到的。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述油溶性碳量子点的粒径尺寸为0.5～4nm。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述油溶性碳量子点接枝有芳基和/或烷基。更优选地，所述油溶性碳量子点接枝有长碳链芳基和/或烷基。
此外，本发明还提供了一种上述的油溶性碳量子点在抑制CO2驱过程中沥青质沉积中的应用。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述油溶性碳量子点在抑制CO2驱过程中沥青质沉积中的应用的方法包括以下步骤：
(1)将所述的油溶性碳量子点以及油溶性分散剂混合，制备得到一碳量子点纳米流体组合物；
(2)将所述的碳量子点纳米流体组合物注入到CO2驱油藏中。
在上述应用中，优选地，所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂的混合比例为(0.01～0.02)g：(500～1000)mL。
在上述应用中，优选地，所述油溶性分散剂包括含有长碳链的酯类化合物。更优选地，所述油溶性分散剂包括丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、月桂酸甲酯以及肉豆蔻酸甲酯等中的一种或几种的组合。
本发明提供的油溶性碳量子点具有良好的荧光性质和紫外吸收特性，在295nm和330nm处分别显示出一个较强烈的吸收峰和一个较弱的肩峰。本发明的油溶性碳量子点粒径尺寸分布在0.5～4nm，平均粒径为2.3nm，结构完整、粒度均一，且分散性较好，可满足低渗透油藏CO2驱应用的尺寸要求。此外，本发明的油溶性碳量子点表面含有羟基、羰基和羧基等含氧官能团，结构中有芳基与烷基的存在，且其内核富含孤立的sp2碳簇，环境友好且易于功能化。本发明的油溶性碳量子点可将常规的亲水玻璃盖玻片的水接触角由42.541°提高至86.991°，水滴由铺展装转为类球形，具有良好的疏水性。本发明的油溶性碳量子点的结构上在具备羟基和羧基等亲水基团的同时，也接枝了非离子表面活性剂的疏水长碳链烷基，相较于SiO2、Fe3O4等纳米颗粒，与沥青质分子具有更好的配伍性。
另外，本发明还提供了一种碳量子点纳米流体组合物，其原料组成包括上述油溶性碳量子点。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述碳量子点纳米流体组合物的原料组成包括：所述的油溶性碳量子点以及油溶性分散剂。
在上述碳量子点纳米流体组合物中，优选地，所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂的用量比例为(0.01～0.02)g：(500～1000)mL。
在上述碳量子点纳米流体组合物中，优选地，所述油溶性分散剂包括含有长碳链的酯类化合物。更优选地，所述油溶性分散剂包括丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、月桂酸甲酯以及肉豆蔻酸甲酯等中的一种或几种的组合。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所述碳量子点纳米流体组合物是通过以下步骤制备得到的：将所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂混合，得到所述的碳量子点纳米流体组合物。更优选地，将所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂以800～1000转/分的转速进行搅拌1～2h，使其混合均匀，然后在20～25℃条件下超声1～2h，得到所述的碳量子点纳米流体组合物。尤为优选地，所述超声的功率为200～500W，频率为30～60KHZ。其中，所述搅拌可以选择磁力搅拌，所述超声可以在水浴中进行。
本发明提供的碳量子点纳米流体组合物具有尺寸效应优、与沥青质分子配伍性好等优点，有效抑制了CO2驱过程中沥青质的沉积，延迟了沥青质沉淀起始点，减小了沥青质聚集体粒径，从而从根本上降低了沥青质沉积的风险，解决了储层孔喉堵塞、润湿性反转和渗透率降低等诸多问题，降低了储层伤害，进一步提高原油采收率。
另外，本发明还提供了一种采用上述碳量子点纳米流体组合物抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法，其包括以下步骤：将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中，或者将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物分别注入到油藏中。
在上述抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法中，优选地，当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中时，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度均为5～20μL/min，注入压力均为8～15MPa，注入温度均为30～60℃。
在上述抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法中，优选地，将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物分别注入到油藏中可以为将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中。更优选地，当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中时，所述二氧化碳和所述碳量子点纳米流体组合物交替注入的体积比为(20～40)：1，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度分别为5～20μL/min，注入压力分别为8～15MPa，注入温度分别为30～60℃。并且二氧化碳先注入。
综上所述，本发明提供的新型抑制沥青质沉积的油溶性碳量子点以及碳量子点纳米流体组合物，相较于其他沥青质抑制剂，其具有无毒无害、尺寸效应优、配伍性好等优点。在实验室中，使用本发明的油溶性碳量子点以及碳量子点纳米流体组合物对沥青质沉积进行抑制，使得沥青质沉淀起始点可从45vol％推迟至55vol％，沥青质聚集体平均粒径可由1200nm降至450nm左右，有效抑制了沥青质的聚集。本发明提供的油溶性碳量子点以及碳量子点纳米流体组合物非常适用于CO2驱油藏，尤其适用于低渗透CO2驱油藏，在CO2驱油藏的注入温度和压力下，能够有效抑制CO2驱过程中沥青质的沉积，实现了降低储层伤害、进一步提高油藏原油采收率的效果。
附图说明
图1为实施例1制备得到的油溶性碳量子点的透射电子显微镜图像。
图2为实施例1制备得到的油溶性碳量子点的粒径分布图。
图3为实施例1制备得到的油溶性碳碳量子点的接触角图像。
图4为测试例1中碳量子点纳米流体组合物对沥青质沉淀起始点的影响图。
图5为测试例2中碳量子点纳米流体组合物对沥青质聚集体粒径分布的影响图。
图6a、图6b、图6c均为测试例3中碳量子点纳米流体组合物添加量为0wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。
图6d、图6e、图6f均为测试例3中碳量子点纳米流体组合物添加量为1wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。
图6g、图6h、图6i均为测试例3中碳量子点纳米流体组合物添加量为2wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。
图6j、图6k、图6l均为测试例3中碳量子点纳米流体组合物添加量为3wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
根据本发明的具体实施方式，优选地，本发明提供了一种油溶性碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将非离子表面活性剂溶于去离子水中，得到一非离子表面活性剂溶液；然后将磷酸与所述非离子表面活性剂溶液混合均匀，得到一混合溶液；其中，所述非离子表面活性剂与所述去离子水的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL；所述非离子表面活性剂与所述磷酸的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL；
S2、使步骤S1得到的混合溶液以300～600W的功率进行微波辐射3～20min后，得到一棕褐色的含有油溶性碳量子点的溶液；将所述含有油溶性碳量子点的溶液冷却至室温；
S3、在步骤S2得到的含有油溶性碳量子点的溶液中加入去离子水，得到一含有黑褐色悬浮状沉淀物的悬浮液，然后加入萃取剂，在20～25℃以800～1000转/分的转速搅拌1～2h后，取上层液体进行过滤，得到提纯后的含有油溶性碳量子点的溶液；其中，所加入的去离子水与步骤S1中所采用的去离子水的用量体积比为(3～6)：1，所加入的萃取剂与步骤S3中所加入的去离子水的用量体积比为(1～3)：1；
S4、在温度为80～100℃、真空度为0.7～0.9MPa的条件下，将步骤S3得到的提纯后的含有油溶性碳量子点的溶液进行旋转蒸发浓缩后，结晶、干燥，得到固态的所述油溶性碳量子点。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
在以下具体实施方式中，所采用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得，所采用的试剂除了特别说明外，纯度都是分析级。
实施例1
本实施例提供了一种油溶性碳量子点及其制备方法，包括如下步骤：
S1、称取180mg聚醚F-68，加入到15mL去离子水中，常温下静置15min，使其充分溶解，得到聚醚F-68水溶液；量取30mL磷酸，加入所述聚醚F-68水溶液中，搅拌均匀，得到一混合溶液；
S2、将步骤S1得到的混合溶液置于微波炉中，以450W的功率微波辐射约9min，得到一棕褐色的含有油溶性碳量子点的溶液，将其从微波炉中取出后冷却至室温；
S3、在步骤S2得到的含有油溶性碳量子点的溶液中加入50mL去离子水，得到一含有黑褐色悬浮状沉淀物的悬浮液，然后加入50mL甲苯进行萃取，使用磁力搅拌装置在常温下以800～1000转/分的转速搅拌2h，随后取上层液体进行过滤，得到油溶性碳量子点-甲苯溶液；
S4、将步骤S3得到的油溶性碳量子点-甲苯溶液置于旋转蒸发器中，在温度为90℃、真空度为0.8MPa的条件下进行旋转蒸发浓缩，然后将浓缩后的浓溶液利用蒸发皿蒸发结晶，再进行干燥后，得到所述的油溶性碳量子点，其为黑色粉末。
图1为本实施例制备得到的油溶性碳量子点的透射电子显微镜(TEM)图像。图2为本实施例制备得到的油溶性碳量子点的粒径分布图。如图1和图2所示，本实施例制备得到的油溶性碳量子点具有明显的球形或椭球形形态，尺寸分布在0.5～4nm，平均粒径为2.3nm，结构完整、粒度均一，且分散性较好。图3为本实施例制备得到的油溶性碳量子点的接触角图像。如图3所示，本实施例的油溶性碳量子点能将常规的亲水玻璃盖玻片的水接触角由42.541°提高至86.991°，水滴由铺展装转为类球形，具有良好的疏水性。
实施例2
本实施例提供了一种碳量子点纳米流体组合物，其是按照以下步骤制备得到的：
准确称量0.02g本发明实施例1制备得到的油溶性碳量子点黑色粉末，加入到1L丙二醇脂肪酸酯和肉豆蔻酸甲酯的混合物(丙二醇脂肪酸酯和肉豆蔻酸甲酯的体积比为3：7)中，使用磁力搅拌装置在常温下以800～1000转/分的转速搅拌1h使其充分分散，随后在25℃的水浴中以240W的功率、40KHZ的频率超声2h，静置一晚，得到所述的碳量子点纳米流体组合物。
实施例3
本实施例提供了一种采用实施例2制备得到的碳量子点纳米流体组合物抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法，其包括以下步骤：将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中，或者将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中；
当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中时，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度均为5～20μL/min(优选为10μL/min)，注入压力均为8～15MPa，注入温度均为30～60℃；
当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中时，所述二氧化碳先注入，所述二氧化碳和所述碳量子点纳米流体组合物交替注入的体积比为(20～40)：1(优选为30：1)，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度分别为5～20μL/min(优选为10μL/min)，注入压力分别为8～15MPa，注入温度分别为30～60℃。
测试例1
利用本发明实施例2制备得到的碳量子点纳米流体组合物，进行沥青质沉淀起始点的测试，具体步骤如下：
(1)准确称取0.05g沥青质于250mL锥形瓶中，加入100mL甲苯，加热到135℃回流1h，避光条件下静置24h，使其充分溶解，得到500mg/L的沥青质-甲苯溶液，以此作为模拟油；
(2)以步骤(1)得到的500mg/L沥青质-甲苯溶液作为母液，取出一定量的母液加入不同比例的正庚烷、不同比例的实施例2制备得到的碳量子点纳米流体组合物以及甲苯，其中正庚烷的添加量分别为30vol％，40vol％，45vol％，50vol％，55vol％，60vol％，65vol％，70vol％(以制备得到的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的体积为100％计的)，碳量子点纳米流体组合物添加量分别为0wt％，1wt％，2wt％，3wt％，4wt％，5wt％(以制备得到的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的重量为100％计的)，并且使用甲苯分别稀释成沥青质浓度为100mg/L的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液，采用上述步骤得到48组沥青质浓度为100mg/L的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液(对应不同正庚烷添加量和不同碳量子点纳米流体组合物添加量)；
(3)将步骤(2)的全部沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液离心分离，使用紫外-可见分光光度计测定各组上清液在波长为546nm处的吸光度；
(4)将步骤(3)得到的吸光度开始降低时对应的正庚烷体积定义为沥青质沉淀起始点，绘制判定曲线。
图4为本测试例中碳量子点纳米流体组合物对沥青质沉淀起始点的影响图。如图4所示，随着本发明实施例2制备的碳量子点纳米流体组合物的加入，沥青质-甲苯-正庚烷体系的沥青质沉淀起始点得到了显著改善，发生沉淀时正庚烷比例可由45vol％推迟至55vol％，且本发明实施例2制备的碳量子点纳米流体组合物在较低的添加量下即可发挥较好的作用，添加量在1wt％～4wt％时效果相当，超过4wt％时效果反而有所减弱。
测试例2
利用本发明实施例2制备得到的碳量子点纳米流体组合物，进行沥青质聚集体粒径分布的测试，具体步骤如下：
配置4组沥青质含量为100mg/L的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液，其中正庚烷的体积分数均为60vol％，实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量分别为0wt％，1wt％，2wt％，3wt％；将上述4组溶液分别放置在动态光散射分析仪中，设定甲苯为测试溶液，稳定时间为0，扫描2次，进行粒度分析。
图5为本测试例中碳量子点纳米流体组合物对沥青质聚集体粒径分布的影响图。如图5所示，在未添加碳量子点纳米流体组合物时，沥青质聚集体粒径分布范围较广，粒径在400～3000nm之间，平均粒径为1200nm左右；在添加碳量子点纳米流体组合物之后，沥青质聚集体粒径分布范围明显变窄。实施例2的碳量子点纳米流体组合物的添加量为1wt％时，粒径集中在400～1200nm之间，平均粒径为600nm左右；添加量为2wt％时，粒径集中在300～700nm之间，平均粒径为450nm左右；添加量为3wt％时，粒径集中在600～1000nm之间，平均粒径为740nm左右。相较于未添加实施例2的碳量子点纳米流体组合物的样品溶液，添加实施例2的碳量子点纳米流体组合物的样品溶液中的沥青质聚集体的粒径分布更为集中，平均粒径减小一倍有余，且碳量子点纳米流体的添加量为2wt％时，平均粒径降至最小。
测试例3
利用本发明实施例2制备得到的碳量子点纳米流体组合物，通过光学显微镜直接观察沥青质的聚集程度及其聚集体尺寸分布情况，具体步骤如下：
(1)配置4组沥青质含量为100mg/L的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液，其中正庚烷的体积分数均为60vol％，实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量分别为0wt％，1wt％，2wt％，3wt％；；
(2)分别取少量上述4组沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液，滴于载玻片上，盖上盖玻片，放置于光学显微镜上观测沥青质聚集情况；
(3)选用油镜进行观测，放大倍数为100倍，使用Image Analysis System 11.0软件采集沥青质聚集体显微图像。
图6a至图6l显示了本测试例中碳量子点纳米流体组合物添加前后沥青质聚集体分布的显微图像。其中，图6a、图6b、图6c均为实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量为0wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。图6d、图6e、图6f均为实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量为1wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。图6g、图6h、图6i均为实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量为2wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。图6j、图6k、图6l均为实施例2的碳量子点纳米流体组合物添加量为3wt％的沥青质-甲苯-正庚烷-CQDs溶液的光学显微镜图像。
如图6a至图6l所示，未添加实施例2的碳量子点纳米流体组合物的溶液在显微镜的观察下，沥青质聚集体颗粒充满了整个图像视野，沥青质呈现团聚状，聚集体尺寸在1～2μm左右。添加了实施例2的碳量子点纳米流体组合物的溶液在显微镜的观察下，沥青质聚集体颗粒数量明显减少，总体上来说聚集体粒径得到了显著改善，绝大多数聚集体尺寸减小至1μm以下。尽管局部区域仍有部分粒径较大的颗粒(1～2μm)，但在观测过程中发现，由于观测的是液体样品，沥青质颗粒在盖玻片下依旧具有流动性，外界条件的改变会使小的沥青质颗粒发生移动，并逐渐形成较大的团聚体，因此观测到的大颗粒可能是沥青质团聚后的结果，原溶液中的聚集体粒径应小于该值。

Claims (10)

1.一种油溶性碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：将非离子表面活性剂与磷酸的混合溶液进行微波辐射后，得到所述的油溶性碳量子点；
其中，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚合物以及聚氧乙烯烷基醇酰胺中的一种或几种的组合；
所述非离子表面活性剂与所述磷酸的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL。
2.根据权利要求1所述的油溶性碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将非离子表面活性剂、水、磷酸混合均匀，得到一混合溶液；
S2、使步骤S1得到的混合溶液进行微波辐射一段时间后，得到含有所述油溶性碳量子点的溶液；
优选地，所述油溶性碳量子点的制备方法还包括以下步骤：S3、将步骤S2得到的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行分离，得到提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液；更优选地，所述分离的方法为萃取，具体包括以下步骤：在步骤S2得到的含有所述油溶性碳量子点的溶液中加入水，得到一含有悬浮状沉淀物的悬浮液，然后加入萃取剂，搅拌一段时间后，取上层液体进行过滤，得到提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液；
优选地，所述油溶性碳量子点的制备方法还包括以下步骤：S4、将步骤S3得到的提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行浓缩、干燥，得到固态的所述油溶性碳量子点。
3.根据权利要求1或2所述的油溶性碳量子点的制备方法，其中，所述微波辐射的功率为300～600W，时间为3～20min。
4.根据权利要求2所述的油溶性碳量子点的制备方法，其中，步骤S1中的所述非离子表面活性剂与所述水的用量比例为(100～200)mg：(10～50)mL。
5.根据权利要求2所述的油溶性碳量子点的制备方法，其中，步骤S3中所加入的水与步骤S1中所采用的水的用量体积比为(3～6)：1；步骤S3中所加入的萃取剂与步骤S3中所加入的水的用量体积比为(1～3)：1；
优选地，步骤S3中的所述萃取剂包括甲苯、丙酮、乙醇、氯仿、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮、正己烷、环己烷、N,N-二甲基甲酰胺以及乙腈中的一种或几种的组合；
优选地，在所述步骤S3中，加入萃取剂后，在20～25℃、转速为800～1000转/分的搅拌条件下搅拌1～2h。
6.根据权利要求2所述的油溶性碳量子点的制备方法，其中，在所述步骤S4中，在温度为80～100℃、真空度为0.7～0.9MPa的条件下，将步骤S3得到的提纯后的含有所述油溶性碳量子点的溶液进行旋转蒸发浓缩后，结晶、干燥，得到固态的所述油溶性碳量子点。
7.一种油溶性碳量子点，其是通过权利要求1-6中任一项所述的油溶性碳量子点的制备方法制备得到的；
优选地，所述油溶性碳量子点的粒径尺寸为0.5～4nm；
优选地，所述油溶性碳量子点接枝有芳基和/或烷基；更优选地，所述油溶性碳量子点接枝有长碳链芳基和/或烷基。
8.一种权利要求7所述的油溶性碳量子点在抑制CO2驱过程中沥青质沉积中的应用。
9.一种碳量子点纳米流体组合物，其原料组成包括权利要求7所述的油溶性碳量子点；
优选地，所述碳量子点纳米流体组合物的原料组成包括：所述的油溶性碳量子点以及油溶性分散剂；
优选地，所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂的用量比例为(0.01～0.02)g：(500～1000)mL；
优选地，所述油溶性分散剂包括含有长碳链的酯类化合物；更优选地，所述油溶性分散剂包括丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、月桂酸甲酯以及肉豆蔻酸甲酯中的一种或几种的组合；
优选地，所述碳量子点纳米流体组合物是通过以下步骤制备得到的：将所述油溶性碳量子点与所述油溶性分散剂以800～1000转/分的转速进行搅拌1～2h，使其混合均匀，然后在20～25℃条件下超声1～2h，得到所述的碳量子点纳米流体组合物。
10.一种采用权利要求9所述的碳量子点纳米流体组合物抑制CO2驱过程中沥青质沉积的方法，其包括以下步骤：
将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中，或者将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物分别注入到油藏中；
优选地，当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物同时注入到油藏中时，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度均为5～20μL/min，注入压力均为8～15MPa，注入温度均为30～60℃；
优选地，将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物分别注入到油藏中为将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中，当将二氧化碳和所述的碳量子点纳米流体组合物交替注入到油藏中时，所述二氧化碳和所述碳量子点纳米流体组合物交替注入的体积比为(20～40)：1，所述碳量子点纳米流体组合物的注入量为0.01～0.05PV，所述二氧化碳的注入量为0.3～1.5PV，所述碳量子点纳米流体组合物与所述二氧化碳的注入速度分别为5～20μL/min，注入压力分别为8～15MPa，注入温度分别为30～60℃。
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